pętla nastrzykowa gaz nośny

Podobne dokumenty
1 Program PT - Skład gazu ziemnego metodą chromatografii gazowej edycja 2016

Wymagania gazu ziemnego stosowanego jako paliwo. do pojazdów

Polskie Normy opracowane przez Komitet Techniczny nr 277 ds. Gazownictwa

PGNiG SA Oddział CLPB inspiratorem jakości badań i pomiarów w branży gazowniczej. Jolanta Brzęczkowska

Wpływ parametrów metody analitycznej na powtarzalność wyznaczonych na jej podstawie właściwości fizykochemicznych gazu, na przykładzie ciepła spalania

Wpływ ilości modyfikatora na współczynnik retencji w technice wysokosprawnej chromatografii cieczowej

Wymagania dotyczące badania czynników chemicznych w środowisku pracy w normach europejskich. dr Marek Dobecki - IMP Łódź

Chromatograf gazowy z detektorem uniwersalnym i podajnikiem próbek ciekłych oraz zaworem do dozowania gazów

Zasady określania ilości energii w sieci przesyłowej

Materiały pomocnicze do laboratorium z przedmiotu Metody i Narzędzia Symulacji Komputerowej

DOKUMENTACJA SYSTEMU ZARZĄDZANIA LABORATORIUM. Procedura szacowania niepewności

KATEDRA INŻYNIERII CHEMICZNEJ I PROCESOWEJ INSTRUKCJE DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH LABORATORIUM INŻYNIERII CHEMICZNEJ, PROCESOWEJ I BIOPROCESOWEJ

Procedura szacowania niepewności

RAPORT Z WYNIKÓW BADAŃ zgodnie z ISO/IEC 17025:2005

Ilościowa analiza mieszaniny alkoholi techniką GC/FID

JAK UNIKAĆ PODWÓJNEGO LICZENIA SKŁADOWYCH NIEPEWNOŚCI? Robert Gąsior

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

CHROMATOGRAFIA II 18. ANALIZA ILOŚCIOWA METODĄ KALIBRACJI

WPŁYW ILOŚCI MODYFIKATORA NA WSPÓŁCZYNNIK RETENCJI W TECHNICE WYSOKOSPRAWNEJ CHROMATOGRAFII CIECZOWEJ

LXVIII OLIMPIADA FIZYCZNA

SPEKTROMETRIA IRMS. (Isotope Ratio Mass Spectrometry) Pomiar stosunków izotopowych (R) pierwiastków lekkich (H, C, O, N, S)

Kierunki rozwoju standardów technicznych IGG w obszarze analityki paliw gazowych metodą chromatografii gazowej

Zasady określania ilości energii w sieci przesyłowej

Informacje i zawiadomienia 6 sierpnia 2018 INFORMACJE INSTYTUCJI, ORGANÓW I JEDNOSTEK ORGANIZACYJNYCH UNII EUROPEJSKIEJ

Wpływ strategii wzorcowania w analizach chromatograficznych gazu ziemnego na niepewność wyznaczania ciepła spalania gazu

Jakościowa i ilościowa analiza mieszaniny alkoholi techniką chromatografii gazowej

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1228

Kaskadowe urządzenia do skraplania gazów

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1228

Badanie. przepuszczalności pary. wodnej przez laminat włókninowy i foliowy. oraz powlekat foliowy z wykorzystaniem wagosuszarek serii

Załącznik nr 1 do umowy z dnia. Tabela nr 1. Wykaz PN stanowiących przedmiot działania Komitetu Technicznego nr 277 ds. Gazownictwa.

PODSTAWY CHROMATOGRAFII GAZOWEJ

RAPORT Z POMIARÓW PORÓWNAWCZYCH STĘŻENIA RADONU Rn-222 W PRÓBKACH GAZOWYCH METODĄ DETEKTORÓW PASYWNYCH

Badanie procesów dyfuzji i rozpuszczania się gazu ziemnego w strefie kontaktu z ropą naftową

4A. Chromatografia adsorpcyjna B. Chromatografia podziałowa C. Adsorpcyjne oczyszczanie gazów... 5

Doświadczenie B O Y L E

Załącznik nr 4. do Programu Badań Biegłości ŚRODOWISKO ŚR/PT Paliwa gazowe, Powietrze Analiza składu próbki gazowej

WZORCOWANIE PIPET TŁOKOWYCH NA KOMPLEKSOWYM STANOWISKU DO KALIBRACJI PIPET.

