Petrochemische Analytik - Metrohm
Petrochemische Analytik - Metrohm
Petrochemische Analytik - Metrohm
Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.
YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.
<strong>Petrochemische</strong> <strong>Analytik</strong><br />
Qualitätssicherung von Mineralölprodukten
02<br />
<strong>Metrohm</strong>...<br />
• ist der Weltmarktführer im Bereich Titration<br />
• ist das einzige Unternehmen, das mit Titration, Voltammetrie und Ionenchromatographie<br />
alle wichtigen Methoden der Ionenanalytik aus einer Hand anbietet<br />
• ist ein Schweizer Unternehmen und produziert ausschliesslich in der Schweiz<br />
• gewährt 3 Jahre Garantie auf Geräte und 10 Jahre auf chemische Suppressoren für die<br />
Ionenchromatographie<br />
• unterstützt Sie bei Fragen mit einzigartigem ApplikationsKnowhow<br />
• stellt Ihnen kostenlos über 1300 Applikationen zur Verfügung<br />
• unterstützt Sie weltweit mit zuverlässigem VorOrtService<br />
• ist nicht an der Börse notiert, sondern im Besitz einer gemeinnützigen Stiftung<br />
• gibt einer nachhaltigen, den Interessen von Kunden und Mitarbeitern verpflichteten<br />
Unternehmensführung Vorrang vor einer Maximierung der Rendite
<strong>Metrohm</strong> – massgeschneiderte <strong>Analytik</strong> für<br />
die petrochemische Industrie<br />
Eine Branche mit hohen Anforderungen<br />
Vom Erdöl bis zu den unzähligen Produkten, die aus diesem<br />
Rohstoff hergestellt werden, ist es ein weiter Weg.<br />
Die industrielle Verarbeitung stellt dabei hohe Anforderungen.<br />
Als führender Hersteller von Geräten für die chemische<br />
<strong>Analytik</strong> wissen wir um diese Herausforderungen. Wir<br />
bie ten Ihnen modernste Geräte und Systeme, mit denen<br />
Sie die Qualität verschiedenster Mineralölprodukte mit<br />
der geforderten Genauigkeit überwachen und optimieren<br />
können – im Labor sowie in der atline und online<br />
Prozessumgebung.<br />
Auf unser Know-how können Sie zählen<br />
<strong>Metrohm</strong> bietet Ihnen nicht nur modernste Geräte, sondern<br />
komplette Lösungen für ganz konkrete Aufgaben.<br />
Ihre Ansprechpartner bei uns sind erfahrene Spezialisten,<br />
die massgeschneiderte Applikationen für Sie entwickeln<br />
und Sie mit erstklassigen Serviceleistungen unterstützen.<br />
Entdecken Sie auf den folgenden Seiten, welche Lösungen<br />
<strong>Metrohm</strong> der petrochemischen Industrie und ganz speziell<br />
Ihnen zur Gewährleistung der Qualität und Sicherheit<br />
Ihrer Produkte bietet. Fordern Sie uns!<br />
03
04<br />
Analyse von Mineralölprodukten<br />
Rohöl und seine Entstehung<br />
Nach heutigem Wissen entstanden unsere Erdölreserven<br />
während der Jura und Kreidezeit (vor 200 bis 65 Mio.<br />
Jahren) aus in Meeren le ben den tierischen und pflanzlichen<br />
Kleinstlebewesen. Wäh rend ein Teil der abgestorbenen<br />
orga nischen Reste direkt mineralisiert wurde, d.h.<br />
ver weste, sank der andere Teil auf den Meeresgrund ab.<br />
Dort wurde das Material von weiteren Meeresablagerungen<br />
überdeckt und bildete mit feinstem Gesteinsmaterial<br />
einen Faulschlamm, der sich unter den gegebenen biogeochemischen<br />
Be din gungen – erhöhter Druck und Salzgehalt<br />
– langsam in Rohöl umwandelte. Auf Grund der<br />
geringeren Dichte migrierte das Rohöl durch feine Risse<br />
in den Gesteins schichten nach oben, bis es sich unter<br />
un durchlässigen Deckgestei nen anreicherte und so die<br />
heutigen Lager stätten bildete. Teilweise kam es auch zur<br />
Bildung von ober irdischen Öl vorkommen, die es bereits<br />
unseren Vorfahren ermöglichten, Rohöl als Heiz und Be <br />
leuch tungsmittel, Bau material oder Schmiermittel zu nutzen.<br />
«Schmierstoff» der Welt kon junktur<br />
Heutzutage wird das aus mindestens 500 verschiedenen<br />
Komponenten bestehende Rohöl durch Destillation und<br />
anschliessende Raffination zu Flüssiggas, Benzin, Dieselund<br />
Heizöl, Schmierstoffen sowie einer Fülle weiterer<br />
Produkte verarbeitet. Als «Schmierstoff» der Welt konjunk<br />
tur ist Rohöl allgegenwärtig. Es deckt annähernd 40 %<br />
unseres Ener giebedarfs und dient in der chemischen In <br />
dus trie zur Her stellung von Kunststoffen, Textilien und<br />
Farbstoffen, Kosmetika, Dünge und Waschmitteln, Baumaterialien<br />
so wie Phar mazeutika.<br />
Die Bedeutung der Mineralölprodukte und derivate<br />
spie gelt sich in einer grossen Anzahl von Normen und<br />
Stan dards wider. Als bedeutendster Hersteller von Ana <br />
lysen geräten für die Ionenanalytik bietet <strong>Metrohm</strong> ein<br />
lang jähriges ApplikationsKnowhow im Bereich der<br />
Qua l i tätssicherung von Mineralölprodukten.
Ausgewählte Normen aus dem Bereich der<br />
Mineralölanalytik<br />
Die folgenden ausgewählten Normen beschreiben zahlreiche<br />
internationale Prüf und Anforderungsvorschriften<br />
für Mineralölprodukte. <strong>Metrohm</strong>Geräte erfüllen sämt<br />
liche in den jeweiligen Normen festgelegten Mindestanfor<br />
derungen und Grenzwerte.<br />
Parameter Norm Matrix Methode Seite<br />
ASTM D 4739<br />
Mineralölerzeugnisse<br />
Basenzahl Schmierstoffe<br />
Potentiometrische Titration<br />
ASTM D 2896 Mineralölerzeugnisse Potentiometrische Titration<br />
Gesamtbasenzahl DIN ISO 3771 Mineralölerzeugnisse Potentiometrische Titration<br />
Stickstoffhaltige Basen UOP269 Mineralöldestillate Potentiometrische Titration<br />
Säure und Basenzahl ASTM D 974 Mineralölerzeugnisse Colorimetrische Titration 6<br />
ASTM D 664 Mineralölerzeugnisse Potentiometrische Titration<br />
Säurezahl<br />
DIN EN 12634<br />
Mineralölerzeugnisse<br />
Schmierstoffe<br />
Potentiometrische Titration<br />
Säurezahl und Naphthensäuren UOP565 Mineralölerzeugnisse<br />
Mineralöldestillate<br />
Potentiometrische Titration<br />
ASTM D 3227 Kraftstoff, Kerosin Potentiometrische Titration<br />
Mercaptanschwefel<br />
ISO 3012<br />
Leichtflüchtige Destillate<br />
Mitteldestillate, Kerosin<br />
Potentiometrische Titration<br />
H2S ASTM D 2420 Flüssiggas (LPG c H2S, Mercaptanschwefel<br />
Alkalinität, H2S, Mercaptane<br />
UOP163<br />
UOP209<br />
)<br />
Mineralölerzeugnisse<br />
Gebrauchte alkalische<br />
Erdölprodukte<br />
Potentiometrische Titration<br />
Potentiometrische Titration<br />
Potentiometrische Titration<br />
8<br />
H2S, Mercaptanschwefel,<br />
UOP212 Gasförmige Kohlenwasserstoffe Carbonylsulfid Flüssiggas (LPG)<br />
Potentiometrische Titration<br />
ASTM D 94 Mineralölerzeugnisse Potentiometrische Titration<br />
Verseifungszahl<br />
DIN 51559<br />
Mineralöl<br />
Isolieröl<br />
Colorimetrische Titration<br />
9<br />
ASTM D 1159<br />
Mineralöldestillate<br />
Aliphatische Olefine<br />
Potentiometrische Titration<br />
