1. Xроматографические методы анализа нефти, газа и нефтепродуктов на базе приборов фирмы Вариан (США)
  1. Определение компонентного состава природного и попутного нефтяного газа по МВИ 122-06-05, ГОСТ 23781-87 методы А и Б,   ISO 6974, GPA 2286 и GPA 2186

Настоящая методика, разработанная ОАО «ВНИИ НП»,  применяется для определения компонентного состава природного газа, содержащего углеводороды С1 – С4 не более 5% масс. Углеводородов суммы С5 , С6, С7 и С8, а также неуглеводородные компоненты: водород, гелий, азот, диоксид углерода, сероводород в любых соотношениях. Методика разработана на основе ГОСТ 23781, в соответствии с ГОСТ Р 8.563.


Хроматограф Varian 3800
Рис.1 Хроматограф Varian 3800


Для анализа используется трехканальная хроматографическая система Varian 3800 модель С (анализатор природного газа, Рис.1), позволяющая анализировать углеводородный состав газа, неуглеводородный состав газа, а также водород.
Анализатор поставляется после тестирования на заводе Varian с предустановленной программой анализа.



Водород и гелий

Рис. 2

Водород и гелий определяются методом газоадсорбционной хроматографии с детектором по теплопроводности (рис.2)

Неуглеводородные (и углеводородные) компоненты

Рис.3

1. Кислород/Аргон                           7. Пропан
2. Азот                                                 8. Изобутан
3. Метан                                             9. Бутан
4. Диоксид углерода                        10. Изопентан
5. Этан                                                11. н-Пентан
6. Сероводород                                 12. Гексаны

Неуглеводородные (и углеводородные) компоненты определяются методом газоадсорбционной хроматографии с детектором по теплопроводности (рис.3) (а также углеводородные)

Анализ углеводородных компонентов
Рис. 4

1. Метан                              5. Бутан
2. Этан                                 6. Изопентан
3. Пропан                            7. Пентан
4. Изобутан                        8. Гексаны

Анализ углеводородных компонентов осуществляется методом капиллярной газожидкостной хроматографии с пламенно-ионизационным детектором (рис.4)


2.Определение компонентного состава сжиженного углеводородного газа (ШФЛУ) по МВИ 122-07-05,
ГОСТ 10679-76 и
ASTM D 2163

Настоящая методика, разработанная ОАО «ВНИИ НП»,  применяется для определения компонентного состава сжиженного природного газа – широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) с массовой долей определяемых компонентов не менее 0,10%. Методика разработана на основе ГОСТ 10679 и ASTM D 2163 в соответствии с требованиями ГОСТ Р 8.563.
Образец сжиженного природного газа, содержащий смесь углеводородов С1-С8, подвергают хроматографическому разделению на индивидуальные компоненты. Полученная информация по компонентному составу сжиженных природных газов может быть использована для расчета физико-химических характеристик – относительной плотности, давления насыщенных паров и октанового числа по моторному методу.

пламенно-ионизационный детекторVarian 3800
Рис.1                                                                                  Рис.2

Для анализа используется хроматограф Varian 3800 (рис.1) c пламенно-ионизационным детектором и специальным устройством для ввода сжиженного газа - станцией высокого давления (рис.2).  Схема станции высокого давления приведена на рис.3


 


3. Определение серосодержащих соединений в природном газе  и газовых топливах по ASTM D 6228-98

Настоящий стандарт применяется для определения компонентного состава летучих серосодержащих соединений в природном газе методом газовой хроматографии с пламенно-фотометрическим детектированием. Диапазон детектирования соединений серы от 20 до 20000 пг серы.  
Varian 3800


Для анализа используется хроматографическая система Varian 3800 с краном-дозатором, пульсирующим пламенно-фотометрическим детектором и капиллярной колонкой CP-Sil 5 CB  30м х 0,53мм х 5мкм


1.Сероводород
2.Карбонил  сульфид
3.Метилмеркаптан

Рис.1 Хроматограмма разделения серосодержащих соединений


4. Определение метанола в сжиженных нефтяных газах по ГОСТ 21443-75

Настоящий стандарт распространяется на сжиженные углеводородные газы (технический пропан, технический бутан и их смесь), поставляемые на экспорт и устанавливает метод определения метанола. Определение основано на разделении метанола и углеводородов методом газовой хроматографии с пламенно-ионизационным детектированием и расчетом результатов по площади пика метанола способом абсолютной градуировки.  