Teoria błędów. Wszystkie wartości wielkości fizycznych obarczone są pewnym błędem.

Metody chromatograficzne w chemii i biotechnologii, wykład 5. Łukasz Berlicki

prędkości przy przepływie przez kanał

Automatyka i pomiary wielkości fizykochemicznych. Instrukcja do ćwiczenia III. Pomiar natężenia przepływu za pomocą sondy poboru ciśnienia

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

OPTYMALIZACJA EFEKTÓW ROZDZIELANIA W KOLUMNACH KAPILARNYCH DOBÓR PRĘDKOŚCI PRZEPŁYWU GAZU

Odpowiedzi na pytania w postępowaniu ofertowym dot.:

RÓWNOWAGA CIECZ PARA W UKŁADZIE DWUSKŁADNIKOWYM

Wyznaczanie minimalnej odważki jako element kwalifikacji operacyjnej procesu walidacji dla wagi analitycznej.

SPECYFIKACJA TECHNICZNA ZESTAWU DO ANALIZY TERMOGRAWIMETRYCZNEJ TG-FITR-GCMS ZAŁĄCZNIK NR 1 DO ZAPYTANIA OFERTOWEGO

Warunki izochoryczno-izotermiczne

BŁĘDY W POMIARACH BEZPOŚREDNICH

l.dz. 185/TZ/DW/2015 Oświęcim, dnia r.

Chemia fizyczna/ termodynamika, 2015/16, zadania do kol. 2, zadanie nr 1 1

Mol, masa molowa, objętość molowa gazu

BADANIE IZOLACJI ODŁĄCZNIKA ŚREDNIEGO NAPIĘCIA

DZIENNIK USTAW RZECZYPOSPOLITEJ POLSKIEJ

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1228

Reduktory cisnienia serii R

Badanie zależności temperatury wrzenia wody od ciśnienia

Ciśnienie definiujemy jako stosunek siły parcia działającej na jednostkę powierzchni do wielkości tej powierzchni.

Wymagania dotyczące ciśnień w instalacjach Dz. U. z 2002 r. Nr 75, poz. 690, z późn. zm. PN-C-04753:2002 Bąkowski Konrad, Sieci i instalacje gazowe

Zawory pilotowe Danfoss

Podstawowe prawa opisujące właściwości gazów zostały wyprowadzone dla gazu modelowego, nazywanego gazem doskonałym (idealnym).

OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA

1. Wstęp. Z prasy. Encyklopedia medyczna. Autor: Hayk Hovhannisyan. Tytuł: Badanie transportu radonu w ośrodku porowatym na stanowisku laboratoryjnym

Wytrzymałość dielektryczne powietrza w zależności od ciśnienia

Współczesne trendy i wyzwania w rozliczaniu gazów skroplonych na cysternach i w systemach wielkoprzepływowych

CENTRALNA STACJA RATOWNICTWA GÓRNICZEGO S.A. SPRZĘT DO OKREŚLANIA PARAMETRÓW FIZYKOCHEMICZNYCH POWIETRZA KOPALNIANEGO

ZAŁĄCZNIK NR 4 DO UMOWY NR. O ŚWIADCZENIE USŁUGI PRZESYŁANIA PALIWA GAZOWEGO

Kontrola procesu spalania

MECHANIKA PŁYNÓW LABORATORIUM

Praktyczne aspekty pomiaru temperatury punktu rosy wody - wpływ zasady pomiaru, instalacji oraz warunków otoczenia na uzyskiwane wyniki

KARTA AKTUALIZACJI. Karta aktualizacji nr 2/2014 Instrukcji Ruchu i Eksploatacji Sieci Dystrybucyjnej

POLITECHNIKA RZESZOWSKA

INŻYNIERIA OCHRONY ŚRODOWISKA W TRANSPORCIE LABORATORIUM INSTRUKCJE DO ĆWICZEŃ

Oznaczanie lekkich węglowodorów w powietrzu atmosferycznym

Wiktor Hibner Marian Rosiński. laboratorium techniki cieplnej

Walidacja metod wykrywania, identyfikacji i ilościowego oznaczania GMO. Magdalena Żurawska-Zajfert Laboratorium Kontroli GMO IHAR-PIB

