Transmisión de rayos X
Medición de transmisión/absorción de rayos X
Teoría básica XRT/XRA para el análisis de azufre en una corriente de proceso de petróleo
La medición por transmisión de rayos X (XRT) ha sido durante mucho tiempo una técnica aceptada para la medición de azufre (S) en corrientes de proceso de hidrocarburos pesados. Ya sea que se utilice para cambiar tuberías, mezclar petróleo crudo o analizar o mezclar combustibles marinos y búnker, el Rigaku NEX XT El analizador de procesos XRT se adapta bien a entornos de procesos rigurosos, con presiones de hasta 1480 psig y temperaturas de hasta 200 °C.
La medición de la transmisión de rayos X consiste en medir la atenuación de un haz de rayos X monocromático a una energía específica (21 keV) que es específica del azufre (S). En la práctica, una corriente de proceso pasa a través de una celda de flujo donde el azufre (S), en la matriz de hidrocarburo, absorbe los rayos X transmitidos entre una fuente de rayos X y el detector (ver esquema a la izquierda). La intensidad de rayos X registrada es inversamente proporcional a la concentración de azufre, por lo que los niveles más altos de azufre transmiten la menor cantidad de rayos X.
La transmisión de rayos X a través de la celda de flujo viene dada por la siguiente ecuación:
T=yo/yoo=exp-dt[μmetro(1-Cs)+ μsCs]
dónde:
I = intensidad de rayos X medida (después de la celda de flujo, en fotones/seg)
yoo = intensidad de rayos X inicial (antes de la celda de flujo, en fotones/seg)
d = densidad de la corriente de hidrocarburos
t = espesor de la trayectoria de la celda de flujo (en cm)
mmetro = absortividad molar para la matriz hidrocarbonada @ 21 keV (cm2/g)
ms = absortividad molar para azufre @ 21 keV (cm2/g)
Cs = fracción ponderal de azufre (% wt/wt)
| Elemento | Absortividad molar @ 21 keV |
| H | 0.37 |
| C | 0.41 |
| O | 0.79 |
| S | 5.82 |
Como se ilustra en la tabla, se elige 21 keV como la energía de rayos X empleada en la medición porque: 1) las absortividades molares de C y H son casi idénticas y 2) la absorción debida al azufre es 14 veces mayor que la de CXHy matriz y 7 veces más grande que el oxígeno. Por lo tanto, el método es insensible a los cambios en la relación C:H y es principalmente sensible solo al contenido de azufre.