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Petrochemie Wägen und Analysieren im Labor 7 News Bessere Basenzahlen mit schneller konduktometrischer Titration An sich ist die Messung des Säuregehalts in Schmierstoffen oder die Ermittlung der Basenzahl per Titration einfach. In der Praxis stellt sie allerdings eine echte Herausforderung dar. Für schnellere Ergebnisse, Konsistenz und Wiederholbarkeit sorgt die konduktometrische Titration gemäss Standard IP400. Mit dem neuen Excellence T70 profitieren Benutzer von den Vorteilen dieser Standard-Bestimmung. Herausforderungen bei potenziometrischen Titrationen Potenziometrische Titrationen zur Bestimmung der Säuren- oder Basenzahlen gemäss IP177/276 sind meist sehr zeitaufwändig. Potenziometrische Elektroden erfordern eine langwierige Konditionierung und die Qualität der Ergebnisse hängt stark von der sorgfältigen Vorbereitung des Systems (Titer-, Blindwert und Pufferwerte) ab. Eine gute Alternative dazu ist die konduktometrische Titration gemäss dem Standard IP400. Sie liefert präzise und genaue Ergebnisse für die Basen- und Säurezahl mit stabilen Signalen und ohne zeitraubende Konditionierschritte der Elektrode zwischen den einzelnen Analysen. Ausser- PetrochemicalsNews_7_de_080811.i1 1 dem liegt die Nutzungsdauer des konduktometrischen Sensors weit über der eines potenziometrischen Sensors. Vor diesem Hintergrund bietet METTLER TOLEDO eine einzigartige und absolut normgerechte Lösung, bei welcher der Leitfähigkeitssensor InLab®718 mit der Leitfähigkeitsfunktion des Titrators Titration Excellence T70 kombiniert ist. Ein Titrationsbeispiel Das Öl wird in 60 ml eines Lösungsmittelgemisches aus 2-Propanol/Wasser/Toluol (45/5/50 Vol-%) gelöst und mit 0,1 mol/l HCl in 2-Propanol bis zum Äquivalenzpunkt titriert. Die Titration kann mit dem Probenwechsler Rondo 20 vollautomatisch ablaufen (Abb. 1, Folgeseite). Nach 2008-08-11 10:26:42 One Click® Titration Abbildung 1: Titrationssystem bestehend aus T70/InLab®718/Rondo 20 für die vollautomatische Bestimmung der BN gemäss IP400 (mit Vorrichtung CoverUp™ für den Umgang mit dem Deckel). erfolgter Titration wird das Gemisch mit der Peristaltikpumpe SP250 in den Abfallbehälter gefördert. Der Leitfähigkeitssensor wird nach erfolgter Messung sorgfältig mit der PowerShower™ gespült, wobei die Spülflüssigkeit ebenfalls in den Abfallbehälter gepumpt wird. Ölart Stichprobenumfang Auswertung der Ergebnisse Die Ergebnisse der konduktometrischen Titration stimmen sehr gut mit den Vergleichswerten überein und weisen eine hohe Präzision auf (Tabelle 1). Die Unterschiede in den BN-Werten aus der konduktometrischen oder potenziometrischen Titration erklären sich durch Probenzahl [g] Schneidöl (BN = 20) 1,5 BN-Mittelwert [mg KOH/g] 6 18,95 srel [%] 0,32 das unterschiedliche Alter der Proben zum jeweiligen Analysezeitpunkt. Nach Titriermittelzugabe stabilisieren sich die Messwerte in weniger als 5 Sekunden, wobei eine Abnahme des dE/dt-Quotienten keinerlei Einfluss auf die Genauigkeit der Messergebnisse hat. Mittlere Titrationszeit/ Probe [min] 2,7 Vergleichswert BN [mg KOH/g]* 17,8 Abweichung BNMittelwert vom BN-Vergleichswert [%] 6,6 Motoröl 1,0 6 10,9 0,51 2,5 10,8 0,9 Dieselöl 0,25 6 38,5 0,56 2,5 40,4 -4,9 Tabelle 1: Ergebnisse konduktometrischer und potenziometrischer BN (Basenzahlen)-Titrationen von Ölen. * Die BN-Vergleichswerte wurden mittels potenziometrischer Titration gemäss ISO 3771/ASTM D4739 bestimmt. Herausgeber Mettler-Toledo AG Laboratory & Weighing Technologies Im Langacher CH-8606 Greifensee, Schweiz Produktion Segment Marketing LAB Schweiz Technische Artikel Mettler-Toledo AG - Laboratory & Weighing Technologies - Analytical Instruments 11794399 40.11 Eine wirklich leistungsstarke Lösung Der METTLER TOLEDO-Titrator Titration Excellence T70 und der Probenwechsler Rondo 20 ergeben zusammen ein vollautomatisches leistungsstarkes Titrationssystem, mit dem Sie Routinearbeiten im Labor wesentlich schneller und effizienter erledigen können. ` www.mt.com/one-click-titration Technische Änderungen vorbehalten. © Mettler-Toledo AG 08/08 Gedruckt in der Schweiz. 