Chromatografia je analytická technika, ktorá umožňuje on-line oddelenie a meranie zložiek zmesi v chemickom procese. Analyzátory používané na on-line analýzu musia pracovať kontinuálne a nezávisle bez asistencie človeka. Prístroj musí odobrať stanovené množstvo vzorky, oddeliť chemickú zložku pomocou absorpcie, rozdeliť do kyviet a merať koncentráciu každej zložky s detektorom. Chromatograf poskytuje kvantitatívne aj kvalitatívne výsledky meranej vzorky. Meracie rozsahy jednotlivých zložiek sa môžu pohybovať od ppm do percentuálnych množstiev.

Chromatografy ABB môžeme rozdeliť do dvoch skupín:

  • PGC (Process Gas Chromathography – procesné plynové chromatografy),
  • NGC (Natural Gas Chromathography – chromatografy zemného plynu).

Procesné plynové chromatografy

PGC1000 je plynový chromatograf montovateľný do technologických priestorov, priamo na technologické potrubia alebo v ich tesnej blízkosti. Je schopný merať C1 až C9+, inertné zložky a H2S v rôznych prevádzkach ropného priemyslu. Analyzátor je ideálny na meranie ľahkých zložiek v tesných priestoroch. Je vynikajúcou voľbou pri spracúvaní vykurovacích plynov, ako je zemný plyn, syntetický plyn či bioplyn, a zabezpečuje plynulosť optimálnej prevádzky spracovania.

ABB PGC2000 – je štandardom jednoduchého používania. Nový inovovaný koncept v sérii E2 zlepšuje kvalitu, flexibilitu a praktickosť pri súčasnom znížení investičných aj dlhodobých prevádzkových nákladov. Je navrhnutý tak, aby vyhovoval súčasným medzinárodným normám. Je to modulárny systém. Môže obsahovať rôzne typy prívodných ventilov vzoriek a rôzne detektory: detektor vodivosti tepla (TCD), detektor ionizácie plameňa (FID), fotometrický ionizačný detektor (FPD) a ionizačný detektor výboja na izolačnej bariéry (DBDID). O prípravu a dávkovanie vzoriek sa postarajú ventily, ktoré tvoria základnú súčasť chromatografov. Pritom ventily môžu byť rôzneho typu: na dávkovanie plynových zložiek – ventil na základe posuvnej dosky (M2CP), membránový ventil (DV-22), membránový ventil pre kvapalné analyzované zložky, dvojpolohový otočný ventil, prefukovaný otočný ventil; pre kvapalné zložky (Liquid Sample Valve, LSV) – striekačka poháňaná piestom (791LSV), dvojpolohový otočný ventil. Chromatograf sa používa na meranie nečistôt ako BTX, arzén, fosgén, etylén oxid, formaldehyd, amoniak, oxid dusnatý, oxid dusičitý, alkány a aromatické uhľovodíky v plynoch a etyléne.
Štandardný ethernetový protokol priamo z analyzátora eliminuje potrebu routera VN2300 v nových inštaláciách. Digitálne riadenie tlaku je teraz štandardom vo všetkých PGC2000, čo umožňuje presnejšiu reguláciu tlaku, lepšie rozlíšenie a výnimočný retenčný čas stability.

Chromatograf PGC2002 je špeciálne vyvinutý na testovanie oddelených frakcií v rafinériách podľa ASTM (American Society for Testing and Materials). Okrem základných funkcií zabezpečuje meranie prchavosti (RVP), pomeru pár a kvapalinových zložiek, bodu varu.

Analyzátor PGC2005 je konštruovaný na analýzu separovaných zlúčenín v širokej škále bodu varu. Chromatograf využíva oddelenie komponentov plynových a kvapalných vzoriek. Pracuje bez dozoru, odoberá vzorky a riadi prebiehajúcu analýzu. Izotermická pec obsahuje zostavu detektorov TCD alebo FID, ktoré sa nachádzajú v hornej časti pece. Vzorkové ventily sú tiež časťou pece, LSV alebo CP. Separácia vzorky prebieha v špeciálnych kapilárach, ktoré sú inštalované medzi analytické ventily a detektory. Tieto kapiláry obsahujú špeciálne obaly, ktoré oddeľuje analyzované zložky v predurčenom poradí.

Funkcie PGC2009 sú podobné ako v prípade analyzátora PGC2005. Obsahuje LSV ventil, priamo vyhrievanú kyvetu a FID detektor. Tento prístup znižuje celkovú hmotnosť vyhrievanej vzorky a následne čas na jej vyhrievanie prostredníctvom priameho ohrevu vodivej kyvety. Separácia vzorky prebieha v chromatografickej kyvete, ktorá je inštalovaná medzi LSV a detektorom.

Séria analyzátorov PGC5000 je vyvinutá na oddeľovanie a analýzu komplexných uhľovodíkových zmesí. Prístroje tejto série majú široké uplatnenie v chemickom, petrochemickom a plynárenskom priemysle pri monitorovaní znečisťovania vzduchu a vôd. Séria obsahuje samotné analyzátory, prostriedky na úpravu vzoriek a systémy na spracovanie dát.

PGC5000A označuje vyhodnocovaciu jednotku. Uskutočňuje všetky vyhodnocovacie a riadiace funkcie pre pece PGC5000B a PGC500C. Analyzátor a jeho riadiaca jednotka komunikujú prostredníctvom iskrovo bezpečnej optickej linky, ethernetu, OPC, Modbus, 4 – 20 mA alebo VistaNET. Analyzátor je konštruovaný s operačným systémom reálneho času a obsahuje 10-palcový grafický SVGA dotykový displej s funkciami dotyku súčasne na viacerých miestach, čo umožňuje jeho jednoduché ovládanie. Jedna jednotka PGC5000A môže riadiť štyri pece PGC5000B, dve pece PGC5000C alebo dve pece PGC5000B a jednu pec chromatografu PGC5000C. Tieto kombinácie sú limitované počtom detektorov, ktoré môžu jednotlivé pece obsahovať.

