Chromatographe en gaz naturel
Chromatographe à gaz naturel - ToronGC™ 1945
L'analyseur de gaz naturel ToronGC™ 1945, conçu spécifiquement pour les entreprises de services publics et les exploitants de pipelines, détermine la composition chimique du gaz naturel et des mélanges gazeux similaires. Il est destiné aux entreprises de services publics, aux exploitants de pipelines et aux laboratoires pétrochimiques. Il utilise la méthode d'essai décrite dans la norme ASTM D1945. Chaque composant est séparé sur des colonnes garnies et quantifié par rapport à un gaz de référence de composition connue. Les laboratoires utilisent les données de pourcentage molaire obtenues pour calculer le pouvoir calorifique et la densité relative. Cet instrument constitue ainsi un outil pratique pour le transfert de propriété, le contrôle qualité et la surveillance des procédés.
Torontech équipe le ToronGC™ 1945 de six vannes de commutation, de deux colonnes garnies et d'un détecteur de conductivité thermique (DCT). La synchronisation des vannes inverse le flux de gaz vecteur à un point précis de l'analyse, ce qui regroupe les hydrocarbures lourds en un seul pic de rétrolavage. Ces fractions lourdes peuvent être identifiées par les abréviations C5+, C6+ ou C7+, selon le gaz analysé. Cette méthode réduit la durée de l'analyse et évite l'élution tardive des composés dans la colonne analytique. Les limites de détection atteignent 100 ppm pour la plupart des composants.
Le système distingue onze composants, l'argon et l'oxygène étant regroupés en un seul pic composite. Le sulfure d'hydrogène figure parmi les composants analysés, ce qui permet d'inclure les échantillons de gaz acides dans le champ d'analyse. Le détecteur à conductivité thermique (TCD) réagit aux hydrocarbures et aux gaz permanents, permettant ainsi à un seul détecteur de couvrir l'ensemble des composants. Torontech fournit le ToronGC™ 1945 aux laboratoires des États-Unis et du Canada.
Applications du chromatographe en gaz naturel ToronGC™ 1945
Le ToronGC™ 1945 est destiné à toute opération d'achat, de vente, de traitement ou de certification de gaz naturel en fonction de sa composition. Les utilisateurs typiques comprennent les industries et les laboratoires suivants.
- Transfert de propriété du gaz naturel : les données de composition alimentent les calculs du pouvoir calorifique et de la densité relative utilisés pour fixer le prix du gaz aux stations de comptage et aux points de vente.
- Gazoduc Quality Control: vérifie que les niveaux de méthane, de gaz inerte et de dioxyde de carbone respectent les spécifications tarifaires avant que le gaz ne soit injecté dans les lignes de transport.
- Usines de traitement du gaz : surveille les flux de gaz entrants et résiduels pour suivre la récupération des LGN et les performances de l’unité de traitement
- Exploration et production en amont : caractérisation des échantillons de gaz de tête de puits et de séparateur pour l’évaluation des réservoirs et l’allocation de la production
- Contrôle des gaz acides : mesure le sulfure d’hydrogène jusqu’à 500 ppm, pour le contrôle des flux de gaz bruts à haute teneur en H2S.
- Installations de GNL et de gaz combustible : contrôle de la composition du gaz d’alimentation et du gaz combustible pour la planification de la liquéfaction et le réglage des brûleurs
- Laboratoires d'essais sous contrat et tiers : produisent des rapports de composition ASTM D1945 pour les producteurs, les services publics et les organismes de réglementation.
- Développement de gaz de recherche et d'étalonnage : soutient le développement et la vérification des méthodes de mélanges de gaz de référence
Normes
Le ToronGC™ 1945 est conçu pour être conforme à la méthode d'essai ASTM relative à l'analyse de la composition du gaz naturel par chromatographie en phase gazeuse. Les laboratoires doivent vérifier la conformité de la méthode à l'édition en vigueur de la norme lors de l'installation et de l'étalonnage.
- ASTM D1945 - Méthode d'essai normalisée pour l'analyse du gaz naturel par chromatographie en phase gazeuse
Chromatographe à gaz naturel - ToronGC™ 1945 Caractéristiques principales
Le ToronGC™ 1945 intègre une méthode éprouvée de colonne garnie dans une configuration dédiée au gaz naturel. Chacune des caractéristiques ci-dessous permet une analyse de composition rapide et reproductible.
