Röntgenübertragung

Röntgentransmissions-/Absorptionsmessung

Grundlegende XRT / XRA-Theorie für die Schwefelanalyse in einem Erdölprozessstrom

Röntgentransmissionsmessung (XRT) ist seit langem eine akzeptierte Technik zur Messung von Schwefel (S) in schweren Kohlenwasserstoff-Prozessströmen. Ob zum Umschalten von Pipelines, zum Mischen von Rohöl oder zum Analysieren oder Mischen von Schiffs- und Bunkerkraftstoffen, der Rigaku NEX XT Der XRT-Prozessanalysator eignet sich gut für raue Prozessumgebungen mit Drücken bis zu 1480 psig und Temperaturen bis zu 200 °C.

Bei der Röntgentransmissionsmessung wird die Abschwächung eines monochromatischen Röntgenstrahls bei einer spezifischen Energie (21 keV) gemessen, die für Schwefel (S) spezifisch ist. In der Praxis passiert ein Prozessstrom eine Durchflusszelle, in der Schwefel (S) in der Kohlenwasserstoffmatrix Röntgenstrahlen absorbiert, die zwischen einer Röntgenquelle und einem Detektor übertragen werden (siehe Schema links). Die aufgezeichnete Röntgenintensität ist umgekehrt proportional zur Schwefelkonzentration, daher lassen die höchsten Schwefelgehalte die wenigsten Röntgenstrahlen durch.

 

Die Übertragung von Röntgenstrahlen durch die Durchflusszelle wird durch die folgende Gleichung angegeben:

T = Ich / IchÖ=exp-dt[μm(1-Cs)+ μsCs]

wo:

 

  I = gemessene Röntgenintensität (nach Durchflusszelle, in Photonen/Sek.) 
  ichÖ = anfängliche Röntgenintensität (vor Durchflusszelle, in Photonen/Sek.) 
  d = Dichte des Kohlenwasserstoffstroms 
  t = Dicke des Flusszellenwegs (in cm) 
  μm = molares Absorptionsvermögen für die Kohlenwasserstoffmatrix bei 21 keV (cm2/gm) 
  μs = molares Absorptionsvermögen für Schwefel bei 21 keV (cm2/gm) 
  Cs = Gewichtsanteil Schwefel (% wt/wt)

ElementMolarer Absorptionsgrad bei 21 keV
H0.37
C0.41
Ö0.79
S5.82

 

Wie in der Tabelle dargestellt, wird 21 keV als Energie der bei der Messung verwendeten Röntgenstrahlen gewählt, weil: 1) die molaren Absorptionsgrade von C und H fast identisch sind und 2) die Absorption aufgrund von Schwefel 14-mal größer ist als die von CxHj Matrix und 7x größer als Sauerstoff. Somit ist das Verfahren unempfindlich gegenüber Änderungen des C:H-Verhältnisses und hauptsächlich nur gegenüber dem Schwefelgehalt empfindlich.

Nach oben scrollen