超纯水机在石油和天然气方面的应用

发表时间:2021-11-11  |  点击次数:340

为什么石油和天然气实验需要超纯水?


       石油工业包括石油产品的勘探、开采、精炼、运输(通 常通过油轮和管道)和营销。 石油还是许多化学产品的原 料,包括药品、溶剂、化肥、杀虫剂、合成香料和塑料。 石 油对许多行业都至关重要,在当前社会中对维护工业文明具 有重要意义,因此是许多国家的重要关注点。 石油占世界能源消耗的很大一部分。 石油实验室测试原油、石油原料、燃料和其他石油精炼 产品。 对这些产品的分析是为了帮助客户满足质量和监管标 准、解决问题并支持研发。 石油分析包括痕量分析、纯度和 成份测试、质量控制测试、碳氢化合物分析、污染识别等 等。 我们如何确定原油中不存在有害物质? 综合分析通常是 用到离子色谱(IC)。 IC 可以准确和快速地监测溶液中的 离子成分。 阴离子和阳离子都可以在每升纳克 (ppt – 万亿分之一)到毫克每升(ppm – 百万分之一)浓 度范围内被检测到。每个石油工厂都有一个检验实验室,用 于与 IC 相关的分析应用。


超纯水在离子色谱中的应用:

      在分析痕量水平的样品时,确保所 提供数据可信的WY方法是拥有可靠的 IC 仪器、高质量的试剂和纯水。 水可 以用于IC 的多种方面,包括样品稀释、 样品制备或预处理、制备空白样和标准 样、冲洗设备和作为洗脱液。 在无试剂 离子色谱 (RFIC) 系统中,WY存在的 流动相是纯水。 因此,水中存在的任何 杂质都会以多种方式干扰分析,可靠的 未受污染水源对于重现结果至关重要。


超纯水在原子吸收分光光度计上的应用:

      原子吸收光谱 (AAS) 是一种广泛 用于各种不同领域中痕量金属元测定的 技术。 AAS 使用气相中原子对光的吸 收。通常在水溶液中的样品通过火焰 (火焰原子吸收光谱FAAS)或石墨炉 (石墨/碳炉原子吸收光谱GFAAS/CFAAS) 汽化和雾化。AAS 通常用于环境和临床 分析 ,以及制药和化工行业。 


超纯水应用于气相色谱质谱仪 (GC-MS):

      气相色谱-质谱(GC-MS)将气相色谱与质谱相结合,在识别 不同的物质方面,具有非常广泛的应用,例如药物检测和环境分析。

GC-MS 是测定环境中 EDC 和 VOC 的SX技术。 由于需要 非常低的 TOC 水平,因此对水纯度的要求非常严格。 在 GC-MS 中,流动相通常是惰性气体,分析的化合物与柱内的固定相相互作 用。 样品在色谱柱上挥发和分离。 当质谱仪用作检测器时,该技术 尤其强大,因为可以直接对单个组分进行识别和表征。


杂质问题: 

      超纯水(I 级)是市政自来水通过多级处理的产物。 水可以溶解不同化合物,并存在多种微生物细菌 等造成了水中的各种杂质和污染物,例如离子、溶解的有机和无机化合物、悬浮颗粒、微生物和溶解的气 体。随着水变得可饮用,大部分污染物被去除,同时也可能引入其他杂质,例如增塑剂管道系统或油罐中 的沥青涂料。 对于 GC-MS 应用,气体污染物会危及分析仪器的灵敏度和准确度。 氧气、碳氢化合物等污染物会严 重影响 GC 分析,导致色谱柱和仪器损坏。


污染影响: 

      水污染的影响可能会产生严重的后果,并有可能使实验结果无效。 但是杂质对这种分析的可靠性和 再现性究竟有什么影响呢? 如图 1 所示,离子、有机物、胶体、细菌和气体的污染影响都会在一定程度上影响灵敏度和重现性。 离子污染物往往具有显着但短期的影响,产生化学干扰,直接降低结果并降低灵敏度。离子污染物水平的 波动也会导致观察结果的更大差异。 尽管有机物、胶体和细菌也会影响背景/空白,但它们往往会通过介 质污染和表面涂层产生长期影响,从而影响仪器的特定组件,例如色谱柱、检测器和内部系统结构的表 面。 此类污垢的影响表现为异常基线偏移、基线上的未知峰、高噪声等。


典型的水纯度要求: 

       对于基本 IC 和 AAS 应用,根据标准国际规范,一般实验室级水(II 级纯水)可能就足够了。 然而,即 使是基本应用也应尽可能使用符合 I 类标准的超纯水。 在短离子交换柱上预浓缩离子含量,随后进行测 量,然后洗脱到洗脱液流中进行分离和分析,使IC和AAS可以实现非常低的检测限(低至ppt级)。 在这种 情况下,元素纯度至关重要,需要 18.2 MΩ-cm 的电阻率水平和低 TOC。 大多数应用的纯水系统都需要 符合药典、ASTM、ISO 和 CLS 制定的标准。 对于 GC-MS 则应用于样品制备。同时,也用于空白和标 准样品制备。 


结论: 

       IC 和 GC 应用,尤其是痕量级的应用,对各种污染物(有机、颗粒、细菌、气体和离子)非常敏感,很容易影响数据可靠性。


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