Bromzahl<br />
ASTM D 5776<br />
Aromatische<br />
ISO 3839<br />
Kohlenwasserstoffe<br />
Potentiometrische Titration<br />
10<br />
Mineralöldestillate<br />
Olefine<br />
Potentiometrische Titration<br />
Bromzahl und Bromindex UOP304 Kohlenwasserstoffe Potentiometrische Titration<br />
Bromindex ASTM D 2710 Mineralölkohlenwasserstoffe Potentiometrische Titration<br />
Hydroxylzahl<br />
ASTM E 1899<br />
Aliphatische und zyklische<br />
Potentiometrische Titration<br />
Kohlenwasserstoffe<br />
DIN 53240<br />
Harze, Lackrohstoffe, primäre<br />
Alkohole, Glykole, Fette<br />
Potentiometrische Titration<br />
10<br />
Organischer, anorganischer<br />
und Gesamtchlorgehalt<br />
UOP588 Kohlenwasserstoffe Potentiometrische Titration<br />
11<br />
Organischer Chlorgehalt ASTM D 4929 Rohöl Potentiometrische Titration<br />
Salzgehalt ASTM D 6470 Rohöl Potentiometrische Titration 11<br />
DIN 517771/2 a Mineralölkohlenwasserstoffe Coulometrische KFT b<br />
Lösungsmittel Volumetrische KFT<br />
ASTM D 4377 Rohöl Volumetrische KFT<br />
ASTM D 4928 Rohöl<br />
Rohöl<br />
Coulometrische KFT<br />
ASTM E 1064 Organische Lösungsmittel<br />
Schmieröl<br />
Coulometrische KFT<br />
Wassergehalt ASTM D 6304 Mineralölprodukte Additive Coulometrische KFT 12<br />
ASTM D 1364 Leichtflüchtige Lösungsmittel Volumetrische KFT<br />
ASTM D 890 Terpentin Azeotrope Destillation, KFT<br />
ASTM E 203 Allgemein Volumetrische KFT<br />
ISO 10336 Rohöl Volumetrische KFT<br />
ISO 10337 Rohöl Coulometrische KFT<br />
ISO 12937 Mineralölerzeugnisse Coulometrische KFT<br />
ISO 6296 Mineralölerzeugnisse Volumetrische KFT<br />
EN 14112 Fettsäuremethylester (B100) Oxidationsstabilität<br />
Oxidationsstabilität<br />
EN 15751<br />
Fettsäuremethylester und<br />
Oxidationsstabilität<br />
14<br />
Dieselkraftstoffmischungen<br />
Anorganisches Chlorid und Sulfat<br />
DIN EN 15492,<br />
ASTM D 7319,<br />
ASTM D 7328<br />
Ethanol als Mischkomponente<br />
in Ottokraftstoff<br />
Ionenchromatographie 16<br />
Freier und Gesamtglycerolgehalt c ASTM D 7951 Biodieselmischungen Ionenchromatographie 16<br />
Schwefel, Schwermetalle – Benzin, Ethanol Voltammetrie 22<br />
pHWert, Leitfähigkeit und<br />
Parameter, die sich mit Titration<br />
und Voltammetrie bestimmen lassen<br />
Prozessabhängige<br />
Vorgaben<br />
Mineralölerzeugnisse Prozessanalytik 24<br />
a in Überarbeitung, b KarlFischerTitration, c Testmethoden für den Bereich Biokraft stoffe finden sich in der Broschüre «Bio kraftstoffanalytik»<br />
05
06<br />
Bestimmung der Säure- und Basenzahl<br />
Potentiometrische Titration mit der Solvotrode<br />
easyClean<br />
Mit der Basenzahl werden basisch reagierende Be standteile<br />
in Mineralölprodukten als Summenparameter be <br />
stimmt. Es sind dies vor allem primäre organische und<br />
an organische Aminoverbindungen. Daneben werden<br />
aber auch Salze schwacher Säuren, basische Salze von<br />
Polycarbonsäuren, einige Schwermetallsalze und Detergenzien<br />
erfasst. Die Basen zahl gibt an, wie viel basische<br />
Be standteile, ausgedrückt als mg KOH, in 1 g Probe enthalten<br />
sind. Ihre Bestim mung dient dazu, Produkt ver änderungen<br />
während des Gebrauchs festzustellen.<br />
Mit der Säurezahl werden sauer reagierende Bestandteile<br />
in Mineralölprodukten als Summenparameter bestimmt.<br />
Es sind Verbindungen (Säuren, Salze) mit pK s Werten
Vorschrift Kenngrösse Titrant Lösungsmittel Elektrode<br />
(Referenzelektrolyt)<br />
ASTM D 4739 Basenzahl HCl in Isopropanol<br />
Chloroform, Toluol,<br />
Isopropanol, Wasser<br />
Solvotrode easyClean<br />
(LiCl in EtOH)<br />
ASTM D 2896<br />
Basenzahlen<br />
>300 mg KOH/g<br />
Perchlorsäure in<br />
Eisessig<br />
Eisessig, Xylol<br />
Solvotrode easyClean<br />
(TEABr a in Ethylenglykol)<br />
DIN ISO 3771 Gesamtbasenzahl<br />
Perchlorsäure in<br />
Eisessig<br />
Toluol, Eisessig, Aceton<br />
Solvotrode easyClean<br />
(TEABr in Ethylenglykol)<br />
ASTM D 664 Säurezahl<br />
Toluol, Isopropanol,<br />
KOH in Isopropanol Wasser (Schmierstoffe),<br />
Isopropanol (Biodiesel)<br />
Solvotrode easyClean<br />
(LiCl in EtOH)<br />
DIN EN 12634 Säurezahl KOH in TMAH b Dimethylsulfoxid,<br />
Isopropanol, Toluol<br />
Solvotrode easyClean<br />
(LiCl in EtOH)<br />
UOP565<br />
Säurezahl und<br />
Naphthensäuren<br />
Toluol, Isopropanol,<br />
KOH in Isopropanol<br />
Wasser<br />
Solvotrode easyClean<br />
(LiCl in EtOH)<br />
ASTM D 974<br />
ASTM D 974<br />
Säurezahl<br />
Basenzahl<br />
KOH in Isopropanol Toluol, Isopropanol, Wasser<br />
KOH in Isopropanol Toluol, Isopropanol, Wasser<br />
Optrode<br />
Optrode<br />
a Tetraethylammoniumbromid<br />
b Tetramethylammoniumhydroxid<br />
855 Robotic Titrosampler (mit 772 Pump Unit) für die TAN/TBNBestimmung<br />
07
08<br />
Schwefel und Schwefelverbindungen durch<br />
potentiometrische Titration mit der Ag Titrode<br />
In Mineralölprodukten enthaltene Schwefelverbindungen<br />
riechen nicht nur unangenehm, sie sind auch umweltschädigend<br />
und fördern die Korrosion. Für die Bestimmung<br />
von Schwefelwasserstoff und Mercaptanen in flüssigen<br />
Kohlenwasserstoffen (Benzin, Kerosin, Naphtha und ähnlichen<br />
Destillaten) wird die Probe mit Silbernitratlösung<br />
titriert, wobei Silbersulfid (Ag2S) und Silbermercaptide entstehen.<br />
Man erhält zwei ausgeprägte Potentialsprünge.<br />
Der erste Endpunkt entspricht dem Schwefelwasserstoff<br />
(H2S), der zweite den Mercaptanen. Die Indikation der<br />
Titration er folgt mit der Ag Titrode, Version mit Ag2SÜber zug. Da so wohl H2S als auch Mercaptane durch Luft sau <br />
erstoff oxidiert werden und die entstehenden Oxidationsprodukte<br />
nicht titrimetrisch bestimmt werden können,<br />
muss unter Stickstoffatmosphäre gearbeitet werden.<br />
Auch gasförmige Schwefelverbindungen lassen sich mit<br />
diesem Verfahren bestimmen. Hierzu wer den diese in al <br />
ka lischer Lösung absorbiert. Die ersten zwei Absorp tionsgefässe<br />
enthalten KOH oder NaOH (für H 2 S und Mercaptane),<br />
das dritte ethanolisches Monoethanolamin (für<br />
Carbonylsulfid).<br />
Die Resultate werden in mg/kg (ppm) Schwefelwasserstoff<br />
und/oder Mercaptanschwefel angegeben.<br />
AgTitrode
Thermometrische Titration – schnell, robust und<br />
zuverlässig<br />
Bestimmungsmethoden, die eine pHElektrode mit Glas <br />
membran verwenden, werden von der Tatsache beeinträchtigt,<br />
dass in einer wasserfreien Umgebung mit sehr<br />
geringer Leitfähigkeit gearbeitet wird. Unter diesen Be <br />
dingungen trocknet die Glasmembran rasch aus oder es<br />
kommt zu Verschmutzungen des Sensors. Dies erfordert<br />
eine aufwändige Sensorpflege.<br />
Auch die Bestimmung der Gesamtbasenzahl (TAN) beruht<br />
auf eine nichtwässrigen Titration von schwach basischen<br />
