Análisis de los Fuel-oil Usando Fluorescencia de la Radiografía (XRF)

Por AZoM

Índice

Introducción a los Combustibles Pesados
Métodos Estándar de la Prueba
Instrumentación
Preparación y Procedimiento de la Muestra
Sensibilidad Analítica
Reproductibilidad
Conclusión
Sobre el Análisis Científico-Elemental Termo de Fisher

Introducción a los Combustibles Pesados

El término “aceite combustible pesado” refiere a las fracciones más altas del destilado de la hervir-punta y al residuo de no-ebullición de petróleos crudos refinados, usados como combustible para los calefactores, las calderas y los motores industriales. Fuera de la producción global reciente total de 530 Mt de aceite combustible pesado, el 54% fueron consumidos en el mercado marino del combustible para mover por motor los motores de encendido espontáneo enormes de las naves de alta mar del mundo (Fig. 1).

Cuadro 1. nave De Alta Mar.

Los Términos tienen gusto del combustible marino residual, aceite combustible marino y el aceite combustible de la casamata se utiliza en la industria para indicar los 10 diversos grados del combustible descritos por los 2005) patrones marinos del combustible de la ISO 8217 (. Los contaminantes Naturales encontrados en petróleo crudo, que incluyen el azufre, vanadio, el níquel y el hierro se implican en moléculas no volátiles complejas del asphaltene y de la porfirina. Estos contaminantes elementales permanecen y concentran en las fracciones más pesadas del destilado asociadas a los combustibles pesados; los contaminantes del proceso de refinación también concentran en estas secuencias. En las temperaturas altas, en el ambiente oxígeno-rico del motor de combustión, la concentración y la acción recíproca de estos contaminantes elementales abrasivos y corrosivos pueden llegar a ser perjudiciales, reduciendo vida de servicio de equipo hasta el 80%. Por Lo Tanto, incluso si los precios de mercado son inferiores, los combustibles residuales marinos deben adherirse a los pliegos de condiciones de calidad completos, que también guarda contra vaciar del aceite usado durante almacenamiento tal y como se muestra en del Cuadro 1.

Los contaminantes Elementales del Cuadro 1. controlaron por patrones marinos del combustible de la ISO 8217.

Elemento Factores de Funcionamiento Límite (máximo) †
Azufre (s) Desgaste Corrosivo, emisiones de la cabina 1,0- 4.5% m/m
Vanadio (v) Desgaste Corrosivo, emisiones de partículas 100-600 mg/kg
Aluminio (Al) + Silicio (Si) Desgaste Abrasivo 25-80 total del mg/kg
Cinc (Zn) Contaminante Usado del aceite 15 mg/kg
(p) Fosforado Contaminante Usado del aceite 15 mg/kg
Calcio (Ca) Contaminante Usado del aceite 30 mg/kg

† - los rangos incluyen grados más pálidos del Combustible del Destilado (límites inferiores) a los grados Residuales más pesados (límites más altos).

Métodos Estándar de la Prueba

El patrón marino del combustible de la ISO 8217 se refiere específicamente a fluorescencia dispersiva de la Radiografía de la longitud de onda (WDXRF) como método de análisis preferido para el análisis del azufre, del vanadio y del níquel por los métodos 14596 y 14597 de la prueba de la ISO. El método de WDXRF ofrece varias ventajas incluyendo: velocidad del análisis, preparación simple de la muestra y precisión y estabilidad excelentes del PPM a las concentraciones del porcentaje a través de elementos múltiples. Además, el Instituto Británico del Petróleo (IP) propuso un nuevo patrón de la prueba de la industria en 2009 específicamente para el análisis de WDXRF del aceite combustible residual. En este artículo, la conveniencia del espectrómetro Científico Termo de ARL OPTIM'X para el análisis del aceite combustible residual pesado por protocolos internacionales típicos de la prueba se evalúa.

Instrumentación

El ARL OPTIM'X es un instrumento dispersivo de la longitud de onda XRF diseñado para la facilidad de empleo, el despliegue rápido, y los costos operativos reducidos. Su tubo de Radiografía de la meta del Rodio de la energía baja 50 W proporciona a sensibilidad equivalente a los 200 instrumentos convencionales de W debido a su Óptica Ultra De Cerca Acoplada única tal y como se muestra en del cuadro 2. La sensibilidad analítica resultante para incluso los rivales ultrabajos de las concentraciones del contaminante que de instrumentos más de alta potencia y más costosos de WDXRF, mientras que proporciona además por completo a capacidades en las altas concentraciones, e.g. azufre 4,5%. Además, el sistema de energía baja eficiente del ARL OPTIM'X no necesita la misma refrigeración por agua auxiliar que instrumentos más grandes.

Cuadro 2. tecnología Innovadora de UCCO.

