Elemental analysis of marine fuels

Význam tématu

Analýza prvků v těžkých lodních palivech je zásadní pro zajištění spolehlivosti a dlouhé životnosti námořních motorů. Přítomnost kontaminantů jako síra, vanad, nikl či hliník v kombinaci s vysokou viskozitou paliva může způsobovat abrazi, korozi a nadměrné emise, což má významný dopad na provozní náklady a plnění mezinárodních standardů.

Cíle a přehled studie / článku

Článek představuje aplikaci metody vlnově disperzní rentgenové fluorescence (WDXRF) na spektrometru ARL OPTIM’X pro rychlé a přesné stanovení prvků v těžkých marinních palivech. Hlavním cílem je ověřit splnění parametrů citlivosti a opakovatelnosti požadovaných normou ISO 8217.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika využívá přímou analýzu bezředěných vzorků vysoce viskózních paliv pomocí plastových buněk se 4 μm polypropylénovou fólií a tokem hélia pro minimalizaci absorpce vzduchu. Spektrometr ARL OPTIM’X pracuje s nízkoenergetickou 50W Rh rentgenovou trubicí se speciálními Ultra Closely Coupled Optics, přičemž lze použít i výkonější 200W verzi pro dosažení nižších mezí detekce nebo zkrácení doby měření. Součástí je i SmartGonio goniometr pro sekvenční měření a volitelné pevné monochromátory pro vybrané prvky.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosahuje mezí detekce v řádu jednotek ppm pro klíčové prvky: Al 3–4 ppm, Si ~3 ppm, P 1,5–2 ppm, S 1,2–1,7 ppm, Ca 1,5–1,7 ppm a V, Fe, Ni, Zn pod 1 ppm. Opakovatelnost pro vzorek se 2,1 % hmot. síry vykázala standardní odchylku 0,44 % RSD během dvou měsíců bez nutnosti kalibrace. Konfigurace s pevným kanálem dále zlepšuje citlivost a zkracuje dobu analýzy.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá analýza bez předchozího ředění vzorků
• Široký dynamický rozsah od jednotek ppm až po procenta hmotnosti
• Vysoká přesnost, stabilita a opakovatelnost výsledků
• Splnění limitů pro prvky dle ISO 8217 v lodních palivech

Budoucí trendy a možnosti využití

Dalším směrem je širší využití vyššího výkonu X-trubice pro dosažení ještě nižších mezí detekce a zkrácení doby měření. Technologie WDXRF může být rozšířena na on-line monitoring kvality paliv, kontrolu dalších surovinových toků a multidisciplinární aplikace v petrochemii.

Závěr

Spektrometr ARL OPTIM’X s WDXRF technikou nabízí efektivní a spolehlivou analýzu těžkých lodních paliv, splňuje přísné požadavky ISO 8217 a přináší laboratorím i průmyslu výhody v podobě nízkých provozních nákladů, rychlosti a vysoké kvality výsledků.

Reference

• International Sustainable Energy Exchange, Residual Fuel Oil and Residual Marine Oil (2008)
• Jones R.L., US Patent 5312585: Corrosion inhibition in high temperature environment (1993)
• Institut Français du Pétrole-Lyon, Direction Physique et Analyse, Vernaison, France (2004)