Системы газохроматографические AC Reformulyzer М4

Назначение

Системы газохроматографические АС Reformulyzer М4 предназначены для измерений объемной (массовой) доли групп компонентов (насыщенных, олефиновых и ароматических углеводородов), бензола, кислородсодержащих веществ и общего содержания кислорода в бензине, его товарных смесях и других нефтепродуктах по стандартизированным методикам измерений.

Описание

Системы газохроматографические АС Reformulyzer М4 выполнены на базе хроматографа газового 7890В (№ 55612-13 в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений) с дополнительным блоком Reformulyzer M4 Application Unit и представляют собой стационарную автоматизированную газохроматографическую систему, обеспечивающую ввод пробы, разделение ее на компоненты с использованием варианта многомерной газовой хроматографии с последующей регистрацией пламенно-ионизационным детектором, обработку полученных хроматограмм и вычисления массовой или объемной доли компонентов по ГОСТ Р ЕН ИСО 22854-2010 и ISO 22854:2016.

Общий вид систем АС Reformulyzer М4 представлен на рисунке 1. Знак поверки наносится на переднюю панель хроматографа (нижняя часть блока управления). Пломбирование систем АС Reformulyzer М4 не предусмотрено.

знака поверки

Рисунок 1 - Общий вид системы газохроматографической АС Reformulyzer М4

Система газохроматографическая АС Reformulyzer М4 состоит из газового хроматографа 7890В с пламенно-ионизационным детектором (ПИД) и портом с делением потока, оборудованным модулем контроля давления с электронным управлением, автоинжектора и дополнительного блока.

В термостате хроматографа и в дополнительном блоке установлены:

- предколонка («ловушка для спиртов») предназначена для отделения спиртов от остальной части пробы);

- комбинированная полярная колонка OV-275 (предназначена для предварительного разделения образца на три фракции);

- «ловушка» для эфиров и спиртов (предназначена для частичного удерживания фракций, поступающих с колонки OV-275, и для отделения эфиров от углеводородов);

- неполярная колонка (разделение по температурам кипения - предназначена для отделения низкокипящих ароматических соединений от высококипящих парафиновых и нафтеновых углеводородов);

- «олефиновая ловушка» (предназначена для отделения ненасыщенных углеводородов от насыщенных);

- платиновый катализатор (предназначен для гидрирования олефиновых углеводородов);

- «ловушка» с цеолитом 5A (предназначена для разделения нормальных и разветвлённых насыщенных углеводородов);

- колонка с цеолитом 13X (предназначена для отделения парафинов от нафтеновых углеводородов с одинаковым числом углеродных атомов);

- переключающие краны.

Часть хроматографических колонок и ловушек выполнена в виде неразъемного картриджа с встроенным нагревателем и датчиком температуры.

В качестве газа-носителя применяют азот.

Принцип действия системы газохроматографической АС Reformulyzer М4 основан на методе многомерной газовой хроматографии, при котором введенная в инжектор проба последовательно проходит через несколько переключающихся колонок, при этом происходит ее разделение на группы компонентов в соответствии с химическими свойствами и числом атомов углерода. После разделения компоненты пробы поступают в пламенно-ионизационный детектор (ПИД), где происходят непрерывные измерения тока ионизации, зависящего от содержания горючих компонентов в газе-носителе, проходящем через детектор. Результаты измерений тока ионизации отображаются на экране монитора ПК в виде хроматограммы, которая вместе с информацией о пробе и результатами интегрирования может быть сохранена в памяти персонального компьютера.

Разделение, в зависимости от выбранного метода, может быть произведено на следующие классы:

- парафины С4-С11 (насыщенные углеводороды с линейной структурой);

- изопарафины С4-С11 (насыщенные углеводороды с разветвленной структурой);

- олефины С4-С11 (непредельные углеводороды);

- изоолефины С4-С11 (непредельные углеводороды с разветвленной структурой);

- циклоолефины С4-С11 (алициклические непредельные углеводороды);

- нафтены C5-C11 (алициклические насыщенные углеводороды);

- ароматические углеводороды C6-C10;

- кислородосодержащие соединения (оксигенаты) C1-C6, включая метанол, этанол, н-пропанол, изопропанол, трет-бутанол, изобутанол, 2-бутанол, трет-амиловый спирт, метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ), этил-трет-бутиловый эфир (ЭТБЭ), диизопропиловый эфир (ДИПЭ), трет-амил-метиловый эфир (ТАМЭ).

Управление системой и методом анализа и отображение результатов измерений обеспечивают с помощью комплекса сбора и обработки информации, включающего программное обеспечение хроматографа 7890В OpenLAB (OpenLAB CDS ChemStation Edition OpenLAB CDS EZChrom Edition) и программное обеспечение «Reformulyzer Plugin» на базе ПО «Enterprise Workbench».

Предусмотрена также возможность проведения экспресс-определения состава (метод Fast Group Type), определения без пробоподготовки состава бензинов с содержанием этанола до 85%, (метод E85) и развернутого анализа состава товарных автомобильных бензинов с определением содержания насыщенных и ненасыщенных углеводородов нормального, развервлен-ного и циклического строения, а также ароматических углеводородов и оксигенатов (метод OPIONA (ОПИОНА).