- Configuration à six vannes et double colonne garnie : l’échantillon est transféré d’une colonne à l’autre afin que les gaz permanents, le dioxyde de carbone et les hydrocarbures soient séparés chacun sur un garnissage approprié.
- Détection par conductivité thermique : un détecteur universel couvre les hydrocarbures, les gaz permanents et le sulfure d’hydrogène sans canaux de détection supplémentaires
- Rétroflux configurable pour les composants lourds : regroupe les composants lourds en C5+, C6+ ou C7+ pour correspondre au format de rapport requis par votre contrat ou méthode.
- Séparation en onze composants : permet de séparer l'isobutane, le n-butane, l'isopentane, le n-pentane, le dioxyde de carbone, l'éthane, le sulfure d'hydrogène, le propane, l'argon/oxygène, l'azote et le méthane en une seule analyse.
- Limites de détection faibles : atteignent 100 ppm pour la plupart des composants, 400 ppm pour le propane et 500 ppm pour le sulfure d’hydrogène.
- Étalonnage par gaz de référence : quantifie l’échantillon par rapport à un étalon connu, analysé dans des conditions identiques, pour des résultats traçables et reproductibles.
- Données relatives aux propriétés physiques : les résultats de composition permettent de calculer le pouvoir calorifique et la densité relative pour les ventes de gaz et les rapports de qualité.
- Capacité d'analyse du sulfure d'hydrogène : permet au laboratoire d'analyser des échantillons de gaz acide selon le même protocole que celui utilisé pour le gaz naturel.
Théorie et méthode
La chromatographie en phase gazeuse sépare un mélange gazeux en répartissant ses composants entre un gaz vecteur et une phase stationnaire contenue dans une colonne. Chaque composé interagit différemment avec la phase stationnaire et se déplace donc à sa propre vitesse dans la colonne. Les gaz permanents légers, tels que l'azote et le méthane, sont élués rapidement. Les hydrocarbures plus lourds, comme le butane et le pentane, restent plus longtemps dans la phase stationnaire. On obtient ainsi une série de pics distincts, chaque temps de rétention correspondant à un composant spécifique.
Le détecteur de conductivité thermique mesure la différence de transfert de chaleur entre un gaz vecteur pur et un gaz vecteur contenant un composant à éluer. Un filament chauffé est immergé dans le flux gazeux ; sa résistance varie en fonction de la composition du gaz, ce qui modifie sa conductivité thermique. Le détecteur convertit cette variation en un signal électrique dont l'amplitude augmente et diminue à chaque pic. Presque tous les gaz conduisent la chaleur différemment du gaz vecteur ; le détecteur de conductivité thermique est donc sensible aux hydrocarbures, au dioxyde de carbone, à l'azote et au sulfure d'hydrogène.
La norme ASTM D1945 quantifie chaque composant par comparaison avec un étalon de référence. L'opérateur analyse un mélange gazeux de composition connue dans des conditions identiques, puis l'échantillon. Le système d'acquisition de données compare les hauteurs et/ou les aires des pics aux valeurs de référence pour calculer la composition. Le système à six vannes du ToronGC™ 1945 effectue également un rinçage à contre-courant, inversant le flux du gaz vecteur afin que les composés les plus lourds retournent au détecteur sous forme d'un pic groupé. Cette étape permet de réduire la durée de l'analyse et de protéger la colonne de séparation.
Chromatogramme
Chromatographe à gaz naturel - Spécifications techniques du ToronGC™ 1945
Paramètre | ToronGC™ 1945 |
Configuration | 6 vannes, 2 colonnes (garnies), TCD |
Vannes de commutation | 6 |
Colonnes | 2, emballés |
Détecteur | Détecteur de conductivité thermique (TCD) |
Méthode d'essai | ASTM D1945 |
Mode de prélèvement | Gaz naturel |
Composants séparés | Isobutane, n-butane, isopentane, n-pentane, dioxyde de carbone, éthane, sulfure d'hydrogène, n-propane, mélange argon/oxygène, azote, méthane |
Groupement des poids lourds | C5 et plus lourds, C6 et plus lourds, ou C7 et plus lourds, par rétrolavage au gaz vecteur |
Limite de détection inférieure (la plupart des composants) | 100 ppm |
Limite inférieure de détection (propane) | 400 ppm |
Limite inférieure de détection (sulfure d'hydrogène) | 500 ppm |
Quantification | Hauteur du pic, aire du pic, ou les deux, comparées à un étalon de référence de composition connue |
