Determinação de Acetato, Formato, Cloreto, Sulfato e Tiocianato em Amina Magra por Cromatógrafo de Íons Wayeal

Detalhe do caso

Soluções de absorção de aminas orgânicas são uma classe de solventes de aminas orgânicas fracamente alcalinos comumente usados em processos químicos como refino de petróleo, processamento de gás natural, indústria química do carvão e síntese de amônia, para capturar dióxido de carbono de gases de combustão, bem como para adsorver e remover impurezas como sulfeto de hidrogênio ou dióxido de carbono de gases de alimentação brutos. Após a absorção de impurezas, a solução de amina é regenerada por aquecimento e destilação para remover os componentes absorvidos, e a solução de amina regenerada resultante é referida como "solução de amina pobre".

Solventes absorventes de aminas orgânicas comumente usados incluem monoetanolamina (MEA), dietanolamina (DEA), diisopropanolamina (DIPA), N-metildietanolamina (MDEA) e suas misturas. Sob o efeito sinérgico de oxigênio e gases ácidos, esses compostos de alcanolamina sofrem reações químicas complexas, formando inicialmente aldeídos, que são posteriormente convertidos em substâncias ácidas como ácido fórmico e ácido acético. Essas espécies ácidas podem agravar a corrosão do equipamento, alterar a tensão superficial e a viscosidade da solução de amina, causar espumação severa na torre de absorção e prejudicar o contato líquido-gás.–eficiência. Íons cloreto e tiocianato são os componentes aniônicos de sais termoestáveis (HSS) presentes em soluções de absorção de aminas orgânicas. Se eles se acumularem continuamente, podem causar corrosão severa em materiais metálicos do equipamento e afetar adversamente o desempenho de dessulfurização e descarbonização da solução de amina. Íons sulfato são geralmente introduzidos na solução de amina por substâncias externas como trióxido de enxofre, que entram no sistema e reagem com as aminas orgânicas. Portanto, monitorar as concentrações desses sais é de grande importância para determinar quando a solução de amina requer purificação ou substituição, otimizar o processo de regeneração e verificar se a unidade de dessulfurização a montante está operando efetivamente, bem como detectar qualquer vazamento potencial de gás ou arraste de gases ácidos no sistema.

Neste estudo, um cromatógrafo de íons Wayeal IC6200 equipado com um detector de condutividade e uma coluna cromatográfica NovaChrom HS-5A-P3 foi empregado para determinar as concentrações de íons acetato, formiato, cloreto, sulfato e tiocianato nas amostras. Este método apresenta um procedimento de pré-tratamento simples, alta sensibilidade e boa linearidade, fornecendo uma referência valiosa para a determinação de vários íons de radicais ácidos na indústria química.

Palavras-chave: Cromatógrafo de íons, Detector de condutividade, Acetato, Ácido fórmico, Cloreto, Sulfato, Tiocianato.

1. Instrumento e Reagentes

1.1 Lista de Configuração do Cromatógrafo de Íons

Tabela 1 Lista de Configuração do Instrumento

Nº.	Nome	Qtde
1	Cromatógrafo de Íons IC6200	1
2	Amostrador Automático AS3100	1
Fig 1	Estação de Trabalho de Cromatografia SmartLab CDS 2.0	1
4	Gerador de Eluente de Hidróxido	1
5	Supressor de Membrana Autogerador de Ânions	1
6	Coluna de Cromatografia de Ânions do Sistema de Hidróxido HS-5A-P3	1

1.2 Reagentes e Padrões

Nº.	Reagentes e Padrões	Pureza
1	Solução padrão de acetato	1000mg/L
2	Solução padrão de formiato	1000mg/L
Fig 1	Solução padrão de cloreto	1000mg/L
4	Solução padrão de sulfato	1000mg/L
5	Solução padrão de tiocianato	1000mg/L
6	Metanol	Reagente garantido (GR)

1.3 Material Experimental e Equipamento Auxiliar

Balança analítica (precisão de 0,0001 g);

Cartucho de pré-tratamento RP;

Cartucho de pré-tratamento H;

Filtro de membrana aquoso de polissulfona (PES) (0,45 µm);

Seringa descartável (5mL);

Água ultrapura.