Программное обеспечение

Программное обеспечение хроматографа 7890В обеспечивает управление параметрами хроматографа (потоками газов, температурой инжектора, детектора и термостата хроматографа), получение, обработку и хранение хроматограмм.

Программное обеспечение «Reformulyzer Plugin» на базе ПО «Enterprise Workbench» предназначено для управления температурой колонок и ловушек, установленных в дополнительном блоке Reformulyzer M4 Application Unit, а также обработки результатов измерений с определением массовой (объемной) доли компонентов (групп компонентов) по ГОСТ Р ЕН ИСО 22854-2010.

В ПО предустановлены следующие методы анализа, включающие в себя параметры хроматографического разделения, обработки хроматограмм, и алгоритм обработки результатов:

- PNA (ПНА) или OPNA (ОПНА). Предназначен для определения содержания парафинов, нафтенов и ароматических углеводородов, как с кислородсодержащими соединениями, так и без. Общее время анализа 25 или 30 минут.

- PIPNA (ПИПНА) или PIANO (ПИАНО). Определение содержания нормальных парафинов, изопарафинов, нафтенов и ароматических углеводородов за 30 или 40 минут. Эти режимы подходят для прямогонного бензина, сырья и продуктов риформинга. Режим ПИАНО также позволяет определить содержание олефинов.

- PONA (ПОНА) и PIONA (ПИОНА). Применяется для образцов с относительно высоким содержанием олефинов, например, бензина каталитического крекинга.

- Gasoline (бензин). Метод для анализа бензина. Определение содержания ароматических углеводородов, олефинов и бензола в автомобильных бензинах за 39 минут.

Идентификационные данные программного обеспечения ПО OpenLAB приведены в таблицах 1 - 2. Цифровые идентификаторы приведены для указанных версий ПО. Алгоритм вычисления цифровых идентификаторов MD5.

Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения

Таблица 2 - Идентификационные данные программного обеспечения

Идентификационные данные программного обеспечения «Reformulyzer Plugin» на базе ПО «Enterprise Workbench» приведены в таблице 3.

Метрологически значимая часть ПО «Reformulyzer Plugin» на базе ПО «Enterprise Workbench» недоступна пользователю.

Уровень защиты программного обеспечения систем газохроматографических АС Reformulyzer М4 - «высокий» по Р 50.2.077-2014 (метрологически значимая часть ПО СИ и измеренные данные достаточно защищены с помощью специальных средств защиты от преднамеренных изменений).

Влияние встроенного программного обеспечения учтено при нормировании метрологических характеристик.

Технические характеристики

Диапазоны измерений и пределы допускаемого среднеквадратического отклонения результатов измерений и пределы повторяемости для двух последовательно выполненных измерений (методы Gasoline Mode, ПНА, ОПНА, ПИПНА, ПИАНО, ПОНА, ПИОНА - см. раздел Программное обеспечение) представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Метрологические характеристики_____________________________________________

Условия эксплуатации:

от +15 до +35

от 5 до 80

от 77,0 до 106,7

120±10 % и 230±10 %

от 90 до 264

от 48 до 63

от 47,5 до 63

- температура окружающего воздуха, °С

- относительная влажность, %,

- атмосферное давление, кПа

- электрическое питание

напряжение питания переменного тока, В

- газовый хроматограф

- модуль M4

частота переменного тока, Гц

- газовый хроматограф

- модуль M4

Знак утверждения типа

наносится на заднюю панель средства измерений методом наклейки и на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.

Комплектность

Система газохроматографическая АС Reformulyzer М4 в составе:

- хроматограф газовый Agilent 7890B,

- модуль M4,

- автоинжектор.

Программное обеспечение на диске и/или USB носителе.

Руководство по эксплуатации.

Методика поверки.

Поверка

осуществляется по документу МП 64079-16 «Системы газохроматографические АС Reformulyzer М4. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМС» 21.12.2015 г.

Основные средства поверки:

- стандартный образец состава и детонационной стойкости бензина (С4) ГСО № 8143-2002.

Сведения о методах измерений

приведены в следующих документах:

- «Системы газохроматографические АС Reformulyzer М4. Руководство по эксплуатации».

- ГОСТ Р ЕН ИСО 22854-2010. «Нефтепродукты жидкие. Бензины автомобильные. Определение типов углеводородов и оксигенатов методом многомерной газовой хроматографии».

- ISO 22854:2016 «Нефтепродукты жидкие. Определение типов углеводородов и оксигенатов в автомобильном бензине и топливном этаноле (E85). Метод многомерной газовой хроматографии».

- ASTM D6839-15 «Стандартный метод определения концентрации различных типов углеводородов, оксигенатов и бензола в топливах карбюраторных двигателей с помощью газовой хроматографии».

- ASTM D5443-14 «Стандартный метод структурно-группового анализа содержания парафинов, нафтенов и ароматических углеводородов с температурой кипения до 200°C с помощью многомерной газовой хроматографии»

Нормативные документы

ГОСТ Р ЕН ИСО 22854-2010. «Нефтепродукты жидкие. Бензины автомобильные. Определение типов углеводородов и оксигенатов методом многомерной газовой хроматографии».

ISO 22854:2016 «Нефтепродукты жидкие. Определение типов углеводородов и оксигенатов в автомобильном бензине и топливном этаноле (E85). Метод многомерной газовой хроматографии».

Техническая документация фирмы «АС Analytical Controls B.V.», Нидерланды.