Trong bối cảnh ngành nhiên liệu ngày càng chú trọng đến an toàn, việc tạo mùi cho khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG – Liquid Petroleum Gas) nhằm cảnh báo rò rỉ là tiêu chuẩn bắt buộc. Quá trình tạo mùi chủ yếu dựa trên các hợp chất lưu huỳnh như mercaptan (TBM – Tert – Butyl Mercaptan, EM – Ethyl Mercaptan), dimethyl sulfide (DMS) và tetrahydrothiophene (THT) nhằm đảm bảo khả năng phát hiện rò rỉ khí ngay lập tức. Tuy nhiên, phân tích định lượng các hợp chất này gặp thách thức do sự không đồng nhất của pha hơi trong quá trình lấy mẫu sự khác biệt về điểm sôi của các thành phần, ảnh hưởng đến tính chính xác của phép đo.

Đặt vấn đề

Theo tiêu chuẩn an toàn hiện hành, mẫu khí LPG được lấy từ pha hơi có xu hướng không đồng nhất. Do sự khác biệt về điểm sôi giữa các hợp chất lưu huỳnh, các thành phần này có thể phân bố không đồng đều, dẫn đến sai số đáng kể trong kết quả phân tích và ảnh hưởng đến đánh giá hiệu quả của quá trình tạo mùi.

Các phương pháp lấy mẫu và phân tích truyền thống thường yêu cầu nhiều bước thao tác thủ công, từ việc thu thập mẫu đến xử lý, làm gia tăng nguy cơ sai số và rủi ro an toàn trong môi trường dễ cháy nổ. Bên cạnh đó, việc sử dụng khí mang hoặc các thiết bị tiền xử lý phức tạp cũng làm tăng chi phí và kéo dài thời gian vận hành.

Phương pháp thủ công truyền thống

Trong các quy trình phân tích truyền thống, mẫu LPG thường được thu thập thủ công từ pha hơi của chất tạo mùi, sau đó được đưa vào hệ thống sắc ký khí để tách và định lượng các hợp chất lưu huỳnh. Mặc dù phương pháp này đã được áp dụng rộng rãi, nhưng vẫn tồn tại một số hạn chế như:

• Tính không đồng nhất của mẫu: Khi lấy mẫu từ pha hơi, do sự khác biệt về điểm sôi giữa các hợp chất, các thành phần lưu huỳnh có thể bị phân bố không đồng đều, dẫn đến sai số lớn trong định lượng.
• Quy trình thủ công nhiều công đoạn: Việc thu thập mẫu và xử lý thủ công có thể làm gia tăng sai số, đồng thời tăng rủi ro cháy nổ do tiếp xúc với môi trường khí dễ cháy.
• Yêu cầu thiết bị phụ trợ phức tạp: Yêu cầu sử dụng khí mang và các thiết bị tiền xử lý không chỉ làm tăng chi phí vận hành mà còn kéo dài thời gian phân tích

Giải pháp sắc ký khí online kết hợp van lấy mẫu LPG từ Reecotech

Để khắc phục những hạn chế trên, Reecotech đề xuất giải pháp tiên tiến kết hợp giữa van lấy mẫu LPG chuyên dụng và thiết bị phân tích tự động energyMEDOR® của Chromatotec, giúp tối ưu quy trình phân tích LPG bằng cách loại bỏ các sai số của phương pháp truyền thống theo nguyên lý vận hành sau:

• Lấy mẫu pha lỏng trực tiếp: Mẫu LPG dạng lỏng được thu thập trực tiếp qua van lấy mẫu chuyên dụng, đảm bảo tính đại diện của mẫu và loại bỏ sai số do hiện tượng phân tách không đồng nhất khi lấy mẫu từ pha hơi.
• Chuyển đổi pha có kiểm soát: Tiếp theo, mẫu LPG lỏng được hóa hơi trong bộ bay hơi điều áp, đảm bảo rằng tất cả các hợp chất lưu huỳnh, bao gồm H₂S, mercaptan, DMS, và THT, được chuyển hoàn toàn sang pha khí mà không xảy ra thất thoát hoặc phân hủy do nhiệt.
• Tách và phân tích sắc ký khí: Mẫu khí sau đó được tiêm vào cột sắc ký khí của máy phân tích tự động energyMEDOR®. Tại đây, các thành phần lưu huỳnh được tách riêng bằng hệ thống sắc ký khí hiệu năng cao (GC), dựa trên sự khác biệt về thời gian lưu và ái lực của chúng với pha tĩnh , cho phép định lượng chính xác ở mức ppb – ppm.
• Phát hiện chuyên biệt và hiệu chuẩn tự động: Hệ thống tích hợp đầu dò điện hóa chuyên biệt cho lưu huỳnh cùng với ống khuếch tán thẩm thấu hiệu chuẩn nội bộ, đảm bảo độ chính xác và ổn định của kết quả phân tích trong thời gian dài.
• Truyền dữ liệu theo thời gian thực: Cuối cùng, kết quả phân tích được xử lý và truyền tải theo thời gian thực qua giao thức Modbus, hỗ trợ giám sát liên tục và quản lý chất lượng LPG chặt chẽ và nâng cao tính an toàn trong vận hành.

Ưu điểm:

• Thời gian phân tích cho mỗi chu trình sắc ký kéo dài khoảng 10 phút, với thể tích mẫu chỉ 1 μL, phù hợp để định lượng chính xác các hợp chất lưu huỳnh ở mức nồng độ rất thấp (ppb/ppm).
• Lấy mẫu trực tiếp từ pha lỏng và hệ thống tự động hóa giúp giảm thiểu sai số do thao tác thủ công, tăng độ chính xác trong phân tích định lượng.
• Không yêu cầu sử dụng khí phụ trợ đặc biệt; chỉ cần N₂ hoặc không khí giúp đơn giản hóa vận hành và giảm chi phí tiêu hao.
• Hệ thống đáp ứng tiêu chuẩn ASTM D7493-08 và đạt chứng nhận an toàn cháy nổ trong môi trường nguy hiểm theo ATEX, IECEX Zone 1 và CSA C1D2.
• Tích hợp phần mềm điều khiển Vistachrom, hỗ trợ kết nối dữ liệu thời gian thực qua giao thức Modbus, giúp giám sát và quản lý chất lượng LPG hiệu quả.

Giải pháp sắc ký khí online của Reecotech không chỉ khắc phục những hạn chế của phương pháp phân tích truyền thống mà còn mang lại hiệu suất phân tích cao, độ chính xác vượt trội và tính ổn định lâu dài. Việc lấy mẫu trực tiếp từ pha lỏng kết hợp với quy trình tự động hóa cao giúp tăng cường khả năng kiểm soát và giám sát chất lượng LPG, từ đó góp phần nâng cao tiêu chuẩn an toàn và đảm bảo chất lượng sản phẩm trong ngành công nghiệp khí hóa lỏng (LPG).