NAPRĘŻENIA ŚCISKAJĄCE PRZY 10% ODKSZTAŁCENIU WZGLĘDNYM PRÓBEK NORMOWYCH POBRANYCH Z PŁYT EPS O RÓŻNEJ GRUBOŚCI

BADANIE ZAWARTOŚCI WIELOPIERŚCIENIOWYCH WĘGLOWODORÓW AROMATYCZNYCH (OZNACZANIE ANTRACENU W PRÓBKACH GLEBY).

Wydział Elektryczny, Katedra Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Laboratorium Przetwarzania i Analizy Sygnałów Elektrycznych

CHROMATOGRAFIA BARWNIKÓW ROŚLINNYCH

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych. Sterowanie odbiornikiem hydraulicznym z rozdzielaczem typu Load-sensing

Prawa gazowe- Tomasz Żabierek

JAK WYZNACZA SIĘ PARAMETRY WALIDACYJNE

Rys. 1. Chromatogram i sposób pomiaru podstawowych wielkości chromatograficznych

OZNACZENIE JAKOŚCIOWE I ILOŚCIOWE w HPLC

Metoda analityczna oznaczania chlorku winylu uwalnianego z materiałów i wyrobów do żywności

Badanie oleju izolacyjnego

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój

INSTRUKCJA. Analiza gazów analizatorami Fizycznymi. Interferometr. Opracował: dr inż. Franciszek Wolańczyk

Katalityczne spalanie jako metoda oczyszczania gazów przemysłowych Instrukcja wykonania ćwiczenia nr 18

Objaśnienia do formularza GAZ-3 na rok Objaśnienia dotyczą wzoru formularza zawierającego dane za okres od 1 stycznia do 31 grudnia 2011 r.

Building Technologies Division

Ćw. 5 Oznaczanie węglowodorów lekkich w powietrzu atmosferycznym

METODYKA WYBRANYCH POMIARÓW. w inżynierii rolniczej i agrofizyce. pod redakcją AGNIESZKI KALETY

O 2 O 1. Temat: Wyznaczenie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego

dr inż. Piotr Pawełko / Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia patrz punkt 6!!!

Pomiary elektryczne wielkości nieelektrycznych

Transkrypt:

METODA POPRAWY PRECYZJI ANALIZ CHROMATOGRAFICZNYCH GAZÓW ZIEMNYCH POPRZEZ KONTROLOWANY SPOSÓB WPROWADZANIA PRÓBKI NA ANALIZATOR W WARUNKACH BAROSTATYCZNYCH Pracownia Pomiarów Fizykochemicznych (PFC), Centralne Laboratorium Pomiarowo-Badawcze (CLPB), PGNiG S.A. dr Grzegorz Rosłonek, mgr Janusz Bojewski, dr inż. Marcin Sobczak Metoda chromatografii gazowej jest aktualnie najpowszechniejszą metodą stosowaną do analizy i kontroli jakości gazów ziemnych. Oprócz rozpoznania jakości paliwa gazowego metoda ta dostarcza również ważnych parametrów fizykochemicznych gazu, niezbędnych do celów rozliczeniowych. Parametrami tymi są: wartości kaloryczne (ciepło spalania, wartość opałową, liczby Wobbego), gęstość normalna gazu i gęstość względna odniesiona do powietrza. Dokładność oszacowania tych parametrów jest ściśle związana z dokładnością samej analizy chromatograficznej, w tym precyzją oznaczenia stężeń poszczególnych składników gazu ziemnego. Bardzo często uważa się, że wyniki analiz chromatograficznych są niewrażliwe na wpływ warunków środowiskowych, takich jak: temperatura otoczenia, wilgotność względna, ciśnienie atmosferyczne. Teoretycznie chromatograf gazowy jest układem odizolowanym od otoczenia. O ile temperatura i wilgotność względna otaczającej atmosfery rzeczywiście nie powinny wpływać na jego działanie, to wpływ ciśnienia atmosferycznego nie może być pomijany. Zagadnienie wpływu ciśnienia atmosferycznego na wyniki końcowe analiz chromatograficznych, oraz pośrednio na dokładność oszacowania wartości parametrów fizykochemicznych gazów ziemnych, były przedmiotem badań w PFC CLPB. Zagadnienie to omówiono nieco szerzej w poniższych akapitach. Wpływ ciśnienia atmosferycznego w analizie chromatograficznej może się pojawić już w pierwszym jej elemencie, czyli przy wprowadzaniu próbki na analizator. Typowym sposobem wprowadzania próbki gazu na chromatograf jest stosowanie tzw. pętli nastrzykowych. Pętle te są kawałkami cienkich rurek (kapilar) o bardzo małych i ściśle określonych objętościach, najczęściej rzędu ułamków mililitrów. Przed analizą pętla nastrzykowa przepłukiwana jest gazem przeznaczonym do badania. Po 1/6