анализатор LowOx на базе хроматографа Varian 3800            танция высокого давления
Рис.1                                               Рис.2



Для анализа используется анализатор LowOx на базе хроматографа Varian 3800 (рис.1) с предколонкой CP-Sil 5 CB,аналитической колонкой LOWOX и пламенно-ионизационным детектором. Для ввода сжиженного газа используется станция высокого давления (рис.2). Образец вводится в предколонку. Компоненты с температурами кипения до 1000С переходят в колонку LOWOX. Колонка LOWOX разделяет легкую фракцию на фракции углеводородов и оксигенатов. При этом фракция оксигенатов разделяется на индивидуальные компоненты. Фракция с температурой кипения выше 1000С обратно из предколонки выводится на сброс. Анализатор оборудован кранами-дозаторами для ввода газовых и жидких проб. Анализатор поставляется после тестирования на заводе Varian с предустановленной программой анализа.

Хроматограмма разделения оксигенатов в сжиженном нефтяном газе.

Рис.3 Хроматограмма разделения оксигенатов в сжиженном нефтяном газе.


5. Определение компонентного состава природного и попутного нефтяного газа по IP345

Метод применяется для определения компонентного состава природного газа, содержащего углеводороды С1 – С5 , С6+, а также неуглеводородные компоненты: азот, кислород и диоксид углерода.  


Varian 3800


Для анализа используется одноканальная хроматографическая система Varian 3800 модель А (анализатор природного газа) с возможностью охлаждения термостата до температуры ниже комнатной жидким азотом или углекислотой. Ввод пробы производится через 8-ми портовый кран, в котором совмещены функции инжектирования пробы и обратной продувки. Хроматограф укомплектован последовательно совмещенными детектором по теплопроводности и пламенно-ионизационным детектором с возможностью автоматического переключения в ходе анализа. Элементные и неорганические газы определяются детектором по теплопроводности. Дополнительный пламенно-ионизационный детектор вводится по требованию IP345 для высокочувствительного детектирования углеводородов от этана до тяжелых углеводородов в виде С6+. Разделение производится на насадочной колонке HayeSep R. Существует вариант этого анализатора, предназначенный для работы с "кислыми" газами (до 90% сероводорода). Если требуется разделение кислорода и азота, начальная температура колонки должна быть минус 500С.   Анализатор поставляется после тестирования на заводе Varian с предустановленной программой анализа.


Хроматограмма природного газа с обратной продувкой С6+ и начальной температурой анализа

Рис.1 Хроматограмма природного газа с обратной продувкой С6+ и начальной температурой анализа   -500С


6. Определение компонентного состава природного газа и нестабильного газового конденсата
по
GPA 2261 и GPA 2177

Метод применяется для определения компонентного состава природного газа и нестабильного газового конденсата, содержащего углеводороды С1 – С5 /С6, С6+,/С7+, а также неуглеводородные компоненты: азот, кислород, диоксид углерода и сероводород.  


Varian 3800


Для анализа используется хроматографическая система Varian 3800 модель B (анализатор природного газа). Для общего одноканального анализа применяют три колонки: молекулярные сита (разделение кислорода и азота), короткую колонку DC-200 для разделения тяжелых углеводородов от легких и длинную колонку DC-200 для деления N2, O2, СО2, H2S и легких углеводородов от С1 до С5/С6. Одновременный ввод пробы в 2 колонки (молекулярные сита и короткую DC-200) обеспечивается 10-ти портовым краном. Колонки подключены к 12-ти портовому крану, обеспечивающему переключение колонок DC-200 и обратную продувку С6+/С7+. Ввод нестабильных жидкостей производится через двухуровневый кран для ввода жидких образцов под давлением.  Анализатор поставляется после тестирования на заводе Varian с предустановленной программой анализа.

