Transmission de rayons X
Transmission des rayons X / Jauge d'absorption
Théorie XRT / XRA de base pour l'analyse du soufre dans un flux de processus pétrolier
Le jaugeage par transmission de rayons X (XRT) est depuis longtemps une technique acceptée pour la mesure du soufre (S) dans les flux de traitement d'hydrocarbures lourds. Qu'il soit utilisé pour la commutation de pipelines, le mélange de pétrole brut ou pour doser ou mélanger des combustibles marins et de soute, le Rigaku NEX XT L'analyseur de processus XRT est bien adapté aux environnements de processus rigoureux, avec des pressions allant jusqu'à 1480 psig et des températures allant jusqu'à 200 °C.
La mesure de la transmission des rayons X consiste à mesurer l'atténuation d'un faisceau de rayons X monochromatique à une énergie spécifique (21 keV) propre au soufre (S). En pratique, un flux de processus passe à travers une cellule d'écoulement où le soufre (S), dans la matrice d'hydrocarbure, absorbe les rayons X transmis entre une source de rayons X et un détecteur (voir schéma à gauche). L'intensité des rayons X enregistrée est inversement proportionnelle à la concentration en soufre, ainsi les niveaux de soufre les plus élevés transmettent le moins de rayons X.
La transmission des rayons X à travers la cuve à circulation est donnée par l'équation suivante :
T=je/jeo=exp-dt[μm(1-Cs)+ μsCs]
où:
I = intensité des rayons X mesurée (après la cuve à circulation, en photons/sec)
jeo = intensité initiale des rayons X (avant la cuve à circulation, en photons/sec)
d = densité du flux d'hydrocarbures
t = épaisseur du trajet de la cuve à circulation (en cm)
µm = absorptivité molaire pour la matrice d'hydrocarbure @ 21 keV (cm2/g)
µs = absorptivité molaire pour le soufre à 21 keV (cm2/g)
Cs = fraction massique de soufre (% wt/wt)
| Élément | Absorptivité molaire à 21 keV |
| H | 0.37 |
| C | 0.41 |
| O | 0.79 |
| S | 5.82 |
Comme illustré dans le tableau, 21 keV est choisi comme énergie des rayons X utilisés dans la mesure parce que : 1) les absorptivités molaires de C et H sont presque identiques et 2) l'absorption due au soufre est 14 fois plus grande que le CXHy matrice et 7X plus grand que l'oxygène. Ainsi, la méthode est insensible aux variations du rapport C:H et est principalement sensible uniquement à la teneur en soufre.