2 METTLER TOLEDO PetrochemieNews 7 PetrochemicalsNews_7_de_080811.i2 2 2008-08-11 10:26:43 Halogen Moisture Analyzer Flüchtige Komponenten in Harzen mit dem Halogen Moisture Analyzer Asian Paints, der indische Marktführer für Farben, versucht den Feststoffgehalt in Farbrezepturen zu erhöhen und damit gleichzeitig den Bedarf an Lösungsmitteln zu senken. Um die Leistungsfähigkeit derartiger, mit Feststoffen angereicherter „fester Farben“ sicherzustellen, müssen neue Harze entwickelt werden. Halogen Moisture Analyzers von METTLER TOLEDO erleichtern die Forschungsarbeit, da sie den Gehalt an flüchtigen Bestandteilen in den Harzen schnell und präzise ermitteln können und die Ergebnisse reproduzierbar sind. Feststoffgehalt in Farben erhöhen Asian Paints, Indiens grösster Hersteller von Farben, betreibt 29 Produktionsanlagen, in denen Pigmente, Binde- und Lösungsmittel hergestellt werden und liefert seine für den dekorativen und industriellen Einsatz entwickelten Produkte an Kunden in über 60 Ländern. Das F&EZentrum in Mumbai beschäftigt sich zur Zeit vorrangig mit Harzen zur Herstellung von Farben mit hohem Feststoffgehalt und reduziertem Lösungsmittelanteil. Harze oder Bindemittel sind Polymere, die nach dem vollständigen Verdunsten des Lösungsmittels zusammen mit den Pigmenten die Farbschicht bilden. Während der Synthese von Harzen im Labormassstab, kann der Polymerisationsfortschritt durch Ermittlung des Gehalts an flüchtigen Bestandteilen überwacht werden. Polymerisationskontrolle mit dem Halogen Moisture Analyzer HB43 Bei den Alkylharzen, dem Hauptgeschäftssegment von Asian Paints, liegt der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen im Bereich zwischen 20 und 40 % und wird durch einstündiges Trocknen in einem Ofen bei 120 °C bestimmt. Dieselben Ergebnisse erzielt man wesentlich schneller durch den Einsatz des HB43 Halogen Moisture Analyzer von METTLER TOLEDO. Nachdem 1 g Probenmaterial auf eine Unterlage aus Glasfaser aufgetragen wurde, beginnt unverzüglich der Heizzyklus. Bei einer Temperatur von 140 °C verdunsten die flüchtigen Komponenten und der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen wird innerhalb von 6 Minuten gemessen. Der leitende Wissenschaftler Syed Haseebuddin ist mehr als zufrieden, denn der HB43 bringt spürbare Erleichterung bei der Entwicklungsarbeit: „Die Ergebnisse sind schnell verfügbar und sehr gut reproduzierbar - wir können mit dem HB43 unsere Versuchsreihen deutlich effizienter abarbeiten.“ Schnell und zuverlässig − so unterstützt METTLER TOLEDO Asian Paints bei der Entwicklung neuer Farbrezepturen. Halogen Moisture Analyzer HB43 ` www.mt.com/HB43 METTLER TOLEDO PetrochemicalsNews_7_de_080811.i3 3 PetrochemieNews 7 3 2008-08-11 10:26:45 Mikrowaagen Eine erstklassige Wahl Mikro- und Ultramikrowaagen von METTLER TOLEDO METTLER TOLEDO hat erst kürzlich die neue Generation Ultramikrowaagen XP6U und XP2U sowie die Mikrowaage XP6 eingeführt. Diese Waagen wurden entwickelt, um Effizienz, Produktivität und Zuverlässigkeit im Labor deutlich zu erhöhen. Wir sprachen mit dem Projektleiter für die neuen Mikrowaagen Kaspar Dieffenbacher und fragten ihn, ob er uns über die Innovationen Auskunft geben könne und was diese für den Anwender bedeuten. Kaspar Dieffenbacher, Projektleiter F&E N Kaspar, was macht die neuen Ultramikrowaagen