Substanzen mittels starken Säuren, welche mit geeigneten<br />
Lösungsmitteln verdünnt werden. In der Regel wird<br />
als Titrant Perchlorsäure in Eisessig als Titrant verwendet.<br />
Potentiometrische Sensoren mit Glasmembran zur Be <br />
stimmung der Gesamtsäurezahl (TBN) stellen den Anwender<br />
vor ähnliche Herausforderungen.<br />
Als geeignete Alternative, welche die oben genannten<br />
Schwierigkeiten vermeidet, empfiehlt sich die thermometrische<br />
Titration. Die thermometrische Titration beruht<br />
auf dem Prinzip, das jede chemische Reaktion mit einer<br />
Änderung der Reaktionsenthalpie (∆H) verbunden ist.<br />
Dies führt entweder zu einer Erhöhung (exotherme Reaktion)<br />
oder zu einer Reduzierung (endotherme Reaktion)<br />
der Temperatur in der Probenlösung. Beider thermometrischen<br />
Titration wird diese Temperaturänderung mit<br />
einem sehr empfindlichen Temperatursensor gemessen.<br />
Bei der TAN und TBNBestimmung werden zusätzlich<br />
spe zielle chemische Indikatoren verwendet, welche die<br />
Messung verstärken. Die thermometrische Titration kann<br />
vollständig automatisiert werden wobei sich die Dauer<br />
der Messung im Vergleich zur potentiometrischen Me <br />
thode etwa um den Faktor 3 verkürzt. Zudem braucht es<br />
weniger Lösungsmittel und eine besondere Pflege des<br />
Sensors ist nicht erforderlich.<br />
Eine katalytisch verstärkte thermometrische Titration:<br />
Sobald der Endpunkt erreicht ist, beschleunigen die überschüs <br />
sigen Hydroxidionen die endothermische Hydrolyse des hinzu <br />
gegebenen Paraformaldehyds, was sich in einem Abfall der<br />
Temperatur bemerkbar macht.<br />
09
10<br />
Verseifungszahl<br />
Mit der Verseifungszahl (VZ) wird in erster Linie der Anteil<br />
an Fettsäureestern in der Probe bestimmt. Durch Kochen<br />
mit KOH werden die Fettsäureester gespalten, es entstehen<br />
die Salze der Fettsäuren und der entsprechende<br />
Al ko hol, z.B. Glycerin. Die Methode ist nicht spezifisch,<br />
da saure Probeninhaltsstoffe zusätzlich KOH verbrauchen<br />
und somit die Verseifungszahl erhöhen. Als Titrant wird<br />
c(HCl) = 0.5 mol/L in Isopropanol verwendet. Die VZ gibt<br />
an, wie viel mg KOH von 1 g Probe unter den Ver suchs <br />
bedingungen verbraucht werden.<br />
Bromzahl und Bromindex<br />
Mit der Bromzahl (BZ) bzw. dem Bromindex (BI) wird der<br />
Anteil an ungesättigten Verbindungen (meist CCDoppel<br />
bindungen) in Mineral öl pro dukten bestimmt. Dabei<br />
wird die Doppel bin dung durch Bromaddition aufgespalten.<br />
Die BZ gibt an, wie viel g Brom (Br2 ) von 100 g Pro be<br />
gebunden werden.<br />
Die Methode wird für die fol genden Pro dukte ver wen det:<br />
• Destillate mit einem Siedepunkt unter 327 °C (620 °F)<br />
und einem Volumenanteil von mindestens 90 % an<br />
Ver bin dungen, die leichter als 2Methyl propan sind<br />
(darunter fallen Kraftstoffe mit und ohne Bleizusätze,<br />
Kerosine und Gasöle).<br />
• Kommerzielle Olefine (Mischungen aliphatischer Mo noolefine)<br />
mit einer Bromzahl von 95...165.<br />
• Propene (Trimere und Tetramere), Butentrimere,<br />
Mi schun gen von Heptenen, Octenen und Nonenen.<br />
Der BI gibt an, wie viel mg Brom (Br 2 ) von 100 g Probe<br />
ge bunden werden. Die Methode wird für «olefinfreie»<br />
Kohlen wasserstoffe mit einem Siedepunkt unter 288 °C<br />
(550 °F) und einem Bro mindex von 100...1000 verwendet.<br />
Für Pro<br />
dukte mit einem Bromindex von >1000 sollte<br />
die Bromzahl angegeben werden.<br />
Methode Proben Titrant Lösungsmittel Elektrode<br />
Bromzahl<br />
[g Br2 /100 g]<br />
Kraftstoffe, Kerosine, Gasöle,<br />
Propen, Butene, Heptene,<br />
Octene, Nonene<br />
c(Bromid/<br />
Bromatlösung) =<br />
0.08333 mol/L<br />
Eisessig,<br />
Trichlorethan,<br />
Methanol<br />
Doppel<br />
PtElektrode<br />
Bromindex<br />
[mg Br2 /100 g]<br />
Olefinfreie Kohlenwasserstoffe<br />
c(Bromid/<br />
Bromatlösung) =<br />
0.00333 mol/L<br />
Eisessig,<br />
Trichlorethan,<br />
Methanol<br />
Doppel<br />
PtElektrode
Hydroxylzahl<br />
Die Hydroxylzahl (OHZ) gibt an, wie viel mg KOH den<br />
Hydroxylgruppen in 1 g Probe entsprechen. Die am häufigsten<br />
be schriebene Methode zur Bestimmung der Hy <br />
dro xylzahl ist die Umsetzung mit Essigsäureanhydrid in<br />
Pyridin mit nach folgender Titration der freigesetzten Es <br />
sig säure. Als nachteilig erweisen sich das einstündige<br />
Kochen unter Rück fluss, die fehlende Automatisierbarkeit<br />
und vor allem die Verwendung des gesundheitsschäd<br />
lichen Pyridins.<br />
Eine Alternative bietet die wesentlich einfachere und au <br />
tomatisierbare Methode nach ASTM E 1899. Primäre und<br />
sekundäre Hydro xylgruppen werden mit Toluol4sul fonylisocyanat<br />
(TSI) zu einem sauren Carbamat umgesetzt,<br />
das dann mit der starken Base Te tra butyla mmo niumhydroxid<br />
(TBAOH) in nichtwässrigem Medium titriert<br />
wird. Die Methode ist vor allem für neutrale Raffinate<br />
geeignet. Säurehaltige Produkte können zu hohe Werte<br />
vortäuschen. Ebenso können Pro duk te, die Basen enthalten,<br />
auf Grund der Neutralisation der ge bildeten Carbamate<br />
zu niedrige Werte ergeben.<br />
Im Vergleich zu der früher verwendeten Methode mit<br />
1stündigem Kochen unter Rückfluss spart die automatisierte<br />
Methode nicht nur Zeit, sonder ist auch bequemer<br />
und reproduzierbarer, weil gewährleistet ist, dass jede<br />
Probe stets exakt gleich bearbeitet wird.<br />
Chlorid und organisch gebundenes Chlor<br />
In Mineralölprodukten vorhandenes, organisch gebundenes<br />
Chlor zersetzt sich bei hohen Temperaturen und bildet<br />
Salz säure. Diese wirkt stark korrosiv und schädigt<br />
zum Beispiel die Destillationskolonnen.<br />
Vor der Be stim mung wird die Probe gemäss ASTM D<br />
4929 durch Destil la tion und anschliessendes Waschen<br />
von Schwefelver bindungen und anorganischen Chloriden<br />
befreit. Das or ganisch ge bundene Chlor wird mit metallischem<br />
Na trium in Toluol zu NaCl umgesetzt. Nach Ex <br />
trak tion in die wässrige Phase wird das NaCl mit Silbernitratlösung<br />
po tentiometrisch titriert.<br />
11
12<br />
Wasserbestimmung nach Karl Fischer<br />
Wasser ist in praktisch allen Mineralölprodukten als Verunreinigung<br />
enthalten. Es reduziert das Schmiervermögen,<br />
begünstigt den mikrobiellen Ölabbau, führt zur Schlammbildung<br />
im Tank und fördert die Korrosion von Eisen und<br />
Nichteisenmetallen. Während Wasser bei höheren Tempe<br />
raturen verdampft und zur partiellen Entfettung beiträgt,<br />
führen Temperaturen unter dem Gefrierpunkt zur<br />
Bildung von Eiskristallen und zu einer raschen Abnahme<br />
der Schmierfähigkeit. Darüber hinaus werden die in der<br />
