بررسی ترکیب هیدروکربنی با آزمون  PONA

تست پونا (PONA)  یکی از روش های مورد توجه در بررسی ترکیب هیدروکربنی فرآورده های نفتی است. نام PONA از چهار گروه اصلی هیدروکربنی شامل پارافین ها (Paraffins)، اولفین ها (Olefins)، نفتن ها (Naphthenes) و آروماتیک ها (Aromatics) گرفته شده است. تعیین سهم این گروه ها در شناخت ترکیب بنزین، بررسی کیفیت برش های نفتی و کنترل فرایندهای پالایشگاهی اهمیت دارد.

برای بررسی ترکیب هیدروکربنی، روش های تحلیلی مختلفی وجود دارند که از جمله آن ها می توان به جذب با شناساگر فلورسانس (FIA) و کروماتوگرافی گازی (GC) اشاره کرد. این دو روش از نظر اصول جداسازی، تجهیزات موردنیاز و نوع داده های حاصل با یکدیگر تفاوت دارند؛ بنابراین انتخاب روش باید بر اساس نوع نمونه، استاندارد موردنظر و سطح جزئیات تحلیلی موردنیاز انجام شود.

دستگاه FIA معرفی شده توسط  KOEHLER، با مدل K41592، برای تعیین گروه های هیدروکربنی مشخص در برش های نفتی با نقطه تقطیر کمتر از ۳۱۵ درجه سانتی گراد طراحی شده است. این دستگاه از روش جذب با شناساگر فلورسانس مطابق ASTM D1319 استفاده می کند. در مقابل، آنالیز PONA با GC به سامانه ای نیاز دارد که ستون، آشکارساز، روش کالیبراسیون و نرم افزار آن برای این کاربرد مناسب و معتبر باشند.

اهمیت آنالیز PONA در صنعت نفت و پتروشیمی

ترکیب هیدروکربنی یکی از شاخص های مهم در بررسی ویژگی های فرآورده های نفتی است. نسبت گروه های مختلف هیدروکربنی می تواند در ارزیابی مواد اولیه، کنترل کیفیت محصولات و بررسی تغییرات ترکیب در فرایند تولید نقش داشته باشد.

در پالایشگاه ها، واحدهای تولید بنزین و آزمایشگاه های کنترل کیفیت، نتایج این آنالیز برای موارد زیر کاربرد دارند:

• بررسی ترکیب هیدروکربنی بنزین و برخی برش های نفتی
• کنترل تغییرات ترکیب در مراحل پالایش و اختلاط
• مقایسه نتایج نمونه های تولیدی با مشخصات فنی مورد انتظار
• پشتیبانی از ارزیابی کیفیت مواد اولیه و محصولات نهایی
• بررسی انطباق نتایج با الزامات روش های آزمون معتبر

باید توجه داشت که آنالیز PONA به تنهایی تمام ویژگی های عملکردی سوخت، از جمله عدد اکتان، را تعیین نمی کند و نتایج آن باید در کنار سایر آزمون های مرتبط تفسیر شوند.

روش FIA برای تعیین گروه های هیدروکربنی

روش FIA یا جذب با شناساگر فلورسانس، روشی برای تعیین سهم حجمی گروه های هیدروکربنی مشخص در فرآورده های نفتی است. در این روش، نمونه از یک ستون حاوی سیلیکاژل عبور می کند و اجزای آن بر اساس رفتار جذب، در نوارهای مجزا تفکیک می شوند.

شناساگر فلورسانس و تابش فرابنفش به مشاهده مرز نوارها کمک می کنند. با اندازه گیری طول نوارهای تفکیک شده و اعمال دستورالعمل محاسباتی استاندارد، درصد حجمی گروه های هیدروکربنی تحت پوشش روش تعیین می شود.

مراحل کلی آزمون شامل آماده سازی ستون، تزریق نمونه، تنظیم جریان و فشار، جداسازی اجزا، مشاهده نوارها و محاسبه نتایج است. آماده سازی صحیح سیلیکاژل، یکنواختی ستون و رعایت شرایط عملیاتی در تکرارپذیری نتایج اهمیت دارند.

روش FIA برای همه نمونه ها مناسب نیست. محدوده تقطیر، رنگ نمونه و امکان مشاهده مرزهای جداسازی باید با محدودیت های استاندارد تطبیق داده شوند.

مشخصات و امکانات دستگاه  FIA

دستگاه FIA مدل K41592 از KOEHLER برای انجام آزمون های مبتنی بر جذب با شناساگر فلورسانس طراحی شده است. این تجهیز با اجزایی عرضه می شود که آماده سازی ستون، کنترل فشار و مشاهده نوارهای جداسازی را امکان پذیر می کنند.

منیفولد فشار و تنظیم جریان

منیفولد فشار دستگاه دارای فشارسنج ها و تنظیم کننده های مستقل برای موقعیت های مختلف است. محدوده تنظیم فشار اعلام شده برای هر موقعیت صفر تا ۱۵ psi است. کنترل مستقل فشار به اجرای آزمون در موقعیت های مختلف کمک می کند.

ستون های آنالیز

این دستگاه با ستون های استاندارد و Precision Bore قابل انتخاب است. نوع ستون باید با روش اجرایی، الزامات دقت و دستورالعمل سازنده مطابقت داشته باشد.

سیستم لرزش یکپارچه

سیستم لرزش الکتریکی برای کمک به پرکردن ستون با سیلیکاژل خشک طراحی شده است. این قابلیت فرایند آماده سازی ستون را تسهیل می کند؛ بااین حال، رعایت روش استاندارد برای آماده سازی و کنترل کیفیت همچنان ضروری است.