so interessant? Mengen mit so hoher Präzision gewogen werden können. „0,0000001 Gramm“ - allein schon dieser Wert ist schwer zu begreifen! Die Grenzen des technisch Machbaren immer weiter zu verschieben, ist eine grosse technische Herausforderung. Witzigerweise passierte Folgendes: als ich mich bemühte, diesen Wert zu verstehen, programmierte ich die Waage auf die Einheit Mikrogramm. Es ist viel einfacher, ein Gewicht von 0,1 μg abzulesen. Proben in diesem Wägebereich sind eben unglaublich klein. Es ist wirklich unglaublich, dass derart winzige N Was sind die grössten Herausforderungen bei der Entwicklung einer Mikrowaage? Die richtigen Leute zu finden, die das Händchen und die Geduld haben, der Waage diese Leistungen zu entlocken. Eine Mikrowaage zu entwickeln ist keine einfache Aufgabe. Es ist eine langwierige Angelegenheit, bei der Ingenieurskunst, Wissen und Erfahrung gefragt sind. Tausende Stunden gehen in die Optimierung und Weiterentwicklung jeder neuen Mikrowaage ein, und genau das ist der Unterschied zwischen einer schlechten, einer guten und einer absolut überragenden Mikrowaage. N Was macht dann eine hervorragende Mikrowaage aus? Eine wirklich hervorragende Mikrowaage erbringt innerhalb der grundlegenden Parameter Wiederholbarkeit, Abweichung vom Nominalgewicht und Linearität absolute Spitzenleistungen. Man muss nachdrücklich darauf hinweisen, dass je geringer die Gewichte sind, desto grösser auch die relativen Fehler werden. Die Unterschiede zwischen keinem Gewicht und einem Gewicht von wenigen Mikrogramm SmartSens-Infrarotsensoren für berührungslose Bedienung. Individuell einstellbarer farbiger Touchscreen und intuitive Benutzeroberfläche. 4 METTLER TOLEDO PetrochemieNews 7 PetrochemicalsNews_7_de_080811.i4 4 2008-08-11 10:26:47 Kaspar Dieffenbacher, Elektronikingenieur, ist seit 1. Januar 1978 bei METTLER TOLEDO. Er leitete verschiedene Projekte in der Produktentwicklung, einschliesslich der Entwicklung der neuen Ultramikrowaagen. NZuverlässige Ergebnisse - optimale Mess- leistung in Sekundenschnelle NSpart Kosten - dank verbesserter Wiederhol- barkeit und kürzerer Einschwingzeit NIntuitive und einfache Bedienung - mit farbigem Touchscreen und SmartSens sind derart klein, dass bereits ein winziger Fehler dramatische Auswirkungen hätte. Unsere neue Mikrowaage XP6U beispielsweise weist eine Auflösung von 61 Millionen Punkten mit einer Wiederholbarkeit von unter 0,25 μg bei einer Last von 200 mg auf. Das bedeutet, dass die Fehlerquote bei 0,00000125 % liegt! der durch falsche Bedienung entsteht, schwerwiegend wäre. Eine gute Mikrowaage ist immer nur so gut, wie derjenige, der sie bedient. Daher sind zunächst eine Schulung und gute Benutzerführung wichtig, um am Ende einen wirklich guten „Mikrowaagenspezialisten“ zu haben. N Verraten schwierig, eine derartig hochpräzise Waage zu bedienen? Sie uns doch einmal, was denn an den neuen XP-Mikrowaagen so besonders ist in puncto Funktionsumfang und Vorteile für unsere Kunden? Im Prinzip kann eine solche Mikrowaage wie jede andere Waage bedient werden. Sie ist nicht so anfällig, wie man vielleicht glaubt. Die Waage ist dank ihres soliden Metallgehäuses und ihrer äusserst sorgfältigen Herstellung sehr robust und verfügt über einen Überlastschutz. Es liegt natürlich auf der Hand, dass ein Fehler, Die neuen Waagen der Reihe XP6/XP2U/ XP6U sind ein Meilenstein in der Geschichte der Mikrowaagenentwicklung. Erstens können Anwender die Mindesteinwaage gemäss ihren eigenen Toleranzen absenken, weil die Wiederholbarkeit bei diesem Produkt gesteigert wurde. Mit anderen Worten: unsere Kunden können N Das ist ziemlich wenig. Ist es nicht sehr Einsparungen beim Einwiegen wertvoller oder toxischer Substanzen