Alkanolamine determinations in neutralizing amines samples with improved separation technology
Aplikace | 2019 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Úprava a stanovení alkanolaminů v roztocích neutralizačních amů je klíčová pro efektivní odsíření a odsiřičování zemního plynu po hydraulickém štěpení. Přítomnost sloučenin CO2 a H2S v tzv. „surovém“ plynu vede k toxickým a korozivním účinkům, které je nutné odstranit pomocí koncentrovaných roztoků ethanolaminů (EA, DEA, TEA, MDEA). Kontrola koncentrace těchto alkanolaminů a tepelně stabilních solí zajišťuje optimální výkon procesu, prodlužuje životnost zařízení a snižuje provozní náklady.
Cílem článku je představit vylepšenou metodu iontové chromatografie pro simultánní stanovení čtyř běžných alkanolaminů (EA, DEA, TEA, MDEA), dvou methylaminů (MAEA, DMAEA) a čtyř kationtů (sodík, amonium, hořčík, vápník) v 1000× zředěných vzorcích neutralizačních amínů. Studie demonstruje optimalizaci separace, stanovení metodických detekčních limitů, reprodukovatelnosti a návrh rychlé přípravy vzorků.
Pro separaci byla použita iontová chromatografie s vysokotlakým bezreagensním eluentem (RFIC) a sloupcem Dionex IonPac CS20 (2×250 mm). Eluent MSA (methansulfonová kyselina) byl generován elektrolyticky pomocí kazety EGC 500 spolu s trápícím sloupcem CR-CTC 600 a vysokotlakým degaserem. Detekce probíhala potlačenou vodivostní metodou přes Dionex CDRS 600 (2 mm, 68 mA). Vzorky se injektovaly 0,4 µL vnitřním smyčkovým ventilem s 100× přetížením smyčky.
Optimalizovaný gradient eluce MSA (2,5–60 mM) a teplota 35 °C umožnily rozlišení všech sledovaných složek během 35 minut. Metodický detekční limit činil 2–160 µg/L pro kationty a 50–100 µg/L pro alkanolaminy. Koeficient determinace kalibrace (r2) byl větší než 0,99 v nízkých (0,5–25 mg/L) i vysokých (50–1250 mg/L) koncentracích. RSD retence i plochy píků během pětidenní stability nepřesáhly 0,5 %, resp. 2,5 %. Zpětné získání přídavků standardu ve vzorcích se pohybovalo v rozmezí 90–110 %.
Očekávaný směr zahrnuje integraci s hmotnostní spektrometrií pro detekci dalších degradantů a vedlejších produktů, automatizované on‐line monitorování v reálném čase a aplikaci na nové typy aminových směsí či alternativní sloučeniny pro zachytávání kyselých plynů. Možnosti rozšíření metodiky na sledování tepelně stabilních solí a přímé měření v kontinui průmyslových procesů se jeví jako perspektivní.
Popsaná metoda RFIC s kolonou CS20 přináší robustní a účinnou separaci klíčových alkanolaminů a kationtů ve vzorcích neutralizačních amínů. Dosahuje nízkých detekčních limitů, výborných reprodukčních parametrů a praktického pracovního rozsahu 0,5–1250 mg/L. Je vhodná pro QA/QC, procesní kontrolu i výzkumné aplikace v oblasti úpravy zemního plynu.
Iontová chromatografie
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Úprava a stanovení alkanolaminů v roztocích neutralizačních amů je klíčová pro efektivní odsíření a odsiřičování zemního plynu po hydraulickém štěpení. Přítomnost sloučenin CO2 a H2S v tzv. „surovém“ plynu vede k toxickým a korozivním účinkům, které je nutné odstranit pomocí koncentrovaných roztoků ethanolaminů (EA, DEA, TEA, MDEA). Kontrola koncentrace těchto alkanolaminů a tepelně stabilních solí zajišťuje optimální výkon procesu, prodlužuje životnost zařízení a snižuje provozní náklady.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem článku je představit vylepšenou metodu iontové chromatografie pro simultánní stanovení čtyř běžných alkanolaminů (EA, DEA, TEA, MDEA), dvou methylaminů (MAEA, DMAEA) a čtyř kationtů (sodík, amonium, hořčík, vápník) v 1000× zředěných vzorcích neutralizačních amínů. Studie demonstruje optimalizaci separace, stanovení metodických detekčních limitů, reprodukovatelnosti a návrh rychlé přípravy vzorků.
