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

PLGC II Cromatógrafo de Gases en Línea

Conceptos Básicos de Cromatografía Parte I. Conceptos Básicos de Cromatografía

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 Mobil (Mobile Phase). El gas de arrastre, como su nombre lo indica, arrastra la muestra a través de la Columna 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.

Cromatograma Típico Gas que entra a una planta Gas para ventas

Aplicaciones de Cromatografía para Gas Natural Parte II. Aplicaciones de Cromatografía para Gas Natural

Aplicaciones de Cromatografía Transmisión de gas por tuberías Transferencia de Custodios Estaciones de Medición Distribución de Gases Medidas a Puerta de Ciudad Grandes compradores de Gas Refinerías Entradas o Alimentaciones Salidas (Ventas, Venteos, gases quemados) Gases Combustibles Procesamiento de Gases Calidad de Materia Prima o Material Vendido

Gas Natural El gas natural es una mezcla de Hidrocarburos que existe en asociación con combustibles de fósiles, reservorios de carbón u otras fuentes y que esta fundamentalmente compuesto de Metano. Es una fuente importante de energía y sirve como materia prima en la fabricación de fertilizantes Metano Un átomo de carbono C1 Etano dos átomos de carbono C2 Propano tres átomos de carbono C3 iso-Butano cuatro átomos de carbono i-C4 n-Butano cuatro átomos de carbono n-C4 iso-Pentano cinco átomos de carbono i-C5 n-Pentano cinco átomos de carbono n-C5 C6+ todos los compuestos más pesados que el hexano (C6)

Ejemplo: El Etano contiene dos átomos de carbono y 6 de hidrógeno. Gas Natural Los hidrocarburos son cadenas de átomos de carbono conectados unos a otros y a su vez conectados con moléculas de Hidrógeno. H3 C-C H3 Ejemplo: El Etano contiene dos átomos de carbono y 6 de hidrógeno.

Los Hidrocarburos se queman (Combustión) para generar energía. Gas Natural Los Hidrocarburos se queman (Combustión) para generar energía. CH4 + 2O2 CO2 + 2 H2O + Calor Esto depende del Poder Calorífico del gas, que es una función de la composición del gas.

El gas natural a menudo contiene compuestos inertes. Nitrógeno (N2) Dióxido de Carbono (CO2) Los compuestos inertes son indeseables pues no contribuyen al Poder Calorífico del gas natural.

Contaminantes Se pueden encontrar trazas de contaminantes presentes en el gas natural. El gas natural debe ser tratado para eliminarle los contaminantes o reducirlos hasta niveles aceptables. Los principales son Gas Ácido (Ácido Sulfhídrico H2S) Otros componentes con Azufre (R-S) Agua (Humedad)

Composición Típica de un Gas Natural Nitrógeno 2.50 % Metano 89.0% CO2 .500 % Etano 5.00 % Propano 1.00 % Iso-Butano .300 % N-Butano .300 % Neo-pentano .100 % Iso-pentano .100 % N-pentano .100 % C6+ .030 %

Cromatografía de Gas Natural Un Cromatógrafo de Gases se utiliza para medir la cantidad de cada Hidrocarburo presente en la mezcla de gas, al igual que la cantidad de gases inertes y algunos de los contaminantes. Con esta información se puede determinar Porcentaje molar de cada uno de los componentes en el gas. Poder Calorífico del Gas. Gravedad Específica del Gas.

Transferencia de Custodios Ocurre cuando el producto es entregado a un tercero para su manejo y custodia. Este proceso implica la Fiscalización. Fiscalización Acto en el que se establece la medición de calidades y cantidades de material de manera automatizada y certificadas para ser utilizadas en el cálculo de impuestos y regalías. Automatización de la Fiscalización y Transferencia de Custodia Consiste en la medición de los volúmenes de producto en especificación y la transmisión de los resultados en forma automatizada, según normas internacionales y en conjunto con las leyes de cada país.

Transferencia de Custodios

Descripción General del Equipo Parte III. Descripción General del Equipo

Cromatógrafo de Gas Natural en Línea PL GC II El PL GC II es un cromatógrafo en línea diseñado para medir los distintos componentes del Gas Natural. Calcula el porcentaje molar de cada componente presente en la muestra. Calcula el Poder Calorífico del Gas Calcula la Gravedad Específica del Gas. El PL GC II también se utiliza para medir las fracciones de Etano, Propano y Butano. Otra aplicación es la medición de H2S para rangos mayores de 30 ppm hasta 100%.

Cromatógrafo de Gas Natural en Línea PL GC II Es compatible con los sistemas existentes: El sistema tiene dos salidas ModBus RS-485 y RS-232

Válvula de Inyección La válvula de inyección tiene 10 puertos de entrada, es de tipo diafragma, y su durabilidad teórica es de 1.000.000 de inyecciones antes de requerir servicio.

Válvula de Inyección Modelo DV 22 de Valco (Houston, Texas). Válvula de Diafragma y Pistón. Se requieren 60 psig de Helio para actuarla. La presión inyectada se libera y el resorte interno regresa la válvula a su posición original.

Válvula de Inyección El microprocesador principal del equipo controla la inyección de la válvula. El tiempo de las inyecciones es configurable, en el modulo de Sample Handling/Action List del DIMAC.