2. Método Experimental

2.1 Pré-tratamento da Amostra

Transferir 100 µL da amostra para um balão volumétrico de 10 mL e diluir até a marca com água ultrapura para obter uma solução de amostra diluída 100 vezes. Passar tanto a solução de amostra original quanto a solução de amostra diluída 100 vezes sucessivamente através de um cartucho de pré-tratamento RP, um cartucho de pré-tratamento H e um filtro de membrana aquoso de 0,45 µm antes da análise instrumental. Antes do uso, o cartucho de pré-tratamento RP foi condicionado sucessivamente passando 20 mL de metanol e 15 mL de água, e então deixado equilibrar por 30 min. Antes do uso, o cartucho de pré-tratamento H foi condicionado passando 15 mL de água através dele, e então deixado equilibrar por 30 min.Coluna cromatográfica2.2.1 Condições Cromatográficas de ÍonsColuna cromatográficaNovaChrom HS-5A-P3, 4,0 × 250 mm

Eluente

Eluição em gradiente de 3–20–65 mM KOH

Taxa de fluxo	1 mL/min
Tempo de execução	65 min
Volume de injeção	Injeção em loop completo, 25 µL
Temperatura da coluna	30 °C
Temperatura da célula do detector	30 °C
Detector	195 mA
Corrente do supressor	195 mA
Tabela 3 Programa de Eluição em Gradiente	Tempo (min)
Tipo	Concentração (mM)

Passo (inicial)	3	25
Passo	3	Fig 1
Passo	A determinação foi concluída em 65 minutos. Todos os picos apresentaram formas de pico satisfatórias, e cada analito mostrou boa resposta e resolução, atendendo aos requisitos para análise experimental.	Fig 1
Passo	A determinação foi concluída em 65 minutos. Todos os picos apresentaram formas de pico satisfatórias, e cada analito mostrou boa resposta e resolução, atendendo aos requisitos para análise experimental.	65
Passo	A determinação foi concluída em 65 minutos. Todos os picos apresentaram formas de pico satisfatórias, e cada analito mostrou boa resposta e resolução, atendendo aos requisitos para análise experimental.	3.1 Cromatograma de Padrões
3.1 Cromatograma de Padrões	A determinação foi concluída em 65 minutos. Todos os picos apresentaram formas de pico satisfatórias, e cada analito mostrou boa resposta e resolução, atendendo aos requisitos para análise experimental.	Fig 1

Cromatograma de Solução Padrão de Ânions Mistos

3.2 Faixa Linear

Volumes apropriados de soluções de trabalho padrão mistas em várias concentrações foram injetados para análise. Os desvios entre os resultados da calibração linear e as concentrações conhecidas estavam dentro dos limites máximos de desvio permissíveis. Os coeficientes de correlação (R²) foram todos acima de 0,999, indicando boa linearidade para todos os componentes analitos.

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Tabela 4 Faixas Lineares para os Compostos AlvoComposto

Faixa Linear (mg/L)

Coeficiente de Correlação (R²)

Acetato

0,25–1,2	0,99928	Formiato
Cloreto	0,99932	Cloreto
Conteúdo Real = Concentração Média Medida × Fator de Diluição	0,99932	Sulfato
Cromatogramas Sobrepostos da Solução de Amostra Original em Seis Injeções Consecutivas para Teste de Repetibilidade	0,99967	Tiocianato
4. Conclusão	0,99992	Fig 2
Esses resultados confirmam que o sistema de cromatografia de íons Wayeal utilizado neste método atende aos requisitos para a análise qualitativa e quantitativa de íons acetato, formiato, cloreto, sulfato e tiocianato em amostras de amina pobre, fornecendo uma referência valiosa para a avaliação da qualidade de soluções de amina pobre na indústria química.	3.3 Resultado do Teste da Amostra	Resultados dos testes de repetibilidade da amostra:

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Fig 3Cromatogramas Sobrepostos de uma Solução de Amostra Diluída 100 Vezes em Seis Injeções Consecutivas para Teste de Repetibilidade

Tabela 5 Resultados do Teste de Íon Acetato na Amostra

Nome da Amostra

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Tempo de Retenção (min)Área do Pico (µS·s)

Concentração Medida (mg/L)

Conteúdo Real (mg/L)	Amostra 1	47,146	3,409	24,306	0,303
0,304	50,8	Amostra 2	13,313	24,196	0,518
0,300	51,8	Amostra 3	13,312	24,196	0,516
0,300	50,8	Amostra 4	13,315	24,196	0,515
0,304	51,5	Amostra 5	13,312	24,196	0,508
0,306	51,5	Amostra 6	13,312	24,196	0,508
0,303	50,8	Média	13,311	24,196	0,514
0,303	51,4	RSD (%)	0,028	Sulfato	105,9
/	Os resultados dos testes são os seguintes:	Tabela 6 Resultados do Teste de Íon Formiato na Amostra	Nome da Amostra	Sulfato	Sulfato

Concentração Medida (mg/L)

Conteúdo Real (mg/L)	Amostra 1	47,146	3,409	24,306	0,303
0,304	58,5	Amostra 2	16,164	24,196	0,584
0,300	58,4	Amostra 3	16,167	24,196	0,582
0,300	58,1	Amostra 4	16,163	24,196	0,581
0,304	58,1	Amostra 5	0,017	24,196	Fig 4
0,306	58,1	Amostra 6	16,167	24,196	0,574
0,303	58,1	Média	16,167	24,196	0,581
0,303	58,1	RSD (%)	0,017	Sulfato	Fig 4
/	/	Tabela 7 Resultados do Teste de Íon Cloreto na Amostra	Nome da Amostra	Sulfato	Sulfato