pewnym czasie przepłukiwania porcja gazu z pętli zostaje dopiero wprowadzona do właściwego modułu analitycznego analizatora. Typowy schemat układu wprowadzania próbki do chromatografu przedstawiono na rys. 1. wylot do atmosfery ANALIZATOR pętla nastrzykowa detektor kolumny analityczne reduktor gazociąg lub próbnik gaz nośny UKŁAD STEROWANIA Rys. 1. Schemat układu wprowadzania próbki gazu ziemnego na analizator chromatograficzny. Faza przepłukiwana pętli nastrzykowej. Już na podstawie powyższego rysunku łatwo można zauważyć, że ciśnienie w pętli nastrzykowej musi być zależne od ciśnienia atmosferycznego. Zmiany ciśnienia atmosfery zewnętrznej pociągają za sobą także zmiany ciśnienia próbki w pętli chromatografu. Im wyższe ciśnienie atmosferyczne tym wyższe ciśnienie w pętli, tym większa liczność materii w pętli i tym większa liczba moli każdego ze składników, która zostanie poddana analizie. Analogiczny schemat układu wprowadzania próbki do chromatografu w fazie nastrzyku zawartości pętli na moduł analityczny urządzenia pokazano na rys 2. 2/6

wylot do atmosfery ANALIZATOR pętla nastrzykowa detektor kolumny analityczne reduktor gazociąg lub próbnik gaz nośny UKŁAD STEROWANIA Rys. 2. Schemat układu wprowadzania próbki gazu ziemnego na analizator chromatograficzny. Faza nastrzyku zawartości pętli na właściwy moduł analityczny. Badania wykonywane w Pracowni Pomiarów Fizykochemicznych, Centralnego Laboratorium Pomiarowo-Badawczego PGNiG S.A. nad zależnością ciśnienia gazu w pętli nastrzykowej ( ciśnienia atmosferycznego) od sumy końcowej wyniku analizy próbki gazu, pokazały wyraźną zależność prostoliniową, w zakresie ciśnień 950 mbar 1050 mbar. Jako sumę końcową należy rozumieć sumę stężeń wszystkich oznaczonych składników przed normalizacją. Przykładowy wykres takiej zależności przedstawiono na rys. 3. 3/6

Zależność sumy od ciśnienia 125 y = 9,604299E-01x + 2,394202E+00 R 2 = 9,999513E-01 120 suma składników [%] 115 110 105 100 95 95,000 100,000 105,000 110,000 115,000 120,000 125,000 p [kpa] Rys. 3. Zależność sumy końcowej analizy od ciśnienia próbki gazu w pętli nastrzykowej chromatografu. Z rysunku tego wynika, że w konkretnym analizatorze chromatograficznym istnieje zawsze taka wartość ciśnienia gazu w pętli, dla której wartość sumy końcowej przed normalizacją będzie bardzo zbliżona do teoretycznej wartości 100 %. Dla konkretnego przykładu pokazanego na rys. 3 wartość ta wynosi 102,00 kpa. W praktyce stosując układ z kontrolą ciśnienia nastrzyku udaje się uzyskiwać sumy końcowe analizy z tolerancją (100,00 ± 0,25) % przy dokładności ciśnienia nastrzykiwanej próbki <1mbar. W typowych analizatorach laboratoryjnych wartości te często wynoszą nawet (100 ± 3) %. Jedną z przyczyn tej dużej rozbieżność sumy końcowej od wartości teoretycznej jest chociażby fakt, że ciśnienie atmosferyczne w ciągu jednego dnia może wahać się nawet do kilkunastu milibar. Wahania takie muszą z kolei przekładać się na precyzję analiz. Przede wszystkim jednak uwidaczniają się tutaj różnice pomiędzy ciśnieniami próbki, czyli również ciśnieniem atmosferycznym, w czasie wzorcowania chromatografu i w momencie wykonywania 4/6

