燃料･石油化学製品の高精度分析

製油所は、蒸留、水素化処理、触媒存在下で行う接触改質など、さまざまなプロセスを経て、原油を燃料やその他の製品に変換します。 機能改善された新たな触媒の探索は、プロセス効率をさらに高めて製造コストを下げるための、重要かつ価値の高いタスクです。 たとえば、水素化の効率を決定する上で最も重要なことは、正確に水素濃度を測定することです。 一方、高価で高性能な触媒は、硫黄と窒素の存在下で急速に劣化します。 環境保護の規制上の理由と共に、製油所は硫黄濃度を可能な限り低くすることに関心を持っています。 そのため近年では効率の良い水素気流中で水素化処理による接触脱硫が行われます。 このように、元素分析は、石油精製プロセス全体に渡って重要な元素濃度情報を提供します。

水素濃度を監視することで、水素化プロセスの効率を完全に制御できます。 当社は、この特殊な分析ニーズ対応するため、業界をリードするソリューションを提供します。有機元素分析装置vario EL cubeは、高精度な水素濃度測定用に最適化されています。 信頼性の高い熱伝導度検出器で検出することにより、赤外線検出の場合に起こりうる干渉やH₂O測定の不正確さを回避します。 さらに、水と接触するすべての配管は、データ品質に影響を与えるため、システム内の微かな結露をも避けるため隙間なく加熱されます。 vario EL cubeは、燃料の元素分析において国際的に最も重要な公定法であるASTM D5291（Standard Test Methods for Instrumental Determination of Carbon, Hydrogen, and Nitrogen in Petroleum Products and Lubricant: 石油製品および潤滑油に含まれる炭素、水素、および窒素の機器分析のための標準試験方法）に準拠します。 これらの利点は、ユーザーが競争の激しい市場で勝ち抜くための優位性をもたらします。

製油所は、製造プロセスを最適化し、かつ環境規制に適合するために、硫黄と窒素の元素濃度を正確に測定する必要があります。 そのためには、微量レベルでも信頼できる測定結果が得られる分析装置が必要となります。 例えば、ASTM D4629またはASTM D5453などの国際的な公定法によると、燃料または軽質炭化水素に含まれる硫黄と窒素の含有量は、試料の高温燃焼によって測定される必要があります。 そして、燃焼によって生成されるNOの測定は化学発光検出器、SO₂の測定は紫外蛍光検出器によってそれぞれ行われます。 当社の微量硫黄･窒素分析装置trace SN cubeは、これらの国際規格に準拠し、製油所において中間体および最終製品の高感度硫黄･窒素の測定用に特化しています。

精製中間体、添加剤、潤滑油など、測定が難しい試料中の微量窒素の分析は、化学発光検出器 (CLD) を使用して窒素をNOとしてする検出する一般的な窒素分析装置では困難な場合があります。このような従来法では、試料タイプ毎にキャリブレーションを必要とするマトリックス依存性を示します。 これに対して当社のUNICUBE^® traceは新しいアプローチを採用しています。熱伝導度検出 (TCD) 技術の進歩により、窒素をN₂として検出し、すべてのマトリックスの影響を排除することができます。 これにより、試料タイプ別のキャリブレーションを必要とせず、マトリックスに依存することなく10 ppmまでの微量窒素測定が可能になります。

直接的な酸素濃度の分析の重要性はますます高まっています。 従来の酸素濃度の測定においては、C、H、N、およびSの合計濃度を100から差し引く方法によって、間接的に求められています (ASTM D3176を参照)。 しかしながら、計算によるこの間接法の精度は、他の各元素に使用される固有の分析方法に起因する累積誤差の強い影響を受けてしまいます。 さらに灰分にも依存するため、これがエラーの追加要因となります。これらのことから、正確で偏りのない酸素濃度の決定は、直接測定によってのみ可能となります。 石油業界などでは、公定法 (例：ASTM D5622) に基づき酸素濃度を正確にかつ直接的に測定する必要があります。 当社の、特許技術であるバックフラッシュテクノロジーを備えた酸素分析装置rapid OXY cube^®は、比類のない精度でこれらの分析要求に適合します。