Las capacidades del análisis secuencial del goniómetro miniaturizado SmartGonio patentado revisten todos los elementos del interés en combustibles pesados de Na (Z=11) al Zn (Z=30) o más pesado. El goniómetro también ofrece una resolución espectral, que es 10 instrumentos dispersivos de la fluorescencia de la Radiografía de una mejor energía que de gama alta (EDXRF) de las épocas. Además, el diseño único de ARL OPTIM'X incluye funcionamientos aumentados opcionales en elementos seleccionados configurando dos canales reparados MultiChromator, en los cuales curvó y enfocó especialmente cristales aumentan más lejos sensibilidad y reducen la duración de análisis (Fig. 3).

Cuadro 3. Serie Científica Terma de ARL OPTIM'X.

Preparación y Procedimiento de la Muestra

WDXRF ofrece las ventajas importantes para el análisis incluso de muestras altamente viscosas sin la dilución. La preparación de la Muestra implica simple el verter (con la calefacción cuanto sea necesario) de muestras del combustible directamente en las células líquidas del análisis de Chemplex tapadas con la película del polipropileno de 4 µm (Spectrolene). Para este estudio un ARL OPTIM'X fue configurado con el SmartGonio para el análisis elemental secuencial y varios repararon el canal MultiChromators para el análisis aumentado de ciertos elementos. Las Muestras eran analizadas por 120 segundos bajo ambiente del helio para eliminar interferencias del aire.

Sensibilidad Analítica

Las sensibilidades obtenidas con la combinación del cristal y del detector de SmartGonio en comparación con ésas obtenidas con los canales reparados MultiChromator se muestran en el Cuadro 2. Con su configuración de SmartGonio, el ARL OPTIM'X ofrece límites de detección muy inferiores para virtualmente todos los elementos del contaminante en combustibles pesados y en conformidad con el conjunto de límites de la calidad por ISO 8217. Para los elementos más desafiadores del encendedor, una configuración fija adicional del canal proporciona a sensibilidad adicional.

Configuraciones del Instrumento del Cuadro 2. y sensibilidad analítica.

ELEMENTO CONFIGURACIÓN DE SMARTGONIO SMARTGONIO LOD [PPM] CANAL FIJO LOD [PPM]
Al PET/FPC 4,2 3,1
Si PET/FPC 4 3,2
P PET/FPC 2 1,5
S PET/FPC 1,7 1,2
Ca LIF200/FPC 1,5 1,7
V LIF200/FPC 1 n.m.
FE LIF200/FPC 1,1 0,8
Ni LIF200/SC 0,6 n.m.
Zn LIF200/SC 0,6 n.m.

Reproductibilidad

El diseño del ARL OPTIM'X también ofrece resultados analíticos altamente estables en un cierto plazo. La Repetibilidad durante un período de dos meses en la misma muestra de mediano alcance del azufre del 2.1% (2.100 PPM) se muestra en el cuadro 4. Con un valor medio de 2.102 PPM y la desviación estándar de 9,5 PPM o 0.44%, el instrumento proporciona a resultados reproductivos en un cierto plazo sin la necesidad de la recalibración.

Cuadro 4. Reproductibilidad de los resultados durante un período de dos meses.

Conclusión

Aunque los combustibles residuales pesados ocupan el más bajo del espectro del combustible del destilado, los combustibles residuales pesados deben adherirse a las restricciones apretadas de la calidad para asegurar funcionamiento de motor marino apropiado. Puesto Que los niveles del PPM de contaminantes tolerados son muy inferiores, el análisis necesita ser hecho con sensibilidad excelente y adaptabilidad analítica para medir el porcentaje de las concentraciones del elemento. El ARL OPTIM'X es un instrumento de poco costo únicamente diseñado de WDXRF que excede los requisitos de ISO 8217 y de otros patrones internacionales para la sensibilidad, el rango y la confiabilidad del análisis de los combustibles pesados.

Sobre el Análisis Científico-Elemental Termo de Fisher

Por más de 75 años, Fisher Termo Científico ha sido un surtidor mundial de la instrumentación spectrochemical a las industrias importantes incluyendo el acero, el transporte, el cemento, la construcción, la comida, los productos farmacéuticos, las substancias químicas, la investigación académica, el petróleo y la electrónica. Ofrecen capacidades sin igual en las áreas de la emisión óptica (OE), de la fluorescencia de la Radiografía (XRF), de la difracción de Radiografía (XRD) y de la automatización de espectrómetros.

Esta información ha sido originaria, revisada y adaptada de los materiales proporcionados por el Análisis Elemental Científico Termo de Fisher.

Para más información sobre esta fuente, visite por favor el Análisis Elemental Científico Termo de Fisher.

Date Added: Apr 4, 2012 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 16. June 2013 05:51

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