Použitá metodika a instrumentace
Pro separaci byla použita iontová chromatografie s vysokotlakým bezreagensním eluentem (RFIC) a sloupcem Dionex IonPac CS20 (2×250 mm). Eluent MSA (methansulfonová kyselina) byl generován elektrolyticky pomocí kazety EGC 500 spolu s trápícím sloupcem CR-CTC 600 a vysokotlakým degaserem. Detekce probíhala potlačenou vodivostní metodou přes Dionex CDRS 600 (2 mm, 68 mA). Vzorky se injektovaly 0,4 µL vnitřním smyčkovým ventilem s 100× přetížením smyčky.
Hlavní výsledky a diskuse
Optimalizovaný gradient eluce MSA (2,5–60 mM) a teplota 35 °C umožnily rozlišení všech sledovaných složek během 35 minut. Metodický detekční limit činil 2–160 µg/L pro kationty a 50–100 µg/L pro alkanolaminy. Koeficient determinace kalibrace (r2) byl větší než 0,99 v nízkých (0,5–25 mg/L) i vysokých (50–1250 mg/L) koncentracích. RSD retence i plochy píků během pětidenní stability nepřesáhly 0,5 %, resp. 2,5 %. Zpětné získání přídavků standardu ve vzorcích se pohybovalo v rozmezí 90–110 %.
Přínosy a praktické využití metody
- Široký rozsah lineární kalibrace pro nízké i vysoké koncentrace.
- Vysoká selektivita a rozlišení monovalentních kationtů a alkanolaminů díky speciální CS20 stacionární fázi.
- Rychlá příprava vzorků (1000× ředění), malé objemy injekcí minimalizují přetížení kolony.
- Bezreagensní eluentní systém s automatickou generací minimalizuje nutnost chemikálií a riziko kontaminace.
- Vysoká stabilita a reprodukovatelnost pro dlouhodobé sledování procesních roztoků.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekávaný směr zahrnuje integraci s hmotnostní spektrometrií pro detekci dalších degradantů a vedlejších produktů, automatizované on‐line monitorování v reálném čase a aplikaci na nové typy aminových směsí či alternativní sloučeniny pro zachytávání kyselých plynů. Možnosti rozšíření metodiky na sledování tepelně stabilních solí a přímé měření v kontinui průmyslových procesů se jeví jako perspektivní.
Závěr
Popsaná metoda RFIC s kolonou CS20 přináší robustní a účinnou separaci klíčových alkanolaminů a kationtů ve vzorcích neutralizačních amínů. Dosahuje nízkých detekčních limitů, výborných reprodukčních parametrů a praktického pracovního rozsahu 0,5–1250 mg/L. Je vhodná pro QA/QC, procesní kontrolu i výzkumné aplikace v oblasti úpravy zemního plynu.
Reference
- International Energy Agency; Key World Energy Statistics; IEA Publications; 2018.
- Phys.org; Sulfide‐producing bacteria dominate hydraulically fractured oil and gas wells; 2017.
- NaturalGas.org; Processing Natural Gas; 2019.
- Rooney P.C.; Bacon T.R.; DuPart M.S.; Effect of Heat Stable Salts on MDEA Corrosivity; Hydrocarbon Processing; 1996–1997.
- Thermo Fisher Scientific; Dionex Application Note 138: Determination of Thiosulfate in Refinery and Other Wastewaters; 2001.
- Thermo Fisher Scientific; Dionex Technical Note 122: Separation of Heat Stable Amine Salts in MDEA Solutions; 2013.
- Thermo Scientific; Application Update AU126: Determination of Diethanolamine and Triethanolamine in Surface Finishing, Wastewater and Scrubber Solutions; 2014.