لامپ فرابنفش

لامپ UV دستی برای مشاهده نوارهای تشکیل شده در ستون استفاده می شود. مشاهده دقیق مرز نوارها در محاسبه نتایج اهمیت دارد و باید شرایط مشاهده مطابق روش آزمون رعایت شود.

پیکربندی های مختلف

این دستگاه در مدل های دو، چهار و شش موقعیتی ارائه می شود. انتخاب تعداد موقعیت ها به حجم کاری آزمایشگاه، تعداد نمونه ها و ظرفیت موردنیاز بستگی دارد.

مشخصات الکتریکی دستگاه به پیکربندی انتخابی وابسته است و باید پیش از سفارش با شرایط محل نصب تطبیق داده شود.

آنالیز PONA با کروماتوگرافی گازی

کروماتوگرافی گازی یا GC یکی دیگر از روش های مورد استفاده برای بررسی ترکیب هیدروکربنی است. در این روش، نمونه وارد ستون کروماتوگرافی می شود و اجزای آن بر اساس ویژگی های فیزیکی و شیمیایی و برهم کنش با فاز ساکن ستون، در زمان های متفاوت از ستون خارج می شوند.

آشکارساز سیگنال اجزای جداشده را ثبت می کند و نرم افزار، کروماتوگرام حاصل را برای شناسایی و تعیین مقدار ترکیبات پردازش می کند. امکان تفکیک و تعیین سهم گروه های PONA به نوع ستون، آشکارساز، شرایط عملیاتی، روش کالیبراسیون و نرم افزار وابسته است.

اجزای اصلی سامانه  GC

• ورودی تزریق نمونه: برای واردکردن مقدار مشخصی از نمونه به مسیر کروماتوگرافی استفاده می شود.
• ستون کروماتوگرافی: جداسازی اجزای نمونه را انجام می دهد و باید با روش تحلیلی انتخاب شده سازگار باشد.
• آشکارساز: پاسخ اجزای خارج شده از ستون را ثبت می کند.
• سیستم کنترل دما و جریان گاز: شرایط لازم برای جداسازی تکرارپذیر را فراهم می کند.
• نرم افزار پردازش داده: کروماتوگرام را تحلیل می کند و بر اساس روش معتبر، نتایج کمی را محاسبه می کند.

وجود دستگاه GC به تنهایی تضمین کننده قابلیت انجام آزمون PONA نیست. برای دستیابی به نتایج معتبر، باید از پیکربندی مناسب و روش آزمون تأییدشده استفاده شود.

تفاوت روش FIA و کروماتوگرافی گازی

این دو روش از نظر کاربرد و خروجی یکسان نیستند. روش FIA برای تعیین گروه های هیدروکربنی مشخص در محدوده کاربرد استاندارد مناسب است؛ درحالی که GC، در صورت انتخاب روش معتبر، می تواند امکان بررسی تفصیلی تر ترکیب نمونه را فراهم کند.

استاندارد ASTM D1319 و محدودیت های روش

استاندارد ASTM D1319 روش تعیین گروه های هیدروکربنی مشخص در فرآورده های نفتی مایع را با استفاده از جذب با شناساگر فلورسانس تعریف می کند. دامنه کاربرد این روش شامل تعیین آروماتیک های کل، اولفین های کل و هیدروکربن های اشباع در برش های نفتی با نقطه تقطیر کمتر از ۳۱۵ درجه سانتی گراد است.

نمونه های دارای رنگ تیره که مشاهده مرز نوارهای جداسازی را مختل می کنند، ممکن است برای این روش مناسب نباشند. همچنین در غلظت های بسیار پایین اولفین، باید محدودیت های روش و امکان استفاده از روش جایگزین بررسی شود.

در انتخاب روش GC نیز باید استاندارد مربوط به نوع نمونه و خروجی موردنیاز مشخص باشد. روش اجرایی، کالیبراسیون و معیارهای کنترل کیفیت باید پیش از انجام آزمون تعیین شوند.

دستگاه تست PONA در لاله تجهیز آزما

انتخاب تجهیزات تست PONA به نوع فرآورده نفتی، گروه های هیدروکربنی موردنظر، استاندارد آزمون و سطح جزئیات تحلیلی موردنیاز بستگی دارد. در روش  FIA، نوع ستون، تعداد موقعیت ها و امکانات کنترل فشار از عوامل مهم انتخاب دستگاه هستند. در روش GC نیز پیکربندی ستون، آشکارساز و نرم افزار باید با روش تحلیلی موردنظر سازگار باشد.

لاله تجهیز آزما می تواند در بررسی نیاز آزمایشگاه، تطبیق مشخصات تجهیزات با روش آزمون و انتخاب راهکار مناسب برای کنترل کیفیت فرآورده های نفتی همراه شما باشد. برای دریافت اطلاعات فنی، بررسی مدل های قابل تأمین و استعلام شرایط خرید، با کارشناسان لاله تجهیز آزما تماس بگیرید.

جمع بندی

تست PONA برای بررسی ترکیب هیدروکربنی فرآورده های نفتی اهمیت دارد و انتخاب روش مناسب، نقش مستقیمی در کیفیت و اعتبار نتایج دارد. دستگاه FIA مدل K41592 از KOEHLER برای اجرای روش جذب با شناساگر فلورسانس طراحی شده است؛ درحالی که انجام آنالیز PONA با کروماتوگرافی گازی به سامانه و روش تحلیلی متناسب نیاز دارد. بررسی نوع نمونه، استاندارد آزمون و نیازهای آزمایشگاه پیش از انتخاب تجهیزات، به تصمیم گیری دقیق تر کمک می کند.