Galvanic Applied Sciences

Galvanic Applied Sciences Inc. Galvanic Applied Sciences Inc. es una compañía basada en Canadá con instalaciones en Boston (EEUU) y Londres (RU), que además cuenta con representación en todo el mundo. La compañía desarrolla tecnología para el análisis de líquidos y gases en líneas de proceso. Head Office 7000 Fisher Road SE, Calgary, Alberta, Canada Website: www.galvanic.com

Analizadores de Gas Analizadores de Azufre Total y Ácido Sulfhídrico por Cinta de Acetato Correctores Electrónicos de Volumen Cromatógrafo de Azufres Cromatógrafo de Gas Natural para medir Poder Calorífico y Composición. Analizadores para Procesos de Recuperación de Azufre

Analizadores de Líquidos Analizadores Ópticos y Acústicos para medir Color, Turbidez y Sólidos Suspendidos Analizadores Programables Ultravioleta Tituladores Automaticos en Línea Viscosímetros en Línea

842 Cromatógrafo Quimioluminiscente de Azufre

Cromatografía Quimioluminiscente de Azufre Parte I. Cromatografía Quimioluminiscente de Azufre

Quimioluminiscencia AB La Quimioluminiscencia es la reacción química que genera luz. Un ejemplo es la luz que emiten los bombillos fluorescentes. Adentro de estos bombillos hay un gas que reacciona con el Hidrogeno y genera energía luminosa. AB

Definición de Cromatografía La cromatografía es el método de separación y análisis de los componentes de una corriente gaseosa basado en el tiempo que tarda un gas en pasar a través de una columna de absorción selectiva.

¿Cómo se separan los gases? Gas de Arrastre: El Carrier Gas o Gas de Arrastre es un gas inerte que lleva la muestra a través de las columnas hasta el detector y luego al venteo de salida. Regulador de Carrier Gas: El regulador de carrier mantiene una presión constante en el carrier gas lo cual resulta en flujo constante. Válvula de Inyección: Es una válvula que inyecta una determinada cantidad fija de muestra. Columna de Separación: La columna cromatográfica separa cada uno de los componentes del gas, el equipo recibe su nombre de este componente. Sensor o Detector: El sensor detecta los cambios de propiedades a medida que los componentes pasan frente a el y salen de la columna.

¿Cómo se separan los gases? La muestra de gas (Sample Gas) se inyecta en un gas inerte de arrastre que se conoce como Fase Móbil (Mobile Phase). El gas de arrastre, como su nombre lo indica, arrastra la muestra a través de la Colúmna Cromatográfica (Column) donde interactúa con la Fase Estacionaria (Stationary Phase) que puede ser líquida o sólida. Los gases en la muestra interactúan en diferentes grados con la fase estacionaria en la columna y por lo tanto, viajan a lo largo de esta a diferentes velocidades y provocando su separación.

¿Cómo se separan los gases? Terminología: Pico (Cromatograma) Área de Pico Tiempo de Retención Componente

Terminología Cada Componente se puede identificar según la cantidad de tiempo que toman viajando a través de la columna de separación. Este tiempo se conoce como Tiempo de Retención.

Terminología Cuando un compuesto sale de la columna pasa por el Detector, genera una señal eléctrica cuantificable que tiene forma triangular, a esta forma se le llama Pico. Cuando se reúnen todos los Picos generados por los componentes presentes en el gas, se genera un Cromatograma.

Terminología La cantidad de cada componente presente en el Gas de Muestra se puede determinar midiendo el Área de Pico.

Compuestos Sulfurados Típicos

Cromatografía Quimioluminiscente de Azufre Combinando el sistema Cromatografico de separación de componentes gaseosos y el principio de la generación de luz por medio de una reacción química, Quimioluminiscencia, es posible detectar los compuestos gaseosos de Azufre que fluyen en una corriente de Gas Natural, utilizando el Cromatógrafo Quimioluminiscente 842 Galvanic Applied Sciences. Este equipo provee Cromatografía especifica de Azufre y compuestos Sulfurados e Identificación especifica de cada uno de los compuestos en la corriente.

¿Qué le ofrece el 842? Linealidad Respuesta Equimolar Repetibilidad Sensibilidad Independencia de la composición de la muestra Entre otros

Respuesta Equimolar Cada compuesto de Azufre tiene la misma respuesta, lo cual provee al analizador con la misma sensibilidad para cada uno. La medición de Azufre Total es cualitativa y cuantitativa. El cromatografo puede ser calibrado usando un solo componente reduciendo la complejidad de la calibración.

Repetibilidad Los resultados tienen una repetibilidad de +/- 1% o mejor Ideal para aplicaciones de control de proceso.

Sensitividad Es capaz de detectar 10 ppb de cualquier compuesto de azufre en un gas. Mejor resolución. Mayores rangos disponibles también.

Linealidad La linealidad se estudia en 4 ordenes de magnitudes. De ppb a porcentaje en el mismo principio de detección, esto permite que la calibración se pueda llevar a cabo con patrones de calibración de mayores concentraciones.