Sensor TCD El sensor es un detector de tipo TCD (Sensor de Conductividad Térmica), especialmente seleccionado para evitar posibles reacciones con el ambiente y tiempo de respuesta corto. Consiste en un filamento calentado, contenido en un bloque de acero inoxidable. El sensor tiene dos partes: La referencia, por donde pasa el gas de arrastre sin muestra; y el lado de medición por donde pasa la muestra.

Sensor TCD La diferencia de composición entre los dos desestabiliza el lado de la medición y la diferencia entre los dos lados genera una señal eléctrica. Es necesario que las condiciones dentro del detector se mantengas constantes para evitar errores en la medición por efectos del volumen del gas.

Control de la Temperatura La válvula de inyección, las columnas y el detector están montados sobre un bloque de aluminio para mantener constante la temperatura. Esto asegura que todos los componentes del cromatógrafo se mantengan a la misma temperatura. El bloque de control térmico hace que el equipo sea menos susceptibles a los cambios de temperatura del ambiente y del proceso.

Tablero de Excitación Térmica para el Sensor El tablero de excitación térmica Provee una corriente de 8 mA para el sensor TCD. Genera una señal en mV y la envía a la tarjeta madre. Convierte la señal de la RTD en señales de 4-20 mA y las envía a la tarjeta madre.

Columnas El PL GC II utiliza columnas micro empacadas. La fase estacionaria está en forma granuladas y esta contenida en un tubo de 1/16” de diámetro de Ácero Inoxidable. Para el análisis de C6+ se utilizan tres columnas Columna 1: 3” CSPAW Columna 2: 6.5’ CSPAW Columna 3: 6.5’ Poropack

Columnas También hay columnas especiales para los siguientes análisis. BTU C6+ y H2S BTU C7+ y H2S BTU C6+, H2S y 02 / N2 / CO2 BTU C7+, H2S y 02 / N2 / CO2 H2S, CO2 o H2S y CO2 CO2 o H2S con rangos de <1% O2 / N2 / CO / CH5

(el gas analizado debe estar limpio y seco) UHP Carrier de Helio: Flujo La muestra 10 - 100 psi @ 95 cc/min (el gas analizado debe estar limpio y seco) UHP Carrier de Helio: 10 cc/min.

Sistema de Muestreo

Especificaciones Software Tiempo de Análisis Display El sistema utiliza la plataforma de software DIMAC, por medio de este software el equipo puede llevar a cabo cualquier calculo basado en las variables que determina el equipo. Tiempo de Análisis El equipo toma 5 min por ciclo de análisis. Display Por medio del display se puede ver el Cromatograma de lo que esta pasando a través de la corriente, así como todos los demás cálculos.

Especificaciones Medición C1-C6+, BTU, H2S, C0, C02, O2, N2, C7+ Rango 0-1000 ppm to 100% Linealidad 1% para cada componente individual Repetibilidad +/- 0.5 BTU @ 1000 BTU Corrientes Hasta 8 + Calibración Ciclo 4-5 minutos Detector TCD de baja temperatura Valvulas Válvulas VALCO de 10 y/o 6 puertos Temperatura del Horno 40-50°C Display LCD Convertidor A/C Resolución de 24 Bit Software Compatible con Windows.

Especificaciones Salidas 4 – 4-20 mA (Std), hasta 32 Opcional 2 – RS-232 1 – RS-485 ModBus Almacenaje > 10,000 items Temperatura de Operación 0 to 40 C - 40 to 55 C w/Temp controlled enclosure optional Tamaño 17” (h) x 16” (d) x 9” (d) Alimentación Eléctrica 36 watts @ 24 VDC @ arranque, 24 watts nominal Servicios UHP Helium @ 10-20 cc/min 60 psi (Una botella de 300 ft3 dura de 4 a 5 meses)

Parte IV. ¿Por qué PLGC II?

Durabilidad Nuestro Cromatografo fué diseñado para condiciones operacionales severas, y construido con materiales del más alto grado. Las válvulas del equipo están garantizadas para 1,000,000 de inyecciones antes de requerir servicio. El TCD de baja temperatura provee una medición exacta y no esta propenso a quemarse a altas temperaturas de operación o a falta de Gas de Arrastre.

Versatilidad Disponible en configuraciones AC y DC. La unidad puede conectarse via Ethernet o por medio de ModBus RS-232 y/o ModBus RS-485. Capacidades de analizar varias corrientes con un solo equipo. Puede medir Oxígeno (O2), Dióxido de Carbono (CO2), Nitrógeno (N2), Monóxido de Carbono (CO) y Sulfuro de Hidrógeno (H2S). Entre otras opciones se dispone de: Probetas de Muestreo, Casetas (Shelters) y Gabinetes. Los sistemas de muestreo pueden manejar desde Gas Natural hasta Gas de Fraccionamiento de LNG and NGL.

Tecnología Avanzada La electronica del PLGC II utiliza una Unidad Central de Procesamiento de 32bit ARM7 CPU. La Interfase de Usuarios esta basada en Windows y permite operación local o remota. Amplias capacidades de comunicación. La unidad tiene capacidad de almacenar hasta 10,000 items. Capacidades de reporte avanzadas, con reportes completamente adecuables y capacidades de calculo de Densidad, Presión de Vapor, entre otros.

Mediciones Confiables Ciclo de 3 a 4 minutos. Excelente sensibilidad a lo largo de todo el rango, y certificaciones de distintas autoridades Las columnas son hechas por Galvanic para asegurar calidad y consistencia.