Пробоотборники для сжиженных углеводородных газов

Сжиженные углеводородные газы (СУГ) относятся к сложным аналитическим объектам. Несмотря на то, что их качественный состав вполне предсказуем и гораздо проще, чем у биологических объектов, нефти или бензинов, анализ сжиженного газа всегда сопряжен с риском получения недостоверных и невоспроизводимых результатов. Основная сложность в получении правильных результатов связана с широким диапазоном температур кипения компонентов СУГ и зависимостью агрегатного состояния от температуры. Поэтому крайне важным этапом анализа СУГ является пробоотбор. 

Для того, чтобы обеспечить согласованность результатов, полученных лабораториями производителя (поставщика), покупателя и органами государственного надзора, еще в 1978 г был разработан ГОСТ 14921, в котором стандартизованы не только процедуры пробоотбора, но и конструкции пробоотборников «ПГО 50», «ПГО 400», «ПУ 50», «ПУ 400». Пробоотборник ПГО и пробоотборник ПУ до настоящего времени остаются основными видами лабораторного оборудования для отбора проб СУГ и сжиженного нефтяного газа.

Производители пробоотборников ПУ и ПГО

Поскольку пробоотборники «ПГО 50», «ПГО 400», «ПУ 50», «ПУ 400» применяют для последующего хроматографического анализа, их производство и поставка организованы в известных российских центрах газовой хроматографии, городах Дзержинск (ООО «Лабораторные технологии»), и Йошкар-Ола (ЗАО «Хроматек»). Поставкой пробоотборников занимаются многие фирмы, торгующие лабораторным оборудованием и приборами. Они порой умалчивают информацию о реальных производителях, однако из официальных документов следует, что сертификат соответствия ТУ 4318-002-95622738-2013 на пробоотборники ПУ и ПГО выдан ООО «Лабораторные технологии», зарегистрированной в г. Дзержинск.

ООО «Лабораторные технологии» на сайте, посвященном проотборникам, декларирует, что пробоотборник ПГО-50 только ее производства оснащен патрубком для слива в точности соответствующим требованиям ГОСТ 14921-78. Эта фирма, а так же ее партнер НПФ «Агат» (известный своим производством микрошприцов для хроматографии), как правило, имеет складские запасы пробоотборников ПУ и ПГО, что повышает оперативность поставки. 

Компания «Хромос» (г. Дзержинск) приостановила выпуск пробоотборников, но на ее мощностях по заказам покупателей пробоотборники периодически изготавливает ООО «Хромлаб-Д». Возможно, именно там производятся пробоотборники, поставляемые дзержинской ассоциацией малых предприятий «САТ» наряду с другим лабораторным оборудованием.

В Йошкар-Оле ситуация яснее. Производителем пробоотборников является ЗАО «Хроматэк». Мощная компания хорошо известная своим лабораторным оборудованием и приборами разработала ТУ 3689-019-12908609-2011 и получила сертификат соответствия пробоотборников собственного производства техническому регламенту о безопасности машин и оборудования. 

Конструктивные особенности пробоотборников ПУ и ПГО

Основные требования к пробоотборникам для сжиженных газов – возможность работы под давлением не менее 4,9 МПа, герметичность при хранении и транспортировки пробы и возможность создания над жидкой фазой пробы газообразной «подушки». Причем распределение компонентов между газовой и жидкой фазой должно быть воспроизводимо для всех пробоотборников независимо от их конструкции и производителя.

Главное отличие пробоотборника ПУ от пробоотборника ПГО заключается в применяемой запорной арматуре. ПУ-50 и ПУ-400 имеют уплотнительные кольца с запирающими втулками оригинальной конструкции, которые открывают и запирают поток газа путем вращения их вокруг оси пробоотборника. Пробоотборники серии ПГО снабжены стандартными вентилями с присоединительной трубной резьбой ½ дюйма. 

Материал пробоотборников, предписанный ГОСТом – нержавеющая сталь марки 12Х18Н10Т. При этом в вентилях у пробоотборников ПГО могут быть использованы и другие материалы. Поскольку резьбовые соединения и другие трущиеся поверхности из нержавеющей стали сложны в изготовлении и склонны к «закусыванию», нередко предлагаются вентили из никелированной латуни. Хроматек, в основном, предлагает модификации вентилей для ПГО 50 и ПГО 400, в которых уплотнение производится по контакту металла с полиамидным полимером. Такой вариант обеспечивает легкую герметизацию, но уплотнение «металл по металлу» применимо в более широком диапазоне температур. 

Если отбор сжиженного газа в пробоотбрники ПУ или ПГО производят исключительно для определения углеводородного состава СУГ, то рационально приобретать стальные пробоотборники с латунными вентилями. Если же требуется определение микропримесей, с первую очередь – серусодержащих компонентов, то поверхность стали и латуни недостаточно инертна.

Производители пробоотборников ПУ и ПГО решают эту проблему двумя способами: применение металла более инертного по отношению к сульфидам или покрытие внутренней поверхности пробоотборника фторопластом. ООО «Лабораторные технологии» предлагает латунь ЛС59 в качестве материала для пробоотборников, предназначенных для анализа микропримесей, в том числе и серусодержащих. 

В ЗАО «Хроматэк» для анализа сжиженного газа на содержание сероводорода и меркаптанов специально разработаны пробоотборники ПГО-50АЛ. Корпуса их выполнены из сплава на основе алюминия, а вентили изготовлены полностью из нержавеющей стали. Поскольку Хроматек имеет сильную исследовательскую группу, занимающуюся разработкой и адаптацией методик, то можно надеяться, что потери сероводорода и меркаптанов при хранении пробы в ПГО-50АЛ будут действительно незначительными. 

К сожалению, производители из Дзержинска и Йошкар-Олы не приводят экспериментальных данных, позволяющих быть уверенным в отсутствии значительных потерь микропримесей сероводорода и меркаптанов на латуни и алюминии. Поэтому более правильным представляется применение пробоотборников типа ПУ или ПГО футерованных фторопластом.

Правильная эксплуатация пробоотборников

Пробоотборники типа ПУ и ПГО используются для отбора проб взрывоопасных веществ, поэтому их правильное использование – вопрос не только достоверности результатов, но и безопасности. По возможности следует использовать минимальный объем пробы. Если планируется только хроматография, то достаточно взять ПУ-50 или ПГО-50, содержащие всего 50 мл сжиженного газа. ПУ-400 и ПГО-400 нужны, если предполагается применение химических методов, требующих большего количества пробы. 

Как и предписано в ГОСТе, необходимо регулярно контролировать герметичность пробоотборников, продувать их воздухом, инертным газом, пропаривать. Резьбовые соединения в некоторых случаях требуют специальной смазки.

Для предотвращения выхода из строя дозирующих устройств хроматографа механическими примесями в сжиженном газе ЗАО «Хроматэк» разработало специальные фильтры, устанавливаемые на входе и выходе пробоотборника. Фильтры могут использоваться и с пробоотборниками производства ООО «Лабораторные технологии».