Die Analyse der Feuchtigkeit und der Menge davon ist entscheidend für die Leistung von Erdölprodukten sowie für die Infrastruktur und Produktintegrität. Beispielsweise kann Feuchtigkeit in petrochemischen Rohstoffen zum Einfrieren von Rohrleitungen und Ventilen sowie zur Vergiftung einiger Katalysatoren führen. Eine beliebte Methode zur Feuchtigkeitsanalyse ist die Karl-Fischer-Titration (KFT). KFT verfügt über einen großen Dynamikbereich, hat jedoch Schwierigkeiten bei der Messung relativ geringer Feuchtigkeitsmengen. Hinzu kommen die bekannten Probleme von Nebenreaktionen und bekannten Störungen.

Eine alternative Methode kombiniert den proprietären Barrier Discharge Ionization Detector (BID) von Shimadzu mit der Feuchtigkeitsanalysesäule „Watercol“ von MilliporeSigma*. Diese Kombination trennt und misst die Feuchtigkeit in einer Ausgangsstoffformulierung und liefert empfindliche und genaue Ergebnisse mit Messungen bis auf einen ppm-Wert der Feuchtigkeitserkennung ohne jegliche Interferenz.

Neuer Ansatz mittels Gaschromatographie mit dem neuartigen BID

Im Gegensatz zu herkömmlichen nasschemischen Methoden verwendet diese neue Methode die Gaschromatographie (GC) mit einem neueren Detektor – dem Barriereentladungs-Ionisationsdetektor (BID). Das BID ist ein hochempfindliches Gerät, das Ionisierung aus einem auf Helium basierenden Entladungsplasma mit dielektrischer Barriere erzeugt. Ein 17,7 eV-Plasma wird durch Anlegen einer Hochspannung an eine dielektrische Quarzkammer in Gegenwart von Helium bei relativ niedriger Temperatur erzeugt. Verbindungen, die aus der GC-Säule eluieren, werden durch diese He-Plasmaenergie ionisiert und dann von der Sammelelektrode erfasst und als Peaks verarbeitet.

Der BID ist empfindlicher als sowohl ein Wärmeleitfähigkeitsdetektor (TCD) als auch ein Flammenionisationsdetektor (FID) und kann Wasser bis in den Sub-ppm-Bereich analysieren. Darüber hinaus nutzt die Methode die neue hochpolare Ionenflüssigkeitssäule Watercol™ von MilliporeSigma, die eine hervorragende Wasserretention, Trennung und Peakformen bietet.

Da nasschemische Techniken anfällig für störende Verbindungen wie Mercaptane und Sulfide sind, nutzt diese Methode eine Säulentrenntechnik, um diese und andere Verbindungen in der Probe zu trennen. Jeder mit GC-Erfahrung kann diese Methode schnell einrichten und ausführen. Personen ohne GC-Erfahrung können problemlos vom Service- und technischen Supportteam von Shimadzu Scientific Instruments geschult werden.



 

Die Feuchteanalyse per GC/BID bietet folgende Vorteile:

  1. Analysiert problemlos sowohl Flüssigkeits- als auch Gasproben
  2. Verwendet je nach Ihren Matrizen verschiedene Watercol™ GC-Säulen
  3. Verwendet einen einfachen, hochempfindlichen und sehr stabilen, kostengünstigen GC-Detektor

Der Barriereentladungs-Ionisationsdetektor (BID)

Der BID erreicht im Vergleich zu einem TCD eine um das 200-fache höhere Empfindlichkeit für organische Verbindungen. Darüber hinaus erfordern herkömmliche Analysetechniken eine GC-Systemkonfiguration mit mehreren Detektionsschemata zur Analyse auf Permanentgase und leichte Kohlenwasserstoffe. Der Einsatz eines Methanisators und eines FID ist häufig erforderlich, um CO- und CO-Werte im ppm-Bereich zu ermitteln2. Der BID ersetzt jedoch die gesamte Hardware und ermöglicht die hochempfindliche Erkennung von Gemischen aus anorganischen Gasen und leichten Kohlenwasserstoffen.

Neues ASTM-Arbeitselement – Vorläufer einer ASTM-Standardmethode

Ein neues Arbeitselement zur Testmethode (WK59649): Eine neue Standardtestmethode zur Bestimmung von Wasser in Flüssiggas (LPG) mithilfe von Gaschromatographie und Barriereentladungs-Ionisationserkennung (BID) wurde vom ASTM D02 H00-Komitee eingereicht. Bei dieser Methode wird das neue GC/BID/Flüssigkeits-/Gas-Probenahmeventil mit der Watercol™ (MilliporeSigma*) GC-Säule verwendet. Halten Sie Ausschau nach der offiziellen Methode, sobald sie von ASTM genehmigt wurde.

 
Feuchtigkeit im LPG-Standard über Flüssigkeitsprobenahmeventil (2uL-Injektion 1:5 aufgeteilt)

Feuchtigkeitsanalyse in vielen Arten von Erdölproben

 
(Lillian A. Frink; Daniel W. Armstrong, 8194-8201; Anal. Chem. 2016, 88)

 

a – Standardzugabe mit in Feuchtigkeit gelöstem Aerosol-OT
– Eine Standardzugabe ist aufgrund der hohen Viskosität der Proben, der Komplexität der Proben und der Unmischbarkeit mit dem hinzugefügten Feuchtigkeitsstandard nicht möglich
c – Feuchtigkeit, gemessen in einer 0,5-g-Probe mittels Headspace-Gaschromatographie


Viele verschiedene Arten von Proben können von der Analyse des Feuchtigkeitsgehalts mit dem GC/BID Watercol™ profitieren. Mit manuellen oder automatisierten Systemen wird eine hervorragende Präzision und Genauigkeit erreicht. Abhängig von der Art der Proben kann ein Flüssigkeits-/Gas-Probenahmeventil verwendet werden, um die Proben dem GC oder dem GC zuzuführen Shimadzu HS-20 NX Headspace-Probenehmer.

* MilliporeSigma, das Life-Science-Geschäft der Merck KGaA
Watercol ist eine Marke von MilliporeSigma.

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