Quantitative Analysis of MEA-Triazine Hydrogen Sulfide Scavengers Through Innovative Transmission FTIR Spectroscopy

Význam tématu

Odstraňování sirovodíku z ropných a plynárenských proudů je klíčové pro bezpečnost procesu a kvalitu produktů. MEA-triazine patří mezi nejúčinnější chemické scavengery H2S, ale jeho vysoká viskozita a vodné prostředí komplikují kvantitativní analýzu tradičními postupy.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout rychlou, spolehlivou a snadno proveditelnou metodu pro měření koncentrace MEA-triazinu ve vodných roztocích pomocí infračervené spektroskopie v transmisním režimu. Studie demonstruje možnosti modulu DialPath na spektrometru Agilent Cary 630 FTIR pro efektivní stanovení při minimálním objemu vzorku.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky a standardy MEA-triazinu (15 až 75 hmotnostních procent) byly připraveny v demineralizované vodě a doplněny interferujícími přísadami methanolem a isopropanolem. Spektra se snímala na Agilent Cary 630 FTIR spektrometru vybaveném modulem DialPath s optickými drahami 50 µm. Parametry měření: 32 skenů, spektrální rozsah 4000 až 650 cm–1, rozlišení 4 cm–1, objem vzorku pouze 7 µl.

Hlavní výsledky a diskuse

Pro kvantifikaci byla vybrána vrstva mezi 1284,07 a 1203,93 cm–1 odpovídající charakteristickým pásům MEA-triazinu. Kalibrační křivka založená na zákonu Beer-Lambert prokázala vynikající linearitu s korelačním koeficientem R2 = 0,9993. Křížová validace ukázala maximální chybu 0,12 procentního bodu. Přidání methanolu vedlo k mírnému podhodnocení koncentrace (do 0,98 procentního bodu), zatímco isopropanol způsobil nárůst rozdílů až na 6,55 procentního bodu, což je způsobeno novými absorpčními pásy v analyzované oblasti.

Přínosy a praktické využití metody

• Minimální objem vzorku a rychlá příprava bez nutnosti montáže měřicí cely
• Eliminace problémů s bublinami, úniky a křehkostí tradičních buněk
• Možnost volby optické dráhy pro minimalizaci interference vody
• Vysoká přesnost díky vestavěným kontrolám v softwaru MicroLab Quant

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se širší využití transmissní FTIR spektroskopie pro inline monitoring chemických reagencí a kontinuální kontrolu procesu. Dalšími směry jsou vývoj kalibrací pro různé přísady a automatizace přípravy vzorků pro vysokoprocesní prostředí.

Závěr

Metoda kombinující Agilent Cary 630 FTIR spektrometr a modul DialPath nabízí přesnou, rychlou a uživatelsky přívětivou analýzu MEA-triazinu ve vodných roztocích. Jednoduchá manipulace a spolehlivé výsledky ji předurčují pro rutinní laboratorní i provozní nasazení v petrochemickém průmyslu.

Reference

1. Agbroko O. et al. A Comprehensive Review of H2S Scavenger Technologies from Oil and Gas Streams. ChemBioEng Rev. 2017;4(6):339–359.
2. Wylde J. J. et al. Formation, Chemical Characterization, and Oxidative Dissolution of Amorphous Polymeric Dithiazine during Use of Monoethanolamine-Triazine. Energy Fuels. 2020;34(8):9923–9931.
3. Benhabib M. et al. Quantitative Analysis of Triazine-Based H2S Scavengers via Raman Spectroscopy. Ind Eng Chem Res. 2021;60(44):15936–15941.
4. Nunes Ferreira F. et al. Determination of Low-Molecular-Weight Amines and Ammonium in Saline Waters by Ion Chromatography After Steam Distillation. J Sep Sci. 2016;39(8):1454–1460.
5. Wystrach V. P. et al. Preparation of Ethylenimine and Triethylenemelamine. J Am Chem Soc. 1955;77(22):5915–5918.
6. Wylde J. J. et al. Scavenging Alkyl Mercaptans: Elucidation of Reaction Mechanisms and Byproduct Characterization. Energy Fuels. 2020;34(11):13883–13892.