- Thermo Scientific; Application Update AU138: Determination of Ethanolamines in Industrial Waters by Cation‐Exchange Chromatography; 1998.
- Thermo Scientific; Application Note AN72609: IC‐MS Determination of Cations and Amines in Alkanolamine Scrubbing Solutions; 2018.
- Thermo Scientific; Product Specification: Dionex IonPac CS20 Column; 2018.
- ASTM International; Specification D5127: Standard Guide for Sampling Water.
- Thermo Scientific; Operator’s Manual: Dionex Integrion HPIC System; 2016.
- Thermo Scientific; Technical Note TN175: Configuring the Dionex Integrion HPIC System; 2016.
- Thermo Scientific; Product Manual: Dionex Eluent Generator Cartridges; 2018.
- Thermo Scientific; Product Manual: Continuously Regenerated Trap Columns (CR‐TC 500, CR‐TC 600); 2018.
- Thermo Scientific; Product Manual: Dionex IonPac CG20 Guard Column and CS20 Analytical Column; 2018.
- Thermo Scientific; DRS 600, ERS 500e and ERS 500 Carbonate Suppressor Installation Checklist; 2018.
- Thermo Scientific; Product Manual: Dionex DRS 600 Suppressor; 2018.
- Thermo Scientific; AppsLab Library of Analytical Applications; 2019.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Using ion chromatography with electrospray ionization mass spectrometry for the determination of cations and amines in alkanolamine scrubbing solutions
2018|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 72609 Using ion chromatography with electrospray ionization mass spectrometry for the determination of cations and amines in alkanolamine scrubbing solutions Authors Terri Christison and Jeffrey Rohrer Thermo Fisher Scientific, Sunnyvale, CA Goal To confirm identities of µg/L to…
Klíčová slova
dionex, dionexintegrion, integrionminutes, minutespump, pumpthermo, thermoscientific, scientificscrubbing, scrubbingsuppressor, suppressorisq, isqmodule, moduledea, deaselect, selectdegasser, degasseralkanolamines, alkanolaminesvalve
Industrial Ion Chromatography application note compendium
2020|Thermo Fisher Scientific|Příručky
Table of contents Overview Chemicals Materials Batteries Electronics Oil and Gas Biofuels Power Industrial Ion Chromatography application note compendium Industrial application note compendium Table of contents Materials There is a broad range of industrial applications that are ideally suited for…
Klíčová slova
biofuels, biofuelsbatteries, batterieselectronics, electronicsanions, anionscic, cicpower, poweroil, oilamines, aminescontents, contentschemicals, chemicalstrace, traceoverview, overviewtable, tablematerials, materialssulfuric
Tapping technology to advance your ion chromatography methods
2021|Thermo Fisher Scientific|Technické články
WHITE PAPER 73983 Tapping technology to advance your ion chromatography methods Authors: Carl Fisher1 and Detlef Jensen2; 1 Thermo Fisher Scientific, Sunnyvale, CA, USA, 2Thermo Fisher Scientific GmbH, Dreieich, Germany Keywords: Automation, column technology, continuous regeneration, eluent generation, hyphenation, inline…
Klíčová slova
minutes, minuteseluent, eluentdeterminations, determinationsregeneration, regenerationwater, waterdrinking, drinkingacid, acideluents, eluentsanions, anionshydroxide, hydroxidecapacity, capacitybromate, bromaterfic, rficinorganic, inorganicelectrolytic
Identification and Quantification at ppb Levels of Common Cations and Amines by IC-MS
2016|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application Note 269 Identification and Quantification at ppb Levels of Common Cations and Amines by IC-MS INTRODUCTION Ion chromatography (IC) has been extensively used as the preferred separation technique for ionic species such as inorganic anions/cations, small amines, organic acids,…
Klíčová slova
magnesium, magnesiumquadratic, quadraticppb, ppbcations, cationsamines, aminestrimethylamine, trimethylaminemsq, msqpotassium, potassiumsuppressed, suppressedcalcium, calciumsim, simbottled, bottledcubic, cubicsodium, sodiumadduct