Independencia de la Composición de la muestra Los cambios en la composición de la muestra no afectan la calidad de la medición, lo cual permite: Multiples corrientes. Aplicaciones por cargas. Aplicaciones de mezclado Funcionamiento correcto en condiciones fuera de la especificación del proceso.

Además… Autocalibración Combustion a flujo cruzado Microprocesador Para reducir costos de mantenimiento. Combustion a flujo cruzado Para optimizar el proceso de combustion y por ende la medición. Microprocesador No se requiere computadoras para la operación del analizador.

Y también… Bajo mantenimiento Diseño Simple: Se requiere mantenimiento de la bomba cada tres meses de operación del equipo. Diseño Simple: Fácil de mantener y detectar fallas.

Aplicaciones de la Medición de Azufre Parte II. Aplicaciones de la Medición de Azufre

Normas ASTM Muchas agencias de regulación ambiental e Industrial como EPA y DOT, utilizan las normas ASTM como estándares La medición con Cinta de Acetato se apega a las siguientes: D3031-81 D4468-85 D4810-88 D4084-82 (norma más común)

Medición de Azufre El azufre es un elemento químico de número atómico 16 y símbolo S. Es un no metal abundante e insípido. El azufre se encuentra en forma nativa en regiones volcánicas y en sus formas reducidas formando sulfuros y sulfosales o bien en sus formas oxidadas como sulfatos. La combustión de este compuesto genera Óxido de Azufre, que entre otros efectos secundarios puede generar lluvia ácida. S

Lluvia Ácida Una gran parte del SO2 (dióxido de azufre) emitido a la atmósfera procede de la emisión natural que se produce por las erupciones volcánicas, que son fenómenos irregulares. Sin embargo, una de las fuentes de SO2 es la industria metalúrgica y la combustión de los azufres. S + O2 → SO2 El cual en presencia del agua atmosférica o sobre superficies húmedas, se convierte en ácido sulfúrico: SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(l) Esta precipitación es Lluvia Ácida.

Normas ASTM

Aplicaciones de la Medición de Azufre Refinerías Petroquímicas Gas Natural Otros

Aplicaciones en Refinerías Producción de Diesel Azufre Total. Producción de Gasolina Cromatografía de Sulfuros. Propil-Mercaptano y Benceno Tiol Producción de Kerosene y otros combustibles. Producción de Gas Natural Licuado H2S, COS, Otros Sulfuros. Producción de Fuel Gas Emisiones a la atmósfera. Sulfuros Totales Reducidos. H2S, COS, MERCAPTANOS

Aplicaciones en Petroquímicas En plantas de Etileno y Propileno Control de Calidad y Protección de Catalizadores. H2S, COS, MeSH, TS En Gases Licuados de Petróleo. Calidad de Alimentaciones, y protección de catalizadores. H2S, COS, TS En Gas Natural Sintético H2, CO, CO2, CH4 Trazas (ppb) de H2S y TS En la producción de Fertilizantes Protección de Catalizadores Control de Calidad de alimentación Trazas (ppb) H2S y TS

Aplicaciones en Gas Natural Gasoductos Calidad de Producto Odorantes Análisis de Mercaptanos para asegurar que el olor es apropiado. Análisis para asegurar que el olor y el gas están separados apropiadamente Control de Corrosión H2S en la corriente Producción de Gas Natural Calidad del Producto. Típicamente la concentración permitida de componentes de Azufre es 4 ppm para H2S y 16 ppm para TS (o ¼ de grano y 1 grano respectivamente) Entrada a la planta de proceso. Altas concentraciones de H2S Líneas a Quemadores Regulaciones ambientales

Otras aplicaciones posibles Pulpa y Papel Regulaciones Ambientales TRS - H2S, COS y Mercaptanos Generación de Potencia Vapor Térmico H2S es un producto secundario del vapor CO2 (Calidad de Comida) Calidad del Producto.

Ciclo de Medición y Descripción General del Equipo Parte III. Ciclo de Medición y Descripción General del Equipo

El Ciclo de Análisis típico ocurre en tres etapas: Etapa No. 1. Separación Cromatográfica Los componentes se separan a medida que pasan por la columna cromatográfica. Etapa No. 2. Combustión y Reducción de los Componentes. La combustión de los compuestos de Azufre genera Dióxido de Azufre R-S  SO2 + Producto de Combustión El Dióxido de Azufre se reduce a monóxido de Azufre en presencia de Hidrogeno SO2 + H2  SO + H2O Etapa No. 3. Reacción con Ozono y Medición. El monóxido de azufre reducido cuando reacciona con Ozono, se carga de energía. SO + O3  SO2 + O2 La energía que se produce se libera en forma de luz, la luz es directamente proporcional a la cantidad de R-S que entra al sistema.

Etapa No. 1. Separación Cromatográfica Los componentes inyectan al sistema y se separan a medida que recorren la columna cromatográfica, mientras que los empuja el Gas de Arrastre.

Válvula de Inyección Válvula de Helio de 10 puertos actuada para la inyección de muestra y el retro lavado de la columna cromatográfica.

