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Analizar la humedad, y en qué cantidad, es de vital importancia para el rendimiento de los productos derivados del petróleo, así como para la integridad de la infraestructura y los productos. Por ejemplo, la humedad en las materias primas petroquímicas puede hacer que las tuberías y las válvulas se congelen, así como envenenar algunos catalizadores. Un método popular utilizado para analizar la humedad es la valoración de Karl Fischer (KFT). La KFT tiene un amplio rango dinámico, pero presenta dificultades para medir cantidades relativamente bajas de humedad. Además, hay problemas bien conocidos de reacciones secundarias e interferencias conocidas.

Un método alternativo combina el detector de ionización por barrera de descarga (BID) patentado por Shimadzu con la columna de análisis de humedad “Watercol” de MilliporeSigma*. Esta combinación separa y mide la humedad en una formulación de materia prima y proporciona resultados exactos y precisos con mediciones realizadas hasta un nivel de ppm de detección de humedad sin ninguna interferencia.

Nuevo enfoque que utiliza la cromatografía de gases con el novedoso BID

A diferencia de los métodos tradicionales de química húmeda, este nuevo método utiliza la cromatografía de gases (GC) con un detector más nuevo: el detector de ionización por barrera de descarga (BID). El BID es un dispositivo altamente sensible que crea ionización a partir de un plasma de descarga de barrera dieléctrica basado en helio. El plasma 17.7eV se genera al aplicar un alto voltaje a una cámara dieléctrica de cuarzo, en presencia de helio a una temperatura relativamente baja. Los compuestos que eluyen de la columna GC son ionizados por esta energía de plasma de He y luego son detectados por el electrodo colector y procesados como picos.

El BID es más sensible que un detector de conductividad térmica (TCD) y un detector de ionización de llama (FID), con la capacidad de analizar hasta niveles de agua inferiores a las partes por millón. Además, el método utiliza la nueva columna de líquido iónico altamente polar de MilliporeSigma, Watercol™, que ofrece una excelente retención de agua, separación y formas de pico.

Debido a que las técnicas de química húmeda son propensas a compuestos interferentes, como los mercaptanos y los sulfuros, este método utiliza una técnica de separación en columna para separar estos compuestos y otros en la muestra. Las personas con experiencia en GC pueden configurar y ejecutar rápidamente este método. Las personas sin experiencia en GC reciben una capacitación sencilla por parte del equipo de servicio y soporte técnico de Shimadzu Scientific Instruments.



 

El análisis de humedad realizado por GC/BID ofrece las siguientes ventajas:

  1. Analiza fácilmente muestras de líquidos y gases
  2. Utiliza una variedad de columnas de GC Watercol™ según sus matrices
  3. Utiliza un detector de GC de bajo costo, simple, de alta sensibilidad y muy estable.

El detector de ionización de descarga de barrera (BID)

El BID logra una sensibilidad superior a la de 200 X para los compuestos orgánicos en comparación con un TCD. Además, las técnicas analíticas convencionales requieren una configuración del sistema de GC con múltiples esquemas de detección para analizar gases permanentes e hidrocarburos ligeros. Con frecuencia se requiere el uso de un metanizador y un FID para detectar niveles en ppm de CO y CO2. Sin embargo, el BID sustituye todo este hardware y permite la detección altamente sensible de mezclas de gases inorgánicos e hidrocarburos ligeros.

Nuevo elemento de trabajo ASTM: precursor de un método estándar de ASTM

Un nuevo elemento de trabajo sobre métodos de prueba (WK59649): El comité de la ASTM D02H00 ha presentado un nuevo método de prueba estándar para la determinación de agua en el gas licuado de petróleo (GLP) por cromatografía de gases y detección por ionización de barrido de descarga (BID). Este método utiliza la nueva válvula de muestreo GC/BID/líquido/gas con la columna GC Watercol™ (MilliporeSigma*). Tenga en cuenta el método oficial una vez que sea aprobado por ASTM.

 
Humedad en GLP estándar mediante válvula de muestreo de líquido (2uL inyección 1:5 división)

Análisis de humedad en muchos tipos de muestras de petróleo

 
(Lillian A. Frink; Daniel W. Armstrong, 8194-8201; Anal. Chem. 2016, 88)

 

a - Adición estándar con aerosol-OT disuelto en humedad
b - La adición estándar no es factible debido a la alta viscosidad de las muestras, la complejidad de las mismas y la imposibilidad de mezclarlas con el estándar de humedad agregado
c - Humedad medida en una muestra 0.5g utilizando cromatografía de gases de espacio de cabeza


Muchos tipos diferentes de muestras pueden beneficiarse del análisis del contenido de humedad con GC/BID Watercol™. Se consigue una precisión y exactitud excelentes utilizando sistemas manuales o automatizados. Dependiendo de los tipos de muestras, se puede utilizar una válvula de muestreo de líquido/gas para introducir las muestras en el GC o en el muestreador para espacio de cabeza Shimadzu HS-20 NX.

* MilliporeSigma, empresa de ciencias biológicas de Merck KGaA
Watercol es una marca comercial de MilliporeSigma.

* Eventos anteriores. Puede ver el seminario web desde aquí.

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