기체 크로마토그래피 복합컬럼 시스템에 의한 천연가스 성분의 정량

Determination of Natural Gas Components by Gas Chromatographic Multicolumn System

10-port 및 6-port 두 개의 밸브와 28% DC 200, SP 1700 및 Chromosorb 102 컬럼이 장착된 천연가스 분석용 복합컬럼시스템을 개발하였다. 천연가스를 이루고 있는 $N_2$, $CH_4$, $CO_2$, $C_2H_6$, $C_3H_8$, $i-C_4H_{10}$, $n-C_4H_{10}$, $i-C_5H_{12}$ 및 $n-C_5H_{12}$ 등 9개의 성분들이 모두 18분 이내에 바탕선 분리가 이루어졌다. 이 시스템의 정밀성 및 정확성을 측정하였다. 머무름 시간의 반복성은 0.02에서 0.16% 이내였고, 봉우리 넓이도 전반적으로 1% 이하의 반복성을 나타내었다. 검정곡선은 순수가스의 부분압력 주입법으로 작성되었고, 모든 성분들이 좋은 직선성을 나타내었다. 이 검정곡선을 이용하여 조성이 알려진 표준시료를 대상으로 단일컬럼과 복합컬럼 시스템에서 비교, 분석한 결과 단일 및 복합컬럼 시스템에서의 상대오차가 각각 0.5% 및 0.04% 이하의 값을 나타내었다. 복합컬럼 시스템을 도입 LNG 조성분석에 적용한 결과 복합컬럼에서의 발열량이 단일컬럼보다 낮게 평가되었고, 따라서 도입원가를 절감할 수 있음을 보였다.

A multicolumn system consisted of two valve(10-port and 6-port valve)-three column (28% DC 200, SP 1700 and Chromosorb 102 column) was developed. Nine natural gas components composed of $N_2$, $CH_4$, $CO_2$, $C_2H_6$, $C_3H_8$, $i-C_4H_{10}$, $n-C_4H_{10}$, $i-C_5H_{12}$ 및 $n-C_5H_{12}$ completed all the baseline separation within 18 minutes. The accuracy and the precision of this system was tested. The retention times and the peak areas were determined with a repeatability between 0.02 and 0.16%, and less than 1%, respectively. Calibration curves for natural-gas components were plotted by the partial pressure injection method of pure gases, and good linear relationships for each component were presented. By using these calibration curves the accuracy of the multicolumn system compaired with that of the single column system for a certified standard gas of natural gas. As a result, relative error in the single and the multicolumn system was less than 0.5% and 0.04%, respectively. The result of application of this system in the analysis of importing LNG composition showed that the heating values calculated by the multicolum system were estimated lower compared with those calculated by the single column system and consequently, the importing price of LNG was able to be cut down.