analizy. Warto dodać, że zaleceniem serii Norm ISO 6974-1, -2 [1], oraz ISO 6976 [2] jest, aby sumy końcowe przed normalizacją nie różniły się od wartości teoretycznej o więcej niż 1 %. W przeciwnym razie należy wykonać dodatkową analizę gazowej mieszaniny wzorcowej w celach korekcji sumy końcowej [1]. Cały cykl analityczny trwa wtedy bardzo długo. Im bardziej suma przed normalizacją zbliżona jest do wartości teoretycznej 100 % tym większa jest dokładność wyniku końcowego po normalizacji. Stosując układ z kontrolą ciśnienia nastrzyku można uzyskać bardzo dużą precyzję analizy poszczególnych składników gazów ziemnych i tym samym małą niepewność końcową analizy. Przykładowo, w analizach wykonywanych w PFC CLPB udaje się uzyskiwać precyzję oznaczenia głównego składnika (metanu) nawet na poziomie 0,01 %. Tym samym dokładności oszacowania parametrów kalorycznych gazów ziemnych na podstawie analiz chromatograficznych uzyskuje się na poziomie niższym niż 0,01 MJ/m 3. Odpowiednia dokładność oszacowania parametrów gęstościowych wynosi około 0,0002 0,0001 kg/m 3. Schemat układu wprowadzania próbki na analizator chromatograficzny stosowany w PFC CLPB przedstawiono na rys. 4. Ez1 Out Sample in Chromatograf Sample out Rotametr Ez2 Kontroler ciśnienia Rys. 4. Układ wprowadzania próbki gazu ziemnego na analizator chromatograficzny. 5/6

Próbka gazu wchodząca z próbnika lub bezpośrednio z gazociągu (sample in) przepłukuje pętlę nastrzykową znajdującą się wewnątrz chromatografu. Wylot gazu przepłukującego (samle out) następuje poprzez rotametr, który pełni tutaj tylko rolę miernika pomocniczego. Tuż przed rozpoczęciem analizy przepływ zostaje zatrzymany zamknięcie zaworów Ez1 i Ez2. Następnie, poprzez manipulacje zaworem Ez2 upuszczanie próbki gazu do atmosfery operator analizatora ustawia żądaną wartość ciśnienia gazu w pętli nastrzykowej. Odczytu ciśnienia próbki gazu w pętli dokonuje się na wyświetlaczu kontrolera ciśnienia. W warunkach PF CLPB zawór Ez2 jest integralną częścią tego kontrolera. Po ustaleniu właściwej wartości ciśnienia próbki gazu następuje jej nastrzyk na moduł analityczny analizatora. Zalety metody wprowadzania próbki z kontrolowanym ciśnieniem nastrzyku przedstawiono poniżej. 1. Wzorcowanie chromatografu odbywa się dokładnie w takich samych warunkach dla każdej mieszaniny wzorcowej, niezależnie od ilości użytych mieszanin. Dzięki temu, praktycznie nie ma potrzeby stosowania innych krzywych wzorcowych niż linie opisywane równaniami pierwszego stopnia. 2. Analiza próbek gazu ma miejsce dokładnie w takich samych warunkach w jakich odbywało się wzorcowanie analizatora. 3. Bardzo wysoka precyzja oznaczeń. 4. Praktycznie brak potrzeby stosowania kontrolnych mieszanin gazowych do korekcji wyników analitycznych próbek nieznanych. Powoduje to eliminację jednego ze źródeł niepewności wyniku końcowego oraz wyraźne skrócenie czasu analizy. Literatura: [1] Norma międzynarodowa ISO 6974 cz. 1 i 2. [2]. Norma międzynarodowa ISO 6976. 6/6