erzielen. Zweitens haben wir die Einschwingzeit der XP6 auf 8 Sekunden reduziert. Das erhöht nicht nur den Probendurchsatz, sondern steigert auch die Produktivität. Zu guter Letzt haben wir unsere neuen Waagen mit einem farbigen Touchscreen ausgestattet. Die übersichtlich gestaltete und individuell anpassbare farbige Benutzeroberfläche im Zusammenspiel mit dem SmartSens-Infrarotsensor, mit dem die Waage berührungslos bedient werden kann, tragen dazu bei, Bedienerfehler zu vermeiden und ermöglichen wesentlich mehr Sicherheit beim Wägen. N Vielen Dank für diese Informationen, Kaspar. ` www.mt.com/micro METTLER TOLEDO PetrochemicalsNews_7_de_080811.i5 5 PetrochemieNews 7 5 2008-08-11 10:27:00 Lasentec® Forschung zur Flow Assurance voranbringen In-situ-Partikelmessung Die Sicherstellung der Fliessfähigkeit (Flow Assurance) ist ein grosses Problem bei der Rückgewinnung und dem Transport von Öl. Partikel und Tröpfchen wie Gashydrate, Wachse, Asphaltene und Wasser-Öl-Emulsionen können erhebliche Kosten verursachen. Die Lasentec ®-Technologie von METTLER TOLEDO kann Partikel und Tröpfchen direkt im Öl messen, um festzustellen, welche Faktoren als Fliessverhinderer in Frage kommen und um mögliche Lösungen für das Problem zu testen. Die Probleme der Flow Assurance Im Zusammenhang mit Flow Assurance tauchen mehrere Probleme bei Förderung, Rückgewinnung und Transport von Öl auf. Beispielsweise kann bei extremen Temperaturen und Drücken Methan-Gashydrat auskristallisieren, oder es kommt zur Ausfällung von Asphaltenen in Pipelines. Erfolgt keine gezielte Überwachung, können sich unter Umständen Hydratkristalle oder Asphaltenpartikel derart zusammenballen, dass sie die Pipeline zusetzen. Das kann extrem teuer werden, da Ablagerungen oder Verstopfungen massiven Schaden am Erdölreservoir anrichten und die Ölproduktion beeinträchtigen können Daher ist es äusserst wichtig zu untersuchen, wie Zusätze eingesetzt werden können, um die Entstehung von Agglomerationen und Ausfällungen verstehen, kontrollieren und optimieren zu können. Bei der Ölrückgewinnung und für den Transport wird Wasser in das Bohrloch geleitet, um das Öl zu verdrängen. Zum Schluss müssen Wasser und Partikel mit physikalischen oder chemischen Methoden aus dem Öl entfernt werden. Aus diesem Grund ist zunächst eine Quantifizierung des Wasser- bzw. Partikelgehalts im Öl vor und nach den Verfahrensschritten notwendig. Mit Hilfe der Lasentec®-Tropfenanalyse erfolgen beispielsweise Untersuchungen zum Deemulgieren, um den Separationsprozess Öl/Wasser unter Verwendung unterschiedlicher Arten und Konzentrationen von Additiven zu optimieren. In-situ-Messung zur Aufklärung und Lösung von Problemen im Zusammenhang mit der Flow Assurance Auf Sensoren basierende Lasentec®-Tools eignen sich hervorragend zur Charakterisierung von Methangashydraten, Asphaltenpartikeln und Ölemulsionen. Häufig Abb. 1: Untersuchung der Entstehung von Rohölemulsionen und ihrer Stabilität. Lasentec® wird zur Charakterisierung von Tröpfchenzahl und Tröpfchengrösse eingesetzt, um den Einfluss von Wassertropfen auf die Trennleistung in einem Hydrozyklon im Modell abzubilden. Abb. 2: In-situ-PVM®-Aufnahme von Wassertropfen und Hydratkristallen in Rohöl, das unter hohem Druck steht. 