ASTM D1945-14 Doğal Gazın Gaz Kromatografisi ile Analizi için Standart Test Yöntemi

Amerikan Test ve Malzeme Kuruluşu (ASTM) tarafından yayınlanan “ASTM D1945-14 Doğal gazın gaz kromatografisi ile analizi için standart test yöntemi” standardında, standart içinde verilen tabloda gösterilen bileşim aralığındaki doğal gazların ve benzer gaz karışımlarının kimyasal bileşiminin belirlenmesine yönelik bir test yöntemi açıklanmaktadır. Bu test yöntemi, ihmal edilebilir miktarda heksan ve daha yüksek hidrokarbonlar içeren yalın doğal gazların analizi veya gerektiğinde bir veya daha fazla bileşenin belirlenmesi için kısaltılabilir.

Temsili bir numunedeki bileşenler gaz kromatografisi (GC) ile fiziksel olarak ayrılır ve bilinen bileşime sahip bir referans standart karışımından elde edilen aynı çalışma koşulları altında elde edilen kalibrasyon verileri ile karşılaştırılır. Bir numunenin çok sayıda ağır uç bileşeni, taşıyıcı gazın kolondan geçiş yönünü, ağır uçları C5 ve daha ağır, C6 ve daha ağır veya C7 ve daha ağır olarak gruplayacak şekilde ters çevirerek düzensiz tepeler halinde gruplandırılabilir. Numunenin bileşimi, tepe yükseklikleri veya tepe alanları veya her ikisi de referans standart ile elde edilen karşılık gelen değerlerle karşılaştırılarak hesaplanır.

Bu test yöntemi, numunenin ısıl değeri ve bağıl yoğunluk gibi fiziksel özelliklerinin hesaplanması veya bir karışımdaki bir veya daha fazla bileşenin konsantrasyonlarının izlenmesi için veri sağlamak açısından önemlidir.

Bu testlerde kullanılan dedektör, termal iletkenlik tipinde veya duyarlılık ve kararlılık açısından eşdeğerinde olmalıdır. Termal iletkenlik dedektörü, 0,25 mL’lik bir numunede 1 mol n-bütan için en az 0,5 mV’luk bir sinyal üretecek kadar duyarlı olmalıdır.

Bu testlerde, ayrılmış bileşenleri görüntülemek için şerit grafik kaydediciler veya elektronik entegratörler veya her ikisi kayıt aletleri de kullanılır. Elektronik entegrasyon kullanılırken şerit grafik kaydedici gerekli olmasa da alet performansının değerlendirilmesi için oldukça arzu edilir.

Kaydedici, 5 mV veya daha az tam aralıklı ölçeğe sahip bir şerit grafik kaydedici olmalıdır. Grafiğin genişliği en az 150 mm olmalıdır. 2 s’lik maksimum kalem yanıt süresi ve 10 mm/dakika minimum grafik hızı gereklidir. Alanları elde etmek için kromatogramın manuel yöntemler kullanılarak yorumlanması gerekiyorsa 100 mm⁄dakikaya kadar daha hızlı hızlar tercih edilir.

Elektronik veya hesaplama entegratörleri, bir kayıt cihazı için olana eşdeğer ayırma ve yanıt kanıtı, grafik kayıt cihazı dışındaki gösterimler için gereklidir.

Bu testlerde kullanılan bir ekipman da zayıflatıcıdır. Kromatogram manuel yöntemler kullanılarak yorumlanacaksa, kaydedici grafik aralığında maksimum tepe noktalarının korunması için dedektör çıkış sinyaliyle birlikte bir zayıflatıcı kullanılmalıdır. Zayıflatıcı, zayıflatıcı aralığı adımları arasında yüzde 0,5’e kadar doğru olmalıdır.

Testlere başlamadan önce aygıtın hazırlanması gerekir. Bu amaçla önce doğrusallık kontrolü yapılmalıdır. Isıl iletkenlik dedektörü için tepkinin doğrusallığını belirlemek için, şu prosedürün tamamlanması gerekir:

• İlgi duyulan ana bileşen (doğal gaz için metan), 13 ila 100 kPa veya hakim atmosfer basıncında 13 kPa’lık kısmi basınç artışlarıyla sabit boyutlu numune döngüsü yoluyla kromatografa yüklenir.
• Her bir basınç artışında üretilen alan için entegre tepe tepkileri, kısmi basınçlarına göre çizilir.
• Çizilen sonuçlar düz bir çizgi vermelidir. Mükemmel doğrusal bir tepki, logaritmik değerler kullanılarak 45 derece açıyla düz bir çizgi görüntüler.
• Herhangi bir eğri çizgi, sabit hacimli numune döngüsünün çok büyük olduğunu gösterir. Daha küçük bir döngü boyutu sabit hacimli döngünün yerini almalı ve yukarıdaki prosedür tekrarlanmalıdır.
• İlgi aralığı üzerindeki doğrusallık her bileşen için bilinmelidir. Değişen konsantrasyonda tepki faktörü sapmasını not eden bir tablo oluşturmak faydalıdır.
• Azot, metan ve etan gazlarının atmosfer basıncında yüzde 1’den az sıkıştırılabilirlik gösterdiğine dikkat edilmelidir. Diğer doğal gaz bileşenleri atmosfer basıncından daha düşük basınçlarda önemli bir sıkıştırılabilirlik gösterir.
• Buhar basınçları 100 kPa’dan düşük olan çoğu bileşen, doğrusallık çalışması için saf gaz olarak kullanılamaz, çünkü 100 kPa’ya kadar bir vakum göstergesi okuması için yeterli buhar basıncı göstermezler. Bu bileşenler için, toplam basıncı 100 kPa’ya kadar uzatabilen kısmi bir basınç oluşturmak için azot veya metan içeren bir karışım kullanılabilir. 38 derecedeki buhar basınçları için standart içinde verilen tabloyu kullanarak, belirli bir bileşenin azotla karıştırılabileceği maksimum basıncı hesaplanır.

Testlere başlarken öncelikle istenen çalışma için gerektiği gibi uygun kolonlar çalıştırılır. Çalışma koşulları ayarlanır ve kromatografın stabilize olması beklenir. Heksanlar ve daha yüksekleri için, numune döngüsü ısıtılır. Çoğu modern kromatografta sıcaklık kontrollü valf fırınları bulunur. Valf fırınları olmadığında, gaz örnekleme valfini kromatograf fırınına monte etmek ve kolon sıcaklığında çalıştırmak önerilir.

Enstrüman görünüşte stabilize olduktan sonra, enstrüman tekrarlanabilirliğini belirlemek için referans standardında kontrol çalışmaları yapılır. İki ardışık kontrol, her bir bileşenin mevcut mol yüzde miktarı için tekrarlanabilirlik sınırları içinde kalmalıdır.

İki ardışık kontrolün ortalaması veya her bir bileşen üzerindeki önceki kontrolün tekrarlanabilirlik sınırları içinde kalan son kontrol, enstrüman çalışma koşullarında bir değişiklik olana kadar tüm sonraki çalışmalar için referans standardı olarak kullanılabilir.

Kuruluşumuz, çeşitli sektörlerdeki işletmeler için verdiği sayısız test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları arasında, eğitimli ve uzman bir kadro ve gelişmiş teknolojik donanımı ile, “ASTM D1945-14 Doğal gazın gaz kromatografisi ile analizi için standart test yöntemi” standardında tanımlanan belgelendirme ve test hizmetleri de vermektedir.