Hochspannungstechnik eingesetzten Isolier und Transfor<br />
matorenöle durch die Präsenz von Wasser elektrisch<br />
leitend und somit unbrauchbar.<br />
In Anbetracht dessen ist die Kenntnis des Wassergehaltes<br />
in Mineralölprodukten von grösster Wichtigkeit. Die Karl<br />
FischerTitration zählt dank ihrer sehr guten Reprodu zierbarkeit<br />
und Genauigkeit sowie der einfachen Handhabung<br />
zu den wichtigsten Wasserbestimmungs verfahren und ist<br />
daher Bestandteil zahlreicher internationaler Normen.<br />
Die Bestimmung kann mittels volumetrischer oder coulometrischer<br />
KarlFischerTitration erfolgen. Auf Grund des<br />
niedrigen Wassergehaltes in Mineralölprodukten kommt<br />
hauptsächlich die KFCoulometrie zur Anwendung.<br />
Aliphatische und aromatische Mineralölbestandteile<br />
Die Wasserbestimmung in diesen Produkten ist einfach.<br />
Sie enthalten zumeist wenig Wasser, so dass die coulometrische<br />
KarlFischerTitration zum Einsatz kommt. Soll<br />
volumetrisch titriert werden, sind Reagenzien mit niedrigem<br />
Titer zu verwenden. Bei langkettigen Kohlen was serstoffen<br />
empfiehlt sich zur Verbesserung der Löslichkeit<br />
der Zusatz eines Lösungs vermittlers (Propanol, Decanol<br />
oder Chloroform). Für den seltenen Fall, dass Störungen<br />
durch Dop pel bin dun gen auftreten, empfiehlt sich die<br />
Ver wendung von Einkom pon entenReagenzien.<br />
KF Evaporator<br />
Hydraulik-, Isolier-, Transformatoren- und<br />
Turbinenöle<br />
In diesen Ölen wird der Wassergehalt praktisch immer<br />
coulometrisch mit Hilfe einer DiaphragmaZelle bestimmt.<br />
Auf Grund der schlechten Löslichkeit in Methanol muss<br />
mit Lösungsvermittlern (Chloroform oder Trichlorethylen)<br />
ge ar bei tet werden. Da diese Produkte sehr geringe Wasser<br />
gehalte aufweisen, ist es sehr wichtig, dass ein tiefer<br />
und konstan ter Driftwert erzielt wird.<br />
Motorenöle, Schmieröle und Schmierfette<br />
Die in diesen Ölproben häufig vorhandenen Additive<br />
kön nen mit KFReagenzien Nebenreaktionen eingehen<br />
und somit ei nen falschen Wassergehalt vortäuschen.<br />
Kommt ein KFTro ckenofen zum Einsatz, überführt ein<br />
tro ckener Träger gasstrom das ausgetriebene Wasser in<br />
die Titrierzelle. Da die Probe selbst nicht mit dem KF Reagenz<br />
in Kontakt kommt, können störende Neben reaktio<br />
nen und Matrixeffekte ausgeschlossen werden. Die<br />
richtige Ausheiztemperatur liegt unterhalb der Zer setzungs<br />
temperatur der Probe und wird in Vor ver suchen<br />
be stimmt.<br />
Terpentin und seine Destillationsprodukte<br />
Das in diesen Produkten enthaltene Wasser wird durch<br />
azeotrope Destillation mit Toluol oder Xylol mittels eines<br />
trockenen Trägergasstroms in die Titrierzelle überführt<br />
und anschliessend titriert.<br />
860 KF Thermoprep mit 851 Titrando
Mineralöl (Rohöl, Schweröl)<br />
In diesen Produkten ist das Wasser nicht homogen verteilt,<br />
weshalb die Mineralölproben vor der Analyse zu<br />
ho mogenisieren sind, zum Beispiel mit dem Polytron PT<br />
1300D. Des Weiteren enthalten Roh und Schweröle Teere,<br />
welche Elektroden und Titrierzelle stark verschmutzen.<br />
Dem begegnet man mit regelmässigem Reagenz austausch<br />
und Reini gen der Titrierzelle. Um sicherzustellen,<br />
dass sich die Probe vollständig löst, werden dem Me thanol<br />
Lösungs ver mittler zugesetzt:<br />
• Rohöl allgemein 10 mL Methanol +<br />
10 mL Chloroform + 10 mL Toluol<br />
• Schweröl 10 mL Methanol +<br />
10 mL Chloroform + 20 mL Toluol<br />
Kraftstoffe<br />
Diese Gruppe enthält Mercaptane, welche durch Iod oxidiert<br />
werden und dadurch einen zu hohen Wassergehalt<br />
vor täuschen. Die Zugabe von NEthylmaleinimid wirkt<br />
die ser Störung entgegen, indem sich die SHGruppen der<br />
Mercaptane an die Doppelbindung des NEthylmaleinimids<br />
anlagern.<br />
Eine weitere Möglichkeit ist die separate Bestimmung des<br />
MercaptanAnteils durch potentiometrische Titration mit<br />
Silbernitrat. Das um diesen Beitrag verminderte Ergebnis<br />
der Wasserbestimmung ergibt den tatsächlichen Wassergehalt<br />
der Probe (1 ppm MercaptanSchwefel entpricht<br />
ca. 0.5 ppm Wasser). In der Regel wird der Wassergehalt<br />
in Kraftstoffen mittels coulometrischer Titration bestimmt.<br />
Bei volumetrischen Titrationen müssen dem Methanol<br />
Lö<br />
sungsvermittler zugesetzt werden.<br />
Umsetzung eines Mercaptans mit NEthylmaleinimid<br />
Mobile Wasserbestimmung mit dem 899 Coulo meter<br />
Es gibt viele Situationen, in denen der Wassergehalt einer<br />
Probe bestimmt werden muss, das nächste Labor jedoch<br />
nicht vor Ort ist und auf das Ergebnis nicht gewartet<br />
werden kann. In solchen Fällen ist oftmals nicht einmal<br />
ein Netzanschluss für die Stromversorgung vorhanden.<br />
Für dieses Szenario wurde das neue 899 Coulometer ge <br />
baut. Es kann mit einer optionalen Power Box betrieben<br />
werden, die mit wiederaufladbaren Akkus bestückt ist<br />
und mobile Messungen an nahezu jedem erdenklichen<br />
Ort ermöglicht.<br />
899 Coulometer mit<br />
optionaler Power Box<br />
13
14<br />
Oxidationsstabilität<br />
Bei der Lagerung unter Luftzutritt altern Mineralöle. Da <br />
bei laufen im Mineralöl Oxidationsreaktionen ab, de ren<br />
Reaktionsprodukte zu Problemen im Verbren nungs motor<br />
führen. Insbesondere polymere, schwerlösliche Ver bindun<br />
gen führen in den Einspritzsystemen zu Abla ge rungen<br />
und Verstopfungen. Das Alterungsverhalten (Oxidationsstabilität)<br />
ist daher eine sehr wichtige Eigen schaft<br />
der Mineralölprodukte.<br />
Zur Bestimmung der Oxidationsstabilität mit der Rancimatmethode<br />
wird die zu untersuchende Probe bei er <br />
höh ter Tem peratur mit Luft durchströmt und so künstlich<br />
gealtert. Bei diesem Prozess werden längerkettige organische<br />
Mole küle durch Sauerstoff oxidiert, wobei sich ne<br />
ben unlöslichen polymeren Verbindungen leichtflüchtige<br />
organische Substanzen bilden. Letztere werden durch<br />
den Luftstrom ausgetrieben, in Wasser aufgefangen und<br />
dort mittels Leit fähig keitsmessung detektiert. Die Zeit bis<br />
zur Bildung dieser Abbauprodukte wird als Induktionszeit<br />
oder Oil Stability Index (OSI) bezeichnet und charakterisiert<br />
die Widerstandsfähigkeit der Probe gegenüber oxidativen<br />
Alterungsprozessen, also die Oxidationsstabilität.<br />
873 Biodiesel Rancimat<br />
Der 873 Biodiesel Rancimat ermöglicht die einfache und<br />
zuverlässige Bestimmung der Oxidationsstabilität von Mi <br />
ne ral ölprodukten und Biodiesel in bis zu acht Proben. Das<br />
Gerät wird vom PC gesteuert; die PCSoftware zeichnet<br />
die Messkurven auf, wertet sie automatisch aus und be <br />
rechnet das Re sul tat.