PGC5000B, C označujú pece chromatografov. Pece pozostávajú z troch častí:

  1. Vo vrchnej časti sa nachádzajú súčasti na nastavenie potrebného tlaku a prietoku meraného média, ako aj rôzne procesné pripojenia, pripojenia kalibračného plynu a rôzne príslušenstvo. Nachádza sa tu aj modul elektronického riadenia tlaku nosného plynu a príslušenstvo na prívod paliva a vzduchu do analytického systému. Prívod vzduchu pre pec a ventily a čistenie vzduchu sú regulované. Regulačné príslušenstvo je tiež umiestnené vo vrchnej časti.
  2. Ďalšou časťou pece je blok elektroniky na riadenie modulu elektronickej kontroly tlaku, solenoidových ventilov, vstupov detektorov a riadenie teploty.
  3. Analytická časť pece obsahuje ventily, kyvety a detektory potrebné na danú aplikáciu. Teplovzdušná pec je vyhrievaná pomocou elektrického prúdu na konštantnú teplotu, ktorá závisí od konkrétnej aplikácie.

Obe pece môžu obsahovať detektory sTDC, MTDC, FID, DBDID a FPD.

PGC5000B môže obsahovať päť rôznych teplotných zón, päť tlakových zón a tri vzduchové ventily rozšíriteľné až na 10 ks. Zariadenie je konštruované na jednoduché aplikácie, na použitie jedného detektora, päť teplotných zón na nosný plyn, palivo a vzduch. Solenoidové ventily sú k dispozícii na spínanie maximálne troch analytických ventilov a maximálne 10 ventilov na prepínanie prúdov.

PGC5000C môže obsahovať päť rôznych teplotných zón, 10 tlakových zón a šesť vzduchových ventilov, ktoré sú rozšíriteľné až na 10. Pec je vhodná na zložitejšie aplikácie, na použitie dvoch detektorov v akejkoľvek kombinácii, päť teplotných zón použiteľných na nosný plyn, palivo a vzduch. Solenoidové ventily sú k dispozícii na spínanie maximálne šiestich analytických ventilov a maximálne 10 ventilov na prepínanie prúdov. Na prípadné ďalšie prúdy možno pridať vonkajšiu škatuľu maximálne s 32 ventilmi na prepínanie prúdov. PGC5007 slúži na analýzu síry, PGC5009 je chromatograf umožňujúci rýchlu zmenu teploty. Čas analýzy je zredukovaný na štyri až päť minút.

Chromatografy zemného plynu

Séria chromatografov NGC8200 predstavuje nízkonákladový rad na použitie v teréne priamo na plynovode na analýzu zemného plynu, kde predtým nebolo cenovo výhodné osadiť chromatograf. Chromatografy ABB série NGC8200 vykonávajú meranie priamo na mieste, v reálnom čase analyzujú zloženie plynu a vypočítavajú výhrevnosť plynu. V kombinácii s prietokomerom môžu slúžiť ako kompletné merače energie obsiahnutej v pretekajúcom plyne. Tieto chromatografy sú ideálnou náhradou automatických vzorkovacích systémov. Používateľ získa automatické vyhodnotenie zloženia plynu v reálnom čase.
Okrem zloženia plynu sú schopné merať relatívnu hustotu, výhrevnosť, rýchlosť zvuku v meranom plyne, GPM (litrov tekutiny v 1 000 m3 plynu), Wobbov index, HCDP (rosný bod uhľovodíkovej zmesi), AGA8 (stlačiteľnosť) a obsah H2S.

Chromatograf ABB NGC8106 je najstarší (a najlacnejší) člen triedy. Meria uhľovodíkové zložky do C6+. Jednotky majú na prednom paneli displej a šesť signalizačných diód na indikáciu stavu. Sú pripojiteľné na pracovné stanice PC s Windows cez RS-232, USB alebo ethernet. Softvérový balík PCCU sa dodáva s každou jednotkou. Je to silný nástroj pre operácie, diagnostiku a následné spracovanie dát. Údaje sú uložené v prístroji počas 840 hodín (35 dní). Prístroj prakticky nevyžaduje údržbu. Jednotlivé mechanické a elektronické časti sú ľahko vymeniteľné.
Chromatograf NGC8206 sa od NGC8106 líši tým, že má 32-bitový procesor. Je napojiteľný do siete a umožňuje tak diaľkový zber dát. Okrem C1 až C6+ analyzuje aj komponenty vzduchu (N2, Ar, CO, CO2, O2) prítomné v plyne. NGC8207 umožňuje analýzu C7+, NGC8209 umožňuje analýzu C6+ až C9+.

NGC8206 sa vyrába aj v prenosnej verzii. Je prenosný v aute a použiteľný všade tam, kam sa príslušné auto dostane. Je napojiteľný na 12 V DC zdroj vozidla.

Cieľom tohto článku bolo predstaviť súčasne dostupné plynové chromatografy vyrobené firmou ABB, ktoré sú rozšírené vo svete, hlavne v Severnej Amerike. V článku sa nachádzajú iba základné informácie o jednotlivých prístrojoch. V prípade záujmu o ne vám radi poskytneme podrobnejšie informácie, navrhneme vhodný prístroj pre vašu aplikáciu a vypracujeme cenovú ponuku.

František Fodor

ABB, s.r.o.