Merkaptan Analizinde Doğru Noktayı Belirlemek
Petrokimya endüstrisinde uygulanan önemli testlerden biri, petrol distilatlarındaki ve diğer hidrokarbon ürünlerindeki hidrojen sülfit ve merkaptan sülfür içeriğinin belirlenmesidir. Yakıtların kükürt içeriği, kalite kontrollerinde önemli bir parametredir ve limitleri sıkı kalite standartları ile tanımlanır.
Motordaki hasarın yanı sıra, kükürt içeren yakıtlardan kaynaklanan atmosferik emisyonlar, atmosferik nemde çözündüğü zaman asit yağmuru olarak düşen yüksek seviyelerde kükürt dioksit içerir. Bu, çevreye ve bina yapılarına zarar verir (Şekil 1) ve olumsuz bir ekonomik etkiye sahiptir.
Petrol distilatlarının kükürt içeriği bakımından test edilmesi bu nedenle zorunludur. Birçok farklı test yöntemi ortaya çıkmıştır, ancak en güvenilir olduğu kanıtlananlar titrasyona dayananlardır. UOP 163-05 laboratuvar test metodu, kükürt bileşiklerinin belirlenmesini sağlayan alkolik gümüş nitrat çözeltisi ile basit bir titrasyonu gösterir.
Ancak, işler nadiren bu kadar basittir.
Petrol distilatlarında en sık bulunan kükürt bileşikleri, hidrojen damfit (H2S) ve alkil merkaptanlardır (RSH), ancak bazı distilatlar da elementer kükürt içerebilir. Kükürt, polisülfür bileşikleri (RSSH) oluşturmak için merkaptanlarla reaksiyona girmektedir.
Uygulamada, gerçek dünyadaki çoğu örnek, elde edilen titrasyon eğrisi profilini etkileyecek olan bu maddelerin karışımlarını içerir. Bu karışımlar söz konusu olduğunda,bilinmeyen numuneleri analiz etmek için kullanılan yöntem, doğru sonuçların hızlı ve kolay bir şekilde hesaplanmasına izin vermelidir.
UOP163-05 test yöntemi (ASTM’den edinilebilir), pratikte farklı eğri tiplerinin nasıl değerlendirilmesi gerektiğini açıklar. İlk aşama, nitel kurşun asetat şeridi kullanarak hidrojen sülfit varlığını veya yokluğunu tespit etmektir.
UOP 41’e göre “Doktor Testi” ki burada pozitif test sonucu H2S varlığını gösterir. Bu bilgiyle birlikte, dikkate alınması gereken beş olasılık vardır.
Titrasyon Eğrisini Yorumlama
Prosedürün otomatikleştirilmesindeki zorluk, eğri tipine bakılmaksızın sadece doğru sonuçların hesaplanmasını sağlamaktır. İki değişken dikkate alınmalıdır:
• Eğride eşdeğerlik noktalarının sayısı (EQP).
• Doktor testinin sonucu (pozitif veya negatif).
Bunlardan ilki, ham verilerin (nEQ) bir parçasını oluşturur ve çok kolay erişilebilir. Doktor test sonucunun sonucu, düzeltme faktörü ve ikili format kullanılarak örnek verilerle girilebilir. Pozitif test sonucu veren örnekler için f = 1, negatif testi olanlar için f = 0 olarak ayarlanır (bkz. Şekil 2) ve (bkz. Şekil 3).
Yöntemde, verilen beş olasılığı da kapsayacak şekilde gerekli olan tam hesaplamalar Tablo 1’de gösterilmektedir.
Yaratıcı Hesaplamalar
Yapmayı umduğumuz en iyi şey, işe yaramaz sonuçları sıfır veya NaN (sayı değil) yapmaktır. Hesaplama formüllerinin kendileri buna izin verecek şekilde değiştirilmelidir. F veya (1-f) terimleri H2S’nin yalnızca mevcut olduğunda hesaplanmasını sağlar. (bkz. Tab. 2).
Bu hesaplamaların sonuçları, sonuç tablosundan da anlaşılacağı gibi doğru RSH değerinin tanımlanmasına izin verecektir (Tablo 3). İkinci ve üçüncü hesaplamaların ek (x – EQ) öğeleri (Tablo 2), iki veya üç denklik puanına sahip senaryolarda çoklu RSH sonuçlarının hesaplanmasını önler (Şekil 5 ve 6). Merkaptan içeriği için sadece bir sıfır olmayan sonuç vardır.
1- EQP ile Eğri
a) Pozitif doktor testi EQP, H2S.R = Q * C / mb’nin titrasyonundan kaynaklanır. b) Negatif doktor testi EQP, merkaptan RSH’nin titrasyonundan kaynaklanır.
2- EQP’li Eğri
a) Olumlu doktor testi İlk EQP, H2S’nin titrasyonundan kaynaklanır (R = Q * C / m). İkinci EQP, merkaptan RSH’nin titrasyonundan kaynaklanır. (R = Q2 * C / m)
b) Olumsuz doktor testi Elemental sulfur var, bu yüzden ilk EQP’yi görmezden geliyoruz ve Toplam tüketim bize Merkaptan sonucunu verir. (R = (Q + Q2) * C / m)
3- EQP’li Eğri
a) Olumlu doktor testi İlk EQP, H2S’nin titrasyonundan kaynaklanır (R = Q * C / m). Bu EQP dikkate alınmaz. Üçüncü EQP’den merkaptanın titrasyonu, ancak hesaplama, birinci ile üçüncü EQP arasındaki toplam titrant tüketimine dayanmalıdır. (R = (Q2 + Q3) * C / m)
Sonuçlar
Titration Excellence serisindeki tüm modeller, UOP 163-05 standart test yöntemine göre doğru hesaplama seçimine izin verir.
Hatice Gürbüz
Analitik Satış Takım Lideri
Mettler Toledo TR