Columna Cromatográfica Columna Capilar recubierta de metal para mejorar su durabilidad. La columna es de 30 mts de tipo Wall coated open tubular (WCOT) con una fina capa de líquido en el diámetro interno del tubo. Útil para separaciones de Mercaptanos hasta C4 u otros sulfuros.

Horno del 842

Tiempos de Retención de los Azufres H2S(Acido Sulfhídrico) 80 sec COS (Sulfuro de Carbonilo) 88 sec MeSH (Metil tiol) 130 sec EtSH (Etil tiol) 180 sec DMS (Dimetil Sulfuro) 200 sec CS2(Disulfuro de Carbono) 220 sec i-PrSH (iso-Propil Mercaptano) 250 sec t-BuSH (Ter-Butil Mercaptano) 320 sec PrSH (Propil Mercaptano) 360 sec

Etapa No. 2. Combustión y Reducción Compuesto Sulfurado Hidrógeno Oxígeno SO Los azufres reaccionan con aire e Hidrógeno a 750°C bajo aspiración para formar Monóxido de Azufre (SO).

Horno de Reacción

Etapa No. 3. Reacción con Ozono y Medición El monóxido de Azufre reacciona con ozono para formar SO2 y LUZ.

Celda de Reacción

Detección de los Componentes La luz se detecta utilizando un Foto Multiplicador (PMT). El foto multiplicador genera una corriente proporcional a la cantidad de azufre presente en la corriente. SO Ozono Luz

PMT El PMT opera mejor entre 0 – 5o C. Hay dos elementos Peltier conectados en serie para mantener el PMT frío. Se utiliza una purga de aire para mantener el PMT seco.

Detector Ensamblado

Suministro de Poder del PMT El PMT requiere 1100 VDC para operación. La fuente de poder del PMT tiene alimentación de 24 VDC y salida de 1100 VDC.

Amplificador El amplificador convierte la corriente del PMT en milivoltios. También hay Dipswitches en el amplificador para atenuar la señal.

Generador de Ozono El ozono necesario para la operación del equipo viene de un Generador de Ozono. Aire del ambiente pasa por un tubo de acero a 7500 VAC. El oxígeno en la atmósfera se convierte en Ozono.

Vacío Para prevenir que el SO reaccione con el oxígeno en el aire, las etapas No. 2 y No. 3, se llevan a cabo al vacío.

Servicios, Mantenimiento y Especificaciones Parte VI. Servicios, Mantenimiento y Especificaciones

Servicios Gas de Arrastre El gas de arrastre debe ser Helio Ultra Puro, y se debe suministrar utilizando un regulador a 80 psig. El analizador controlara el flujo utilizando el controlador de flujo másico. También se emplea Helio a 60 psi para actuar la válvula de inyección.

Servicios Hidrógeno. El gas de arrastre debe ser Hidrógeno Ultra Puro, y se debe suministrar utilizando un regulador a 80 psig. El analizador controlara el flujo utilizando el controlador de flujo másico.

Servicios Ozono Aire para combustión Purga para el PMT Extraído del ambiente, y pasado a través de un filtro desecador. El flujo es controlado por un rotámetro. Aire para combustión Purga para el PMT Evita la condensación de líquidos en el PMT, se puede utilizar aire de instrumentos o Nitrógeno para este fin.

Servicios Gas de Calibración. 5 - 10 ppm H2S en Nitrógeno. Debe suministrarse a 15 psig con un regulador de dos etapas de Acero Inoxidable.

Ciclo de Mantenimiento Hacer mantenimiento preventivo cada tres meses. Cambiar el aceite de la bomba cada ciclo. Cambiar trampa de Carbón Activado cada ciclo. (Use 50/50 de carbón y desecante) Reemplazar la válvula de muestreo cuando lo necesite (la válvula soporta 1,000,000 de ciclos) Reemplazar el desecante de aire según sea necesario. Los tubos cerámicos no necesitan reemplazo a menos que las condiciones sea excepcionales.

Especificaciones Especificaciones Limite de Detección 0-10 ppb Número de Corrientes 4 mas la calibración Válvula de Inyección Valco Model VIII Linealidad 2% Repetibilidad Tiempo de Ciclo 5 minutos Clasificación Eléctrica Clase I, División 1 y 2, Grupos B, C y D. Alimentación Eléctrica 600 watts a 120 VAC

Especificaciones Especificaciones Plataforma Electrónica Dallas 87C530. Microprocessor c/w 20 Bit A/D, 12 Bit D/A, 4-20 ma Output, and Intrinsically Safe Keypad Salidas 2, 4-20 ma escalable, 4-20 ma Raw Sensor, 6–5 amp SPDT Relays, Modbus, Optional 32 4-20 ma Outputs (User Assignable) Entradas de Contacto Remote Calibration Start, 4 Status (contactos secos) Dimensiones 36”H x 34”W x 12”D Peso 250 lbs

Partes y Repuestos recomendados PMT BA0755 Kit de Reconstrucción de la válvula BA1274 Tubos cerámicos MC0745/MC0746 Aceite de la bomba CO01672 Carbón Activado CO1746 Restitución para la trampa de humedad CO0888 1/8” Teflon Ferrules 1/16” Teflon Ferrules