Хроматограмма природного газа с добавлением 1000 ppm сероводорода.

Рис.1 Хроматограмма природного газа с добавлением 1000 ppm сероводорода.

7. Определение компонентного состава природного газа и нестабильного газового конденсата по GPA 2186 и GPA 2286

Метод применяется для определения компонентного состава природного газа и нестабильного газового конденсата, содержащего углеводороды С1 – С8, С9+, а также неуглеводородные компоненты: азот, кислород, диоксид углерода и сероводород.  


Varian 3800


Для анализа используется хроматографическая система Varian 3800 модель С (расширенный анализатор природного газа). Расширенный анализ предполагает деление группы С6+ на компоненты, что может обеспечить ценную информацию по составу тяжелых природных газов. В этом случае загрузка пробы происходит через 14-ти портовый кран одновременно в три колонки. Две части пробы направляются в набивные колонки с молекулярными ситами, а третья, через инжектор со сбросом, в капиллярную колонку. Таким методом определяются элементные газы (азот, кислород), неорганические газы (СО2, Н2S) и углеводороды от С1 до С9+. Для введения нестабильного газового конденсата применяется 8-ми портовый кран с двумя пазами для пробы. Ввод происходит в колонку с пористым полимером и в капиллярную колонку. Молекулярные сита применяются для разделения кислорода и азота. Анализатор поставляется после тестирования на заводе Varian с предустановленной программой анализа.

.

Рис.1 Хроматограмма природного газа с добавлением 500 ppm сероводорода.

 

 


8. Определение компонентного состава природного и попутного нефтяного газа  ГОСТ 23781-87 методы А и Б, на базе хроматографа Varian 4900

Метод  применяется для определения компонентного состава природного газа, содержащего углеводороды С1 – С4 , не более 5% масс. углеводородов суммы С5 , С6, С7 и С8, а также неуглеводородные компоненты: водород, гелий, азот и диоксид углерода, в любых соотношениях.

 

Varian 4900

 

Для анализа используется четырехканальная портативная хроматографическая система Varian 4900  (анализатор природного газа), Настольный прибор требует всего около 35 см для своего размещения и может быть установлен в любом месте лабораторных или производственных помещений (возможна установка во взрывозащищенном боксе). Переносной вариант прибора оснащен встроенным баллоном для газа-носителя, подзаряжаемым аккумулятором и весит около 12 кг.
Поскольку скорость анализа превосходит обычный лабораторный газовый хроматограф в 10-50 раз, эффективность использования приборов резко повышается. Прибор готов к работе менее чем за 15 минут, а время анализа обычно не превосходит 120 секунд. Производительность составляет более 750 проб в день. Результаты анализа могут передаваться в центральный офис напрямую через каналы обмена данных.
Сердцем прибора являются миниатюрный кран-дозатор с программно задаваемым объемом пробы и двухканальный микрокатарометр с внутренним объемом 200 нанолитров на канал и четырьмя катодами. Инжектор, детектор и капиллярная хроматографическая колонка образуют индивидуально термостатируемый модуль (от 30 до 180 °С), по сути и являющийся хроматографом в сборе. Модули могут легко заменяться пользователем в полевых условиях и не требуют сервисной поддержки.
Хроматограф позволяет определять состав природного газа и ряд физических параметров, таких как теплотворная способность природного газа, его плотность, относительная плотность и индекс Воббе.

 

 

гелий и водород

 

Модуль с обратной продувкой, колонкой Molsieve 5A и аргоном в качестве газа-носителя позволяет определять гелий и водород.

 

зот и кислород


Модуль с обратной продувкой, колонкой Molsieve 5A и гелием в качестве газа-носителя позволяет определять азот и кислород.

 

азот, СО2 и углеводороды С1-С3


Модуль с колонкой PoraPlot Q и гелием в качестве газа-носителя позволяет определять азот, СО2 и углеводороды С1-С3.

 

углеводороды С1-С8

 

Модуль с колонкой CP-Sil 5 и гелием в качестве газа-носителя позволяет определять углеводороды С1-С8.