Wichtige Applikationen<br />
Biodiesel und Biodieselgemische (Blends)<br />
Biodiesel (FAME, Fettsäuremethylester) wird meist aus<br />
Öl saaten durch Umesterung mit Methanol gewonnen<br />
und in zunehmendem Umfang mineralischem Diesel als<br />
Misch kom ponente zugesetzt. Pflanzliche Öle und Methyles<br />
ter von Fettsäuren haben eine relativ geringe Lager stabilität,<br />
da sie langsam vom Luftsauerstoff oxidiert wer den.<br />
Dabei entstehen wie bei der Oxidation von Mine ral ölen<br />
polymere Ver bindungen, die Schäden im Motor ver ursachen.<br />
Aus die sem Grund ist die Oxidationsstabilität ein<br />
wichtiges Quali tätskriterium für Biodiesel und Pflan zenöle<br />
und muss bei der Herstellung regelmässig gemäss EN<br />
14112 kontrolliert werden. Die entsprechende Me tho de<br />
für Biodiesel gemische ist in EN 15751 beschrieben. Der<br />
Zu satz geeigneter Antioxi dan tien verlangsamt den Oxida<br />
tionsprozess. Der 873 Bio diesel Rancimat er laubt auch<br />
die Bestimmung der Wirk sam keit von Anti oxidantien.<br />
Schwefelfreier Dieselkraftstoff<br />
Aus Umweltschutzgründen und auf Grund technischer<br />
An forderungen der Kraftfahrzeughersteller kommt heute<br />
zu neh mend so genannter schwefelfreier Dieselkraftstoff<br />
(UltralowsulfurDiesel) auf den Markt. Dieser mineralische<br />
Diesel kraft stoff mit einem Schwefelgehalt von max.<br />
10 ppm (EU) bzw. 15 ppm (USA) wird wesentlich leichter<br />
oxidiert als die früher verwendeten Dieselkraftstoffe mit<br />
höherem Schwefelgehalt. Damit ist auch die Oxidationsstabilität<br />
zu einem wichtigen Para meter bei der Kraftstoff<br />
her stellung geworden. Der 873 Biodiesel Rancimat<br />
erlaubt die einfache Bestimmung der Oxi da tionsstabilität.<br />
Biologisch leicht abbaubare Schmieröle<br />
Aus natürlichen Fetten und Ölen können auch biologisch<br />
leicht abbaubare Schmierstoffe hergestellt werden. Wie<br />
die Aus gangsmaterialien sind auch diese Produkte oxidationsempfindlich.<br />
Leichtes Heizöl<br />
Neben anderen Methoden kommt die Rancimatmethode<br />
auch bei der Bestimmung der Oxidationsstabilität von leichtem<br />
Heizöl zum Einsatz. Zur Beschleunigung der Reaktion<br />
wird der Heizölprobe metallisches Kupfer als Katalysator<br />
zugesetzt.<br />
15
16<br />
Ionenchromatographische Analysen<br />
Die Qualitätssicherung von Mineralölprodukten umfasst<br />
zahlreiche ionenchromatographische Applikationen, in<br />
de nen anorganische und niedermolekulare organische<br />
Ionen in Treibstoffen, Schmierölen, Gaswäschelösungen<br />
und dem in der Rohölförderung anfallenden, so genannten<br />
«Pro duced Water» bestimmt werden.<br />
Anionen und Kationen in «Produced Water»<br />
«Produced Water» gelangt während der Öl und Gasför<br />
derung in grossen Mengen an die Oberfläche. Neben<br />
Öl tropfen und gelösten organischen Kom po nenten enthält<br />
«Produced Water» grössere Men gen an anorganischen<br />
Kationen wie Calcium, Magnesium, Barium und<br />
Strontium sowie Anionen wie Carbonat, Bromid und Sulfat.<br />
Die entsprechenden Salze können zu Ablagerungen<br />
(scaling) und schliesslich zum Verstopfen der Leitungen<br />
führen. Aus diesem Grund ist die Bestimmung der an orga<br />
nischen Kom ponenten von essenzieller Be deu tung,<br />
nicht zuletzt auch für die korrekte Dosierung von Ablagerungs<br />
inhi bi to ren.
Robuste Analysengeräte<br />
Da die Bestimmungen nicht nur an Land, sondern auch<br />
auf hoher See erfolgen, sind robuste Analysengeräte mit<br />
langen Serviceintervallen erforderlich. Dem trägt der 881<br />
Compact IC pro in Kombination mit dem 858 Pro fes<br />
sio nal Sample Processor Rechnung. Optional kann das<br />
Sys tem mit der von <strong>Metrohm</strong> patentierten InlineDialyse<br />
aus<br />
gestattet werden. Die intelligente Chromatographie<br />
Software MagIC Net TM übernimmt dabei die Geräte steuerung,<br />
das Datenmanagement und die Systemüber wachung<br />
und kann, wenn nötig, für fachfremdes Personal<br />
auch zur «OneButtonIC» konfiguriert werden.<br />
Anionen in «Produced Water»; Säule: Metrosep A Supp 4 250/<br />
4.0 (6.1006.430); Eluent: 1.8 mmol/L Na 2 CO 3 , 1.7 mmol/L<br />
NaHCO 3 , 1.0 mL/min; Probenvolumen: 20 μL; Probe 1:20 ver<br />
dünnt<br />
Kationen in «Produced Water»; Säule: Nucleosil 5SA 125/4.0<br />
(6.1007.000); Eluent: 4.0 mmol/L Weinsäure, 3.0 mmol/L Ethylendiamin,<br />
0.5 mmol/L Dipicolinsäure, 5 % Aceton, 1.5 mL/min;<br />
Probenvolumen: 20 μL; Probe 1:10 verdünnt<br />
881 Compact IC pro in Kombination mit 858 Professional Sample Processor,<br />
optional mit InlineDialyse ausstattbar<br />
17
18<br />
Anionen in Benzin-Ethanol-Gemischen<br />
Die Nutzung erneuerbarer Energien und die damit verbundene<br />
Re duk tion der Treib hausgase ist eines der vorrangig<br />
sten Ziele unserer mo der nen Industrie ge sell schaft.<br />
Als Hoffnungsträger gilt das aus nach wachsenden Rohstoffen<br />
und Abfall hergestellte Ethanol, das herkömmlichem<br />
Ottokraftstoff in jedem be liebigen Ver hältnis beigemischt<br />
werden kann. Verun reini gun gen in Form von<br />
anorganischen Salzen be ein trächtigen je doch die Mo torenleistung,<br />
weshalb verschiedene internationale Normen<br />
insbesondere den Chlorid und Sulfatgehalt in Benzin<br />
EthanolGemischen reglementieren.<br />
Weitere IC-Applikationen für die Petrolchemie<br />
• Halogene und Schwefel in verflüssigtem Erdgas<br />
(Liquefied Natural Gas «LNG») und Flüssiggas<br />
(Liquefied Petroleum Gas «LPG»)<br />
• Halogene, Schwefel und organische Säuren in Rohöl,<br />
Benzin, Kerosin, Heizöl oder Kohle (ASTM D 7359)<br />
• Schwefelverbindungen in AminAbsorbern (Heat<br />
Stable Salts «HSS»)<br />
• Amine in verschiedenen Matrices von Raffinerien<br />
und <strong>Petrochemische</strong>n Werken<br />
• Anionen, Kationen und Amine in Prozess und<br />
Abwasser proben sowie in Absorptionslösungen<br />
• Alkali, Erdalkali und Übergangsmetalle sowie<br />
Anionen in Kühlflüssigkeiten wie beispielsweise<br />
Mono ethylenglycol «MEG» (ASTM E 2469)<br />
• Anionen in Bohrölemulsionen<br />
• Anionen und Kationen in Biokraftstoffen und Kraftstoffgemischen
Einfache Matrixeliminierung<br />
Die zu bestimmenden Anionen werden mit Hilfe der<br />
Met rohm InlineMatrix elimi nierung von der störenden<br />
Kraft stoffmatrix befreit. Dazu wird der Kraftstoff direkt<br />
auf eine hochkapazitive Anreicherungssäule aufgegeben.<br />
Wäh rend die Anionen auf der Säule zurückgehalten wer<br />
Schematische Darstellung der <strong>Metrohm</strong> InlineMatrixeliminierung<br />
AnionenSystem mit <strong>Metrohm</strong> InlineMatrixeliminierung<br />
den, wird die Kraftstoffmatrix mittels einer Spül lösung<br />
von der Anreicherungssäule entfernt. Anschlies send er <br />
folgt die Elution der Anio nen auf die analytische Säule.<br />
Diese Me thode erlaubt die zusätzliche Be stimmung von<br />
Acetat und Formiat.<br />
Anionen in einem BenzinEthanolGemisch E85 (85 % Ethanol,<br />
15 % Ottokraftstoff); Säule: Metrosep A Supp 7 250 /4.0<br />
(6.1006.630); Eluent: 3.6 mmol/L Na 2 CO 3 , 7.5 % Aceton,<br />
0.8 mL/min; Säulentemperatur: 45 °C; Probenvolumen: 10 μL;<br />
Matrixeliminierung: Transferlösung 7.5 % Aceton, Probenan<br />
reicherung mit Metrosep A PCC 1 HC/4.0 (6.1006.310)<br />
19
20<br />
Combustion Ion Chromatography<br />
Die Verbrennung von schwefelhaltigen Kraftstoffen führt<br />
zur Emission von schädlichen Schwefeloxidemissionen in<br />
die Atmosphäre. Zudem beeinträchtigen hohe Schwefelkonzentrationen<br />
die Lagerstabilität und die Zündeigenschaften<br />
von Kraftstoffen. Schliesslich muss die Konzentration<br />
von Halogenen im Raffinerieprozess überwacht<br />
werden, um Korrosion vorzubeugen. All dies erfordert<br />
ei ne schnelle und zuverlässige Methode, um den Halogen<br />
und Schwefelgehalt zu messen.<br />
Die Combustion IC ermöglicht die Bestimmung von Schwefel<br />
und Halogengehalten in brennbaren Fest stof fen so <br />
wie flüssigen Medien, indem die Methode Verbren nungsaufschluss<br />
(Pyrolyse) mit anschliessender Ionen chro matographie<br />
verbindet. Die Methode lässt sich vollständig<br />
automatisieren und zeichnet sich durch hohen Pro bendurchsatz,<br />
einen grossen Messbereich sowie hervorragende<br />
Präzision und Richtigkeit aus.<br />
Schwefel und Halogenverbindungen werden im Verbrennungsaufschluss (Pyrolyse) in Schwefeldioxid beziehungsweise in Halogenwasserstoff<br />
und elementare Halogene umgewandelt. Diese gasförmigen Verbrennungsprodukte werden in eine oxidierende Absorp<br />
tionslösung geleitet und mittels der nachfolgenden Ionenchromatographie als Sulfat und Halogenid nachgewiesen.