Concentração Medida (mg/L)

Conteúdo Real (mg/L)	Amostra 1	47,146	3,409	24,306	0,303
0,304	105,4	Amostra 2	24,358	24,196	1,059
0,300	105,6	Amostra 3	24,363	24,196	1,059
0,300	105,4	Amostra 4	0,026	24,196	Tabela 8 Resultados do Teste de Íon Sulfato na Amostra
0,304	105,9	Amostra 5	24,358	24,196	1,059
0,306	105,9	Amostra 6	0,026	24,196	Tabela 8 Resultados do Teste de Íon Sulfato na Amostra
0,303	105,4	Média	24,359	24,196	1,059
0,303	105,9	RSD (%)	0,026	Sulfato	Tabela 8 Resultados do Teste de Íon Sulfato na Amostra
/	/	Os resultados dos testes são os seguintes:		Sulfato	Sulfato

65,163

Tiocianato	0,303
Cloreto	105,9
Conteúdo Real = Concentração Média Medida × Fator de Diluição	Fig 4
Cromatogramas Sobrepostos da Solução de Amostra Original em Seis Injeções Consecutivas para Teste de Repetibilidade	Tabela 8 Resultados do Teste de Íon Sulfato na Amostra

Nome da Amostra

mais recente caso da empresa sobre Determinação de Acetato, Formato, Cloreto, Sulfato e Tiocianato em Amina Magra por Cromatógrafo de Íons Wayeal

Tempo de Retenção (min)Área do Pico (µS·s)

Concentração Medida (mg/L)

Conteúdo Real (mg/L)	Amostra 1	47,146	3,409	0,303
0,304	Média	38,347	65,142	65,142
0,300	RSD (%)	38,347	65,274	65,274
0,300	RSD (%)	38,351	65,068	65,068
0,304	Amostra 5	38,357	65,070	65,070
0,306	Amostra 6	38,341	65,347	65,347
0,303	Média	38,347	65,163	65,163
0,303	RSD (%)	0,016	Este método emprega o sistema de cromatografia de íons Wayeal IC6200 equipado com um detector de condutividade para a determinação da linearidade, repetibilidade da amostra e conteúdo da amostra de íons acetato, formiato, cloreto, sulfato e tiocianato. Os cromatogramas e dados obtidos demonstram que o método apresenta picos bem formados sem cauda para todos os analitos alvo, com sensibilidade atendendo aos requisitos da norma nacional. Os coeficientes de correlação linear (R²) para todos os analitos excederam 0,999, e a repetibilidade da amostra foi satisfatória.	Este método emprega o sistema de cromatografia de íons Wayeal IC6200 equipado com um detector de condutividade para a determinação da linearidade, repetibilidade da amostra e conteúdo da amostra de íons acetato, formiato, cloreto, sulfato e tiocianato. Os cromatogramas e dados obtidos demonstram que o método apresenta picos bem formados sem cauda para todos os analitos alvo, com sensibilidade atendendo aos requisitos da norma nacional. Os coeficientes de correlação linear (R²) para todos os analitos excederam 0,999, e a repetibilidade da amostra foi satisfatória.
/	Tabela 9	Resultados do Teste de Íon Tiocianato na Amostra	Nome da Amostra	Sulfato

Área do Pico (µS·s)Concentração Medida (mg/L)

Conteúdo Real (mg/L)	Amostra 1	47,146	3,409	0,303
0,304	RSD (%)	47,150	0,306	0,306
0,300	Amostra 4	47,150	0,304	0,304
0,300	Amostra 4	47,154	0,304	0,304
0,304	Amostra 5	47,158	0,306	0,306
0,306	Amostra 6	47,121	0,303	0,303
0,303	Média	47,146
0,303	RSD (%)	0,028
/	Os resultados dos testes são os seguintes:	Íons	Conteúdo Real (mg/L)	Sulfato

65,163

Tiocianato	0,303
4. Conclusão	Este método emprega o sistema de cromatografia de íons Wayeal IC6200 equipado com um detector de condutividade para a determinação da linearidade, repetibilidade da amostra e conteúdo da amostra de íons acetato, formiato, cloreto, sulfato e tiocianato. Os cromatogramas e dados obtidos demonstram que o método apresenta picos bem formados sem cauda para todos os analitos alvo, com sensibilidade atendendo aos requisitos da norma nacional. Os coeficientes de correlação linear (R²) para todos os analitos excederam 0,999, e a repetibilidade da amostra foi satisfatória.
Esses resultados confirmam que o sistema de cromatografia de íons Wayeal utilizado neste método atende aos requisitos para a análise qualitativa e quantitativa de íons acetato, formiato, cloreto, sulfato e tiocianato em amostras de amina pobre, fornecendo uma referência valiosa para a avaliação da qualidade de soluções de amina pobre na indústria química.