توصيفگر ها :
طيف سنجي تحرك يوني , تركيبات گوگردي , مركاپتان , يونش فرابنفش
چكيده فارسي :
تركيبات آلي گوگردي و بخصوص مركاپتان ها سمي و بسيار بد بو هستند. اما از طرفي همواره در گاز طبيعي وجود دارند. از اين رو تعيين و اندازه گيري اين تركيبات در صنعت نفت و گاز اهميت به سزايي دارد. روش هاي موجود اغلب زمان بر و قديمي هستند. در اين پژوهش، روشي سريع و ساده براي تشخيص تركيبات مركاپتان (متيل- اتيل- پروپيل و بوتيل مركاپتان) در گاز طبيعي بر اساس طيف سنجي تحرك يوني (IMS) معرفي شده است. در ابتدا طيف هاي تركيبات مركاپتان با منبع يونش كرونا در مد مثبت و منفي بدست آمد. اين طيف ها حاوي پيك هاي متعدد است بطوريكه تشخيص تركيبات از يكديگر ميسر نيست. در ادامه منبع يونش فرابنفش استفاده شد وطيف ها ساده تر شد. اما مشخص شد در حضور تولوئن به عنوان دوپانت تك پيك هاي مجزا براي هر يك از تركيبات مركاپتان قابل مشاهده است. مشكل بعدي جذب نور فرابنفش توسط متان بود. از آنجا كه درصد بالايي از گاز طبيعي متان است و تركيبات گوگردي بايد در حضور متان اندازه گيري شوند، گاز متان مانع يونيزه شدن نمونه هاي گوگردي مي شود. اين مشكل با تنظيم پارامترها از جمله دما و دبي گاز حامل و رانش براي ايجاد تاخير زماني بين ورود گاز متان و نمونه هاي گوگردي بر طرف گرديد. براي تقويت پيك ها، سه پارامتر عملياتي دستگاه شامل دما، دبي گاز حامل و دبي گاز رانش با بكارگيري علم طراحي آزمايش بهينه سازي شد و مشخص شد كه دماي بهينه محفظه يونش براي مشاهده بهترين پيك ها 260 درجه سلسيوس و دبي بهينه براي گاز حامل و رانش به ترتيب cc/min 200 و cc/min 100 است.
چكيده انگليسي :
Organic sulfur compounds, specially mercaptans are toxic and too smell. However, they are always present in natural gas. Therefore, the determination and measurement of these compounds is very important in the oil and gas industry. The existing methods are often time-consuming and outdated. In this research, a quick and simple method for detecting mercaptan compounds (methyl-ethyl-propyl and butyl mercaptan) in natural gas, based on ion mobility spectroscopy (IMS) has been introduced. At first, the spectra of mercaptan compounds were obtained with the corona discharge ion source in positive and negative modes. These spectra contain multiple peaks, so it is not possible to distinguish the compounds from each other. Later, an ultraviolet ionization source was used and the spectra became simpler. However, it was later found that in the presence of toluene as a dopant, well-separated single peaks can be seen for each mercaptan compound. The next problem was the absorption of ultraviolet light by methane. Since a high percentage of natural gas is methane and sulfur compounds must be measured in the presence of methane, it prevents the ionization of sulfur samples. This problem was solved by adjusting parameters such as the temperature and flow rate of the carrier gas and the drift gas to create a time delay between the methane gas and sulfur samples. To intensify the peaks, three operating parameters of the device, including temperature, carrier gas, and drift gas flow rates, were optimized using the experiment design. determined that the optimal temperature of the ionization chamber for the best peaks was obtained to be 260 degrees Celsius, while the optimal flow rate for the carrier and drift gases are 200 cc/min and 100 cc/min, respectively.