Leitfähigkeit [µS/cm]<br />
340<br />
320<br />
280<br />
240<br />
200<br />
160<br />
120<br />
80<br />
40<br />
a) Rohölprobe nach Entsalzung<br />
Chlorid;<br />
1.1 mg/kg<br />
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14<br />
Zeit [min]<br />
Chlorid<br />
Sulfat<br />
0<br />
0 2 4 6 8 10 12 14 16<br />
Zeit [min]<br />
18<br />
Bestimmung des Schwefel und Chlorgehalts mittels Combustion IC einer a) Rohölprobe nach Entsalzung und b) Biodieselmischung<br />
B5. Säule: Metrosep A Supp 5 150/4.0; Eluent: 3.2 mmol/L Na 2 CO 3 , 1.0 mmol/L NaHCO 3 , 0.7 mL/min; Säulentemperatur: 30 °C;<br />
Probenvolumen:100 μL,<br />
21
22<br />
Voltammetrie<br />
Die voltammetrische Spurenanalytik dient der Bestimmung<br />
von elektrochemisch aktiven Substanzen. Dies können<br />
anorganische oder organische Ionen, aber auch neutrale<br />
organische Verbindungen sein. Die Voltammetrie wird<br />
häu fig zur Er gän zung und Validierung spektroskopischer<br />
Methoden eingesetzt und zeichnet sich durch geringen<br />
apparativen Aufwand, vergleichsweise geringe Inves titions<br />
und Be triebskosten, kurze Analysenzeiten sowie<br />
hohe Ge nauig keit und Empfindlichkeit aus. Darüber hinaus<br />
kann die Voltammetrie – im Gegensatz zu den spektros<br />
kopischen Methoden – zwischen verschiedenen Oxida<br />
tions stufen von Metallionen oder zwischen freien und<br />
gebundenen Metallionen unterscheiden. Dies bezeichnet<br />
man als Spe zia tionsanalytik.<br />
Breiter Anwendungsbereich<br />
Voltammetrische Messungen können sowohl in wässrigen<br />
Lösungen als auch in organischen Lösungsmitteln<br />
durchgeführt werden. Schwermetallbestimmungen erfolgen<br />
üblicherweise in wässrigen Lösungen nach Aufschluss<br />
der Probe.<br />
Die Voltammetrie eignet sich insbesondere für Labors, in<br />
denen bei mittlerem Probendurchsatz nur einige wenige<br />
Parameter überwacht werden müssen. Sie wird häufig<br />
für spezielle Applikationen eingesetzt, die mit anderen<br />
Tech ni ken nicht oder nur mit grossem Aufwand durchführ<br />
bar sind.<br />
797 VA Computrace<br />
Der 797 VA Computrace ist ein moderner voltammetrischer<br />
Messstand, der voltammetrische und polarographische<br />
Bestimmungen ermöglicht. Durch Erweiterung des<br />
Geräts mit Dosinos und einem Probenwechsler lassen<br />
sich die Analysen einfach automatisieren.
Interessante Anwendungsbeispiele<br />
Elementarer Schwefel in Benzin<br />
Der Gesamtschwefelgehalt in Mineralölprodukten ist in<br />
der Regel gesetzlich festgelegt und wird deshalb routinemässig<br />
überwacht. Daneben ist in manchen Fällen von<br />
Interesse, in welcher chemischen Form Schwefel vorliegt.<br />
Mit Hilfe der Voltammetrie kann der Anteil an elementarem<br />
Schwefel direkt und einfach bestimmt werden. Dies<br />
erlaubt Rückschlüsse auf den Einfluss des Ben zins auf<br />
Korrosionsvorgänge zu ziehen, zum Beispiel be treffend<br />
Sensoren im Kraft stofftank.<br />
Kupfer in Ethanol<br />
Ethanol wird in zunehmendem Umfang als Misch komponente<br />
für Benzin eingesetzt. Verunreinigungen können<br />
Prob leme im Motor verursachen. Beispielsweise katalysieren<br />
Spuren von Kupfer die Oxidation von Kohlen was serstoffen.<br />
Als Folge können sich polymere Ver bindungen<br />
bilden, die zu Ab la gerungen und Verstopfungen im Kraftstoffsystem<br />
führen. Mit Hilfe der Voltammetrie kann Kupfer<br />
ohne Proben vor bereitung in reinem Ethanol oder<br />
EthanolBenzinMi schun gen (E85, 85 % Ethanol + 15 %<br />
Benzin) im Be reich von 2 μg/kg bis 500 μg/kg bestimmt<br />
werden.<br />
Schwermetalle in petrochemischen Produkten<br />
Die Bestimmung von Schwermetallen in petrochemischen<br />
Produkten mittels Voltammetrie erfolgt in der Re <br />
gel nach Aufschluss. Typischerweise werden die Proben<br />
mit einem Mikrowellenaufschluss mineralisiert oder verbrannt.<br />
Alternativ können die Metallionen auch nach<br />
Ex t ra k tion mittels einer Mineralsäure bestimmt werden.<br />
Voltammetrische Bestimmung von Kupfer<br />
23
24<br />
Prozessoptimierung mit Atline- und Online-Analysensystemen<br />
von <strong>Metrohm</strong> Applikon<br />
Atline und OnlineAnalysensysteme von <strong>Metrohm</strong> Appli kon<br />
werden in den unterschiedlichsten Branchen für die Prozesskontrolle<br />
eingesetzt. Verlässliche Analysen ergeb nisse<br />
werden direkt im Prozess mit modernsten Me t hoden der<br />
Ionenanalytik ermittelt: Messung von pH, Leitfähigkeit<br />
und Redoxpotential, Titrationen, KarlFischerTitration,<br />
Pho tometrie, Messung mit Ionensensiti ven Elek troden<br />
(Dy na mische Standardadition) und Voltam metrie.<br />
<strong>Metrohm</strong> Applikon ist Spezialist für die Online und Atline<br />
<strong>Analytik</strong> und verfügt auf diesem Gebiet über 35 Jahre<br />
Er fahrung. Wir bieten ein breites Programm von Prozess<br />
Offline-Laboranalyse<br />
• Manuelle Probenahme im Betrieb<br />
• Transport der Probe ins Labor<br />
• Registrierung und Analyse im Labor<br />
Atline-Analyse<br />
• Manuelle Probenahme im Betrieb<br />
• Automatische Analyse direkt am Prozess<br />
• Bestimmung eines oder mehrerer Parameter<br />
• Mehrere Messstellen<br />
• Niedrige bis mittlere Analysenfrequenz<br />
• Schnelle Analysenergebnisse vor Ort<br />
Online-Analyse<br />
• Probenahme über bypassLeitung<br />
• Automatisierte Probenvorbereitung<br />
• Vollautomatische Analyse<br />
• Schnellste Antwortzeit und hohe Analysenfrequenz<br />
• Ergebnisse als Input für die Regelung<br />
analysatoren und Proben vorbereitungssysteme für verschiedenste<br />
Applikationen in unterschiedlichsten Bran chen.<br />
<strong>Metrohm</strong> Applikon ist ein Unternehmen der <strong>Metrohm</strong><br />
Gruppe und unterstützt Sie weltweit in 35 Ländern mit<br />
ei genen Niederlassungen. Unsere Spezialisten beraten<br />
Sie bei der Planung, projektieren Ihr massgeschneidertes<br />
Ana lysesystem, setzen es in Betrieb und unterstützen Sie<br />
im Routinebetrieb mit professionellen Wartungs und Service<br />
leistungen.<br />
<strong>Metrohm</strong> Applikon ist Ihr zuverlässiger und kompetenter<br />
Partner für eine langfristige Zusammenarbeit.