6 METTLER TOLEDO PetrochemieNews 7 PetrochemicalsNews_7_de_080811.i6 6 2008-08-11 10:27:04 sind bei den herrschenden Bedingungen (Hochdruck), unter denen Hydratkristalle entstehen oder es zu Asphaltenausfällungen kommt, Probenahmen extrem schwierig. Partikel- und Tröpfchensysteme reagieren äusserst empfindlich auf Temperatur- und Druckschwankungen. Zudem erfordern alle „Offline-Techniken“ stark verdünnte Proben, um einfache Messungen zu ermöglichen. Leider besitzt die Messung verdünnter Proben keine besonders repräsentative Aussagekraft über das tatsächliche System und liefert eine nur sehr begrenzte Information. Mit Lasentec® und PVM®-Sensoren können Wissenschaftler das gesamte dynamische Partikel- und Tropfensystem in Rohöl unter Prozesstemperaturen und -drücken verfolgen, ohne dass Proben gezogen oder verdünnt werden müssten. Lasentec® ` www.mt.com/ac-flow-assurance Die Instrumente der Reihe Lasentec® D600 arbeiten mit Sensoren und können auch direkt in unter Druck stehende Pipelines oder Behälter eingebaut werden, um die Bildung von Hydraten oder die Ausfällung von Wachsen im Rohöl zu messen. METTLER TOLEDO PetrochemicalsNews_7_de_080811.i7 7 PetrochemieNews 7 7 2008-08-11 10:27:05 Neue Produkte und Technologien von METTLER TOLEDO METTLER TOLEDO bietet leistungsfähige Lösungen, die das Arbeiten in Laboratorien weltweit erleichtern. Durch die Kombination unserer modernen Technologien mit einer hohen Anwendungskompetenz legen wir uns auf starke Werte fest: akkurate Ergebnisse und unerreichte Produktivität. Wägelösungen und Analytische Instrumente Erste Wahl bei wertvollen Proben Das Probengewicht so klein wie möglich halten bedeutet enorme Kosteneinsparungen beim Wägen wertvoller oder toxischer Substanzen. Die neue XP6U/XP2U-Ultramikrowaage und die XP6Mikrowaage wurden zur Steigerung der Effizienz sowie für eine höhere Zuverlässigkeit und Netzwerkkompatibilität entwickelt. www.mt.com/micro XP505 Komparator Spitzenleistung bis zu 520 g Der neue Komparator XP505 bietet eine Kapazität von 520 g und eine einzigartige Ablesbarkeit von 0,01 mg über den gesamten Messbereich. Mit demXP505 kann man auch in schwere Tarabehälter einwiegen oder kleinste Gewichtsunterschiede bei schweren Proben ermitteln. Das intuitiv zu bedienende Touchscreen-Display und die berührungslose Bedienung macht ihn zur ersten Wahl für anspruchsvolle Anwendungen in der Petrochemie. www.mt.com/comparators Charakterisieren Sie Ihre Chemie mit ReactIR™ 45m ReactIR™ 45m ist ein Hochleistungssystem zur in-situ-Reaktionsanalyse auf Grundlage der FTIR Technik für Chemiker/Chemieingenieure, die ein Höchstmass an Präzision für kinetische Untersuchungen und quantitative Analysen benötigen. Das ReactIR™ 45m liefert Informationen in Echtzeit und ermöglicht somit dem wissenschaftlichen Personal den direkten Vergleich der Auswirkung unterschiedlicher Reaktionsbedingungen auf den Umsatz - das spart in erheblichem Umfang Entwicklungszeit und schont wertvolle Ressourcen. www.mt.com/Reactir45m One Click® Wassergehaltsbestimmung Einfach und sicher Die Wassergehaltsbestimmung in der petrochemischen Industrie gelingt einfach und sicher mit der neuen Produktreihe von Karl Fischer Titratoren mit einzigartigem Bedienkomfort über Touchscreens und benutzerspezifischen Schnelltasten. Jeder Benutzer kann Routineaufgaben mit der One Click®-Funktion starten. Der Solvent Manager wird vom Titrator gesteuert und wechselt Lösungsmittel und Reagenzien, ohne dass der Benutzer den Chemikalien ausgesetzt wird. Volumetrische und coulometrische Titratoren und Öfen zur Extraktion aus der Gasphase decken einen weiten Bereich an Proben ab. www.mt.com/Karl-fischer Mettler-Toledo GmbH Ockerweg 3, D-35396 Gießen, Deutschland Tel: +49-(0)641-507 111, Fax: +49-(0)641-507 128, Email: [email protected] Mettler-Toledo (Schweiz) GmbH Im Langacher, CH-8606 Greifensee, Schweiz Tel: +41-(0)44-944 4545, Fax: +41-(0)44-944 4510, Email: [email protected] Mettler-Toledo Ges.mbH Südrandstr. 17, A-1230 Wien, Oesterreich Tel: +43-(0)1-604-1980, Fax: +43-(0)1-604-2880, Email: [email protected] Ihr METTLER TOLEDO Kontakt: www.mt.com Für mehr Informationen PetrochemicalsNews_7_de_080811.i98 98 2008-08-11 10:27:07