ADI 2045PL – Atline-<strong>Analytik</strong> direkt am Produktionsprozess<br />
Der ADI 2045PL ist das Analysensystem für Routineanalytik<br />
im Betrieb direkt am Prozess. Die Probe wird vom<br />
Anlagenpersonal manuell genommen und dem ADI<br />
2045PL zugeführt. Die Analyse – eines oder mehrerer<br />
Pa rameter – wird vom Anlagenfahrer oder einem PLS ge <br />
Bestimmung der Säure- und Basenzahl<br />
Der Bestimmung der Säure und Basenzahl kommt im<br />
Rahmen der Qualitätskontrolle von Mineralölprodukten<br />
eine wesentliche Bedeutung zu. Die Säurezahl erfasst<br />
sauer reagierende Bestandteile als Summenparameter<br />
und ermöglicht Rückschlüsse auf die Korrosion von An lagen<br />
oder Motorenkomponenten. Mineralölprodukte mit<br />
hohen Basenzahlen bieten über einen längeren Zeitraum<br />
Schutz vor dem korrosiven Einfluss der entstehenden<br />
Säuren. Durch die Bestimmung der Summen parameter<br />
lassen sich auch Produktveränderungen während des<br />
Gebrauchs schnell und direkt erfassen.<br />
Die Bestimmung der Säure und Basenzahl erfolgt im ProcessLab<br />
automatisch mittels einer potentiometrischen<br />
Ti t ration in nichtwässrigen Lösungsmitteln. Dank der<br />
Nä he zum Prozess liegen die entsprechenden Analysenwer<br />
te be reits innerhalb weniger Minuten vor.<br />
startet und erfolgt vollautomatisch. So können verschiedene<br />
Proben von unterschiedlichen Prozessstufen oder<br />
anlagen einfach, schnell und direkt im Betrieb analysiert<br />
werden. Die Bedienung am ProcessLab Manager ist übersichtlich<br />
und einfach gestaltet.<br />
Herstellung von Standardgemischen mit<br />
definierter Oktanzahl<br />
Die Oktanzahl ist ein Mass für die Klopffestigkeit von<br />
Be nzin. Zur Bestimmung der Oktanzahl wird die Klopf<br />
fes tig keit einer Benzinprobe im Vergleich zu Standard gemischen<br />
mit definierter Oktanzahl ermittelt. Die Standardgemische,<br />
bestehend aus nHeptan, Isooctan (2,2,4Tri<br />
m ethylpentan) und Toluol, müssen mit höchster Präzision<br />
und Richtigkeit hergestellt werden. Hierfür bietet sich<br />
Pro cessLab mit sei nen vielfältigen Möglichkeiten im Be <br />
reich des Liquid Hand ling an. Das automatische Her stellen<br />
von Ver dün nun gen und Verdünnungsreihen sowie<br />
das Zu dosieren von weiteren Additiven ist ohne weiteres<br />
möglich. Die Herstellung der Testgemische ist exakt do <br />
ku mentiert und der Re port kann als Zertifikat dienen.<br />
Gleichermassen lassen sich Standardgemische für die Be <br />
stimmung der Cetanzahl für Dieselkraftstoffe herstellen.<br />
www.metrohmapplikon.com<br />
25
26<br />
Online-Prozessanalytik<br />
In der (petro)chemischen Industrie ist eine fortlaufende<br />
Kontrolle des Produktionsprozesses, der Produktqualität<br />
und der Zusammensetzung der Abwasserströme von<br />
grösster Bedeutung. Mit den OnlineProzessanalysatoren<br />
von Applikon Analytical ist dies 24 Stunden am Tag und<br />
7 Tage die Woche möglich. Die Analysatoren werden<br />
direkt vor Ort, so nah wie möglich beim Prozess eingesetzt<br />
und arbeiten ohne jeglichen Bedienereingriff. Ihre<br />
Funktionsweise basiert auf nasschemischen Analysen verfahren<br />
wie Titration, Kolorimetrie oder Messungen mit<br />
ionenselektiven Elektroden. <strong>Metrohm</strong> ApplikonAnaly satoren<br />
stehen sowohl für die Bestimmungen von Einzelparametern<br />
im Probenstrom als auch für die Bestimmung<br />
von mehreren Parametern in komplexen MehrfachPro <br />
benströmen zur Verfügung.<br />
In der OnlineAnalyse sind Probennahme und vorbereitung<br />
mindestens ebenso wichtig wie der Analysator<br />
selbst. <strong>Metrohm</strong> Applikon verfügt in diesem Bereich über<br />
eine grosse Fachkompetenz und bietet auf die jeweilige<br />
Applikation zugeschnittene Probennahmesysteme an,<br />
zum Beispiel für die Entnahme von Proben aus Druck gefässen,<br />
das Filtrieren und Entgasen.<br />
Aber: Was nützt die beste Prozessanalyse ohne leistungsfähige<br />
Schnittstellen für den Datentransfer? Alle Analy satoren<br />
sind mit digitalen sowie analogen Datenausgängen<br />
ausgestattet. Ergebnisse können beispielsweise via analoge<br />
4...20mASignale übertragen und Alarme per digitale<br />
Ausgänge ausgelöst werden. Umgekehrt lassen sich di gitale<br />
Eingänge für RemoteStart/StopBefehle nutzen.<br />
OnlineAnalysator ADI 2045TI<br />
Für die meisten Prozessumgebungen ist das IP66NEMA4<br />
Gehäuse der Analysatoren ausreichend. In der petrochemischen<br />
Industrie erfordern einige Anwendungen jedoch<br />
den Einsatz explosionsgeschützter Systeme. Für diese<br />
Fälle ist der Analysator ADI 2040 in einer explosionsgeschützten<br />
Version aus Edelstahl für die explosionsgefährdeten<br />
Zonen I und II nach den europäischen Explosionsschutzrichtlinien<br />
(ATEX) erhältlich.
Viele gängige petrochemische Laborverfahren lassen<br />
sich, wie die nachfolgenden Beispiele zeigen, leicht mit<br />
Hilfe der OnlineAnalysatoren realisieren:<br />
Wassergehalt<br />
Ein sehr wichtiger Faktor in der Qualitätskontrolle der<br />
petro chemischen Industrie ist die Bestimmung des Wasser<br />
gehalts der Produkte. Ein zu hoher Wassergehalt be <br />
einträchtigt die Produktqualität. Wie im Labor ist die<br />
KarlFischerTitration, speziell die Coulometrie, die Me <br />
thode der Wahl zur OnlineBestimmung des Wasser gehalts<br />
in Erdölprodukten.<br />
Küvette für photometrische Bestimmungen<br />
Salz in Rohöl<br />
Eine zu hohe Chloridkonzentration im Rohöl fördert die<br />
Korrosion in Raffinerieanlagen und vermindert die Wirksamkeit<br />
der eingesetzten Katalysatoren. Trotz des Einsat <br />
zes bewährter Entsalzungsanlagen ist eine Über wa chung<br />
der Salzkonzentration zwecks Prozess und Kosten kontrolle<br />
unumgänglich. Der speziell mit Hoch leistungsProben<br />
auf gabeventilen ausgestattete Analysator ADI 2040<br />
be stimmt den Salzgehalt mittels Leit fähig keits mes sung<br />
oder Titration. Zwischen den einzelnen Messun gen er <br />
folgt je weils eine Reinigung des Mess gefässes und eine<br />
Blind wert bestimmung. Die Analysatoren befinden sich<br />
dabei in explosionsgeschützten Gehäusen.<br />
Bestimmung von Schwefelwasserstoff und<br />
Mercaptanen<br />
Schwefelwasserstoff und Mercaptane fördern die Kor rosion<br />
und gefährden die Umwelt. Ihre Bestimmung in Öl <br />
produkten erfolgt durch Titration mit Silbernitratlösung<br />
unter Verwendung einer Silberelektrode mit Ag 2SÜber zug.<br />
Probennahmesystem für die Wasserbestimmung<br />
in Kohlenwasserstoffen<br />
4-tert-Butylcatechol (TBC) in Styrol<br />
Styrol polymerisiert schon bei Raumtemperatur und muss<br />
daher für Transport und Lagerzwecke mit 10...15 mg/L<br />
4tertButylcatechol (TBC) stabilisiert werden. Die inhibierende<br />
Wirkung des TBCs stellt sich erst in Anwesenheit<br />
von Sauerstoff durch entstehende TBCOxidationsprodukte<br />
ein. Dies bedeutet, dass die TBCKonzentration im<br />
Styrol stetig abnimmt. Der ADI 2040 stellt durch kontinuierliche<br />
TBCBestimmungen mittels Kolorimetrie sicher,<br />
dass die kritische TBCKonzentration im Styrol nicht un <br />
ter schritten wird.<br />
www.metrohmapplikon.com<br />
27
28<br />
Service, auf den Sie sich verlassen können:<br />
<strong>Metrohm</strong> Quality Service<br />
Für sichere Messergebnisse – ein Geräteleben lang<br />
Die chemische <strong>Analytik</strong> begleitet die PetroIndustrie von<br />
der Erdölförderung über die Aufbereitung in der Raffinerie<br />
bis zur Qualitätskontrolle der Endprodukte. Wer im<br />
che mischen Labor Verantwortung für die Korrektheit der<br />
Analysenergebnisse trägt, darf keine Kompromisse eingehen.<br />
Hier gilt: Fachmännisch installierte und in Betrieb<br />
genommene Systeme, die regelmässig gewartet werden,<br />
garantieren grösstmögliche Sicherheit.<br />
Mit dem Leistungsangebot des <strong>Metrohm</strong> Quality Service<br />
sind Sie von Anfang an auf der sicheren Seite. Von der<br />
Installation über die Inbetriebnahme bis zur regelmässigen<br />
Wartung und – im Fall der Fälle – raschen Reparatur<br />
stellen wir sicher, dass sich die Laborverantwortlichen<br />
während des gesamten Gerätelebens zu hundert Prozent<br />
auf ihre Messergebnisse verlassen können.<br />
<strong>Metrohm</strong> Compliance Service<br />
Verlassen Sie sich auf den <strong>Metrohm</strong> Compliance Service,<br />
wenn es um die professionelle Erstqualifizierung Ihrer<br />
Analysengeräte geht. Mit Hilfe der Initial Qualification/<br />
Operational Qualification (IQ/OQ) sparen Sie Zeit und<br />
Kosten, indem wir das System gemäss Ihren Anforderungen<br />
konfigurieren und für eine schnelle und professionelle<br />
In betriebnahme sorgen.<br />
Ferner gewährleisten An wen der einweisungen und schulungen<br />
eine sichere und fehlerfreie Bedienung. Der<br />
<strong>Metrohm</strong> Compliance Service beinhaltet eine vollständige<br />
Dokumentation und garantiert die Konformität mit<br />
den gängigen Anfor derungen im Qualitätsmanagement,<br />
wie beispielsweise GLP/GMP und ISO.
<strong>Metrohm</strong> Quality Service<br />
Der weltweite <strong>Metrohm</strong> Quality Service, insbesondere<br />
die planmässige und vorbeugende Wartung, verlängert<br />
die störungsfreie Lebens und Betriebsdauer Ihrer Ana<br />
ly sensysteme. Qualifizierte Servicetechniker mit Ausbildungs<br />
nachweis führen die Wartungsarbeiten durch. Sie<br />
Der <strong>Metrohm</strong> Quality Service auf einen Blick<br />
können zwischen verschiedenen Servicevertragstypen<br />
auswählen. Ein Voll servicevertrag beispielsweise bietet<br />
Ihnen optimale Sicher heit für ein sorgenfreies Arbeiten<br />
bei voller Kos ten kontrolle und vollständig konformer<br />
Nach weis do ku men tation.<br />
<strong>Metrohm</strong> Quality Service<br />
Die <strong>Metrohm</strong> Wartungsverträge (Care Contracts)<br />
Kundennutzen<br />
beinhalten je nach Typ Wartung, Gerätezertifizierung, Kostensicherheit und Ersparnisse, schnelle Reaktions<br />
VorOrtReparatur, Ersatzteile und Verbrauchsmaterial zeiten und rasche Problembehebung. Geringe Ausfallkostenlos<br />
oder zum reduzierten Preis sowie garantierte<br />
Reaktionszeiten.<br />
Applikationssupport in Form von Application Bulletins,<br />
zeiten und ideale Vorbereitung auf Audits<br />
Application Notes, Monographien, Validierungsbroschüren,<br />
technischen Postern und Fachartikeln<br />
Persönliche Beratung durch unsere Spezialisten per<br />
EMail oder Telefon<br />
Schnelle und professionelle Lösung aller anfallenden<br />
Anwendungsfragen und komplexer <strong>Analytik</strong>probleme<br />
Schulungen<br />
Kompetente Anwender tragen wesentlich zur Ergebnissicherheit<br />
bei<br />
Genaue Messergebnisse<br />
Kalibrierung mit Zertifikat, z.B. von Dosier und Wechsel<br />
Nachweisdokumentation zur Einhaltung von<br />
einheiten<br />
Vorschriften und für problemlose Audits<br />
Fernwartung Schnelle Lösung von Softwarefragen<br />
BackupUnterstützung Hohe Datensicherheit<br />
Notfalldienste, z.B. Expressreparatur vor Ort<br />
Kurze Reaktionszeit und damit schnelle Problemlösung<br />
Minimierung von Stillstandszeiten<br />
Weltweit verfügbare, von <strong>Metrohm</strong> in der Schweiz<br />
Nachhaltiger Reparaturerfolg, kurze Lieferzeiten<br />
produzierte Ersatzteile mit zehnjähriger Ersatzteilgarantie<br />
Minimierung von Stillstandszeiten<br />
nach Produktionsende<br />
Dezentrale weltweit verfügbare Reparaturwerkstätten<br />
und eine Zentralwerkstatt beim Hersteller<br />
Schnelle Wiederverfügbarkeit der Geräte<br />
29
30<br />
Bestellinformationen<br />
Titration<br />
2.848.3010 Oil Titrino plus<br />
2.905.3010 Oil Titrando<br />
2.855.2010 Robotic TAN/TBN Analyzer<br />
2.864.1130 Robotic Balance Sample Processor TAN/TBN<br />
6.0229.010 Solvotrode easyClean, 1mKabel<br />
6.0229.020 Solvotrode easyClean, 2mKabel<br />
6.0430.100S AgTitrode mit Ag 2 S Überzug<br />
6.1115.000 Optrode<br />
6.6040.00X Applikationssammlung «Oil PAC»<br />
Wasserbestimmung nach Karl Fischer<br />
Coulometrische KF-Titration<br />
2.831.0010 831 KF Coulometer inklusive Generatorelektrode mit Diaphragma und 728 Stirrer (Magnetrührer)<br />
2.831.0110* 831 KF Coulometer inklusive Generatorelektrode ohne Diaphragma<br />
2.756.0010 756 KF Coulometer mit eingebautem Drucker inklusive Generatorelektrode mit Diaphragma<br />
und 728 Stirrer (Magnetrührer)<br />
2.756.0110* 756 KF Coulometer mit eingebautem Drucker inklusive Generatorelektrode ohne Diaphragma<br />
2.851.0010 851 Titrando inklusive Generatorelektrode mit Diaphragma und 801 Magnetrührer<br />
2.851.0110* 851 Titrando inklusive Generatorelektrode ohne Diaphragma<br />
2.852.0050 852 Titrando inklusive Generatorelektrode mit Diaphragma und 801 Magnetrührer<br />
2.852.0150* 852 Titrando inklusive Generatorelektrode ohne Diaphragma<br />
2.899.0010 899 Coulometer mit eingebautem Rührer inklusive Generatorelektrode mit Diaphragma<br />
2.899.0110 899 Coulometer mit eingebautem Rührer inklusive Generatorelektrode ohne Diaphragma<br />
* Der Magnetrührer muss extra bestellt werden.<br />
Volumetrische KF-Titration<br />
2.870.0010 870 KF Titrino plus<br />
2.890.0110 890 Titrando mit Touch Control<br />
2.901.0010 901 Titrando inklusive Titrierzelle und Indikatorelektrode<br />
2.915.0110 915 TiTouch mit eingebautem Rührer<br />
2.916.3010 Oil TiTouch<br />
KF Ofen<br />
2.860.0010 860 KF Thermoprep<br />
2.874.0010 874 Oven Sample Processor<br />
2.885.0010 885 Compact Oven Sample Changer<br />
2.136.0200 KF Evaporator<br />
Voltammetrie<br />
2.797.0010 797 VA Computrace für die manuelle Bedienung<br />
MVA2 VAComputraceSystem mit automatischer Standardaddition. Bestehend aus 797 VA Computrace<br />
mit zwei 800 Dosinos.<br />
MVA3 Voll automatisiertes VAComputraceSystem. Bestehend aus 797 VA Computrace mit<br />
863 Compact VA Autosampler und zwei 800 Dosinos zur automatischen Zugabe von<br />
Hilfslösungen. Ermöglicht die automatische Bearbeitung von bis zu 18 Proben. Dieses System<br />
ist die optimale Lösung für die automatische Analyse kleiner Probenserien.
Oxidationsstabilität<br />
2.873.0014 873 Biodiesel Rancimat (230 V) inklusive Software und Zubehör<br />
2.873.0015 873 Biodiesel Rancimat (115 V) inklusive Software und Zubehör<br />
Ionenchromatographie<br />
Anionen und Kationen in «Produced Water»<br />
2.881.0030 881 Compact IC pro – Anion – MCS<br />
2.881.0010 881 Compact IC pro – Cation<br />
2.850.9010 2 x 850 Conductivity IC Detector<br />
2.858.0020 858 Professional Sample Processor – Pump<br />
6.2041.440 Sample Rack 148 x 11 mL<br />
6.1006.430 Metrosep A Supp 4 250/4.0<br />
6.1007.000 Nucleosil 5SA<br />
6.6059.242 MagIC Net TM 2.0 Professional<br />
Optionen<br />
6.5330.000 Ausrüstung für Dialyse<br />
2.858.0030 858 Professional Sample Processor – Pump – Injector<br />
2.800.0010 800 Dosino<br />
6.3032.120 Dosiereinheit 2 mL<br />
6.2841.100 Waschstation zu IC Sample Processor<br />
Anionen in Benzin-Ethanol-Mischungen<br />
2.850.2150 850 Professional IC Anion – MCS – Prep 2<br />
2.850.8010 850 Conductivity IC Detector<br />
2.858.0010 858 Professional Sample Processor<br />
6.2041.390 Sample Rack 16 x 120 mL<br />
6.1006.630 Metrosep A Supp 7 250/4.0<br />
6.1006.310 Metrosep A PCC 1 HC<br />
6.1014.200 Metrosep I Trap Säule<br />
6.6059.242 MagIC Net TM 2.4 Professional<br />
Optionen<br />
2.800.0010 800 Dosino<br />
6.3032.210 Dosiereinheit 10 mL<br />
6.2841.100 Waschstation zu IC Sample Processor<br />
Combustion IC<br />
2.881.3030 <strong>Metrohm</strong> Combustion IC<br />
6.1006.520 Metrosep A Supp 5 150/4.0<br />
31
Änderungen vorbehalten<br />
Gestaltung Ecknauer+Schoch ASW, gedruckt in der Schweiz bei <strong>Metrohm</strong> AG, CH9100 Herisau<br />
8.000.5080DE – 201207<br />
petro.metrohm.com