TN - TOTAL NITROGEN

Il parametro "azoto totale" è la somma di tutti i composti azotati organici e inorganici, che vengono misurati a livello di tracce da analizzatori elementari a combustione con rilevatore a chemiluminescenza. Queste misure vengono eseguite principalmente:

• Nell'Industria petrolifera e del gas (raffinerie). L'azoto totale nei carburanti (NO2) inquina l'ambiente, è corrosivo per l'acciaio e avvelena i catalizzatori. I composti azotati sono termicamente più stabili rispetto ai composti solforati e sono spesso concentrati in frazioni e residui di petrolio più pesanti. Esempi di composti organici azotati che contribuiscono al numero totale di azoto nei prodotti petroliferi sono le piridine, le chinoline e i carbazoli.
• Negli impianti di trasformazione di grassi e oli. La quantità di azoto totale è correlata alla qualità dei prodotti intermedi o finali nell'industria alimentare. Grassi e oli sono anche usati per produrre biodiesel, quindi il numero di azoto totale deve essere inferiore alla quantità massima consentita per i carburanti.
• Strutture per la produzione di plastica. Gli additivi contenenti azoto presenti in un campione di poliolefina vengono misurati per monitorare le proprietà fisiche e il controllo di qualità dei polimeri in generale.

Metodi internazionali per misurare la quantità di azoto totale a livello di traccia: ASTM D4629, ASTM D5762, ASTM D6069, ASTM D7184, SHT 0657.

TS - TOTAL SULFUR

Il parametro "zolfo totale" è somma di tutti i composti organici e inorganici dello zolfo, che vengono misurati a livello di tracce da analizzatori elementari a combustione con rilevatore a fluorescenza UV o la tecnica di rilevazione microcoulometrica. Queste misure vengono eseguite principalmente nell'industria petrolifera e del gas.

I prodotti petroliferi come ad es. la benzina, il diesel o l'olio combustibile, possono contenere molti composti organici dello zolfo che possono essere classificati come acidi e non acidi. I composti acidi dello zolfo sono fondamentalmente i Tioli (mercaptani). Esempi di composti non acidi dello zolfo sono il Tiofene, i solfuri e i disolfuri. Queste sostanze sono prodotte della degradazione dei componenti biologici contenenti zolfo, presenti durante la formazione naturale del greggio. L'idrogeno solforato è il principale composto inorganico presente nel petrolio greggio. La maggior parte dei composti di zolfo può essere rimossa dalle frazioni petrolifere attraverso processi di HYDROTRETING, in cui viene prodotto acido solfidrico e rilasciato contemporaneamente l'idrocarburo corrispondente. L'acido solfidrico viene quindi assorbito e recuperato come zolfo.

Lo zolfo viene rimosso dai distillati del petrolio per ridurre le emissioni di biossido di zolfo (SO2) quando i combustibili fossili vengono bruciati e per di proteggere i catalizzatori dall'avvelenamento nei processi di raffinazione. Gli analizzatori di combustione elementare vengono utilizzati per monitorare la quantità di zolfo presente nei prodotti grezzi, intermedi e finali.

Le normative ambientali come TIER III e EURO VI prevedono un massimo di 10 mg/kg di zolfo totale o ppm in peso di oli diesel. La quantità massima di 10 ppm è prevista anche nelle norme cinesi GB 19147-2013 per i carburanti diesel, e GB 17930-2013 per la benzina, derivanti dal programma ambientale CINA 5. Le quantità massime consentite di zolfo presente nei carburanti dimostrano una tendenza al ribasso su scala globale, da qui l'importanza di misurare accuratamente la quantità totale di zolfo nei prodotti petrolchimici a livello di tracce.

Standard internazionali per misurare la quantità di zolfo totale secondo la tecnica di rilevazione a fluorescenza UV: ASTM D5453, ASTM D6667, ASTM D7183, ISO 20846, SH / T 0689.

Standard internazionali per misurare la quantità di zolfo totale secondo la tecnica di rilevamento della microcoulometria: ASTM D3120, ASTM D3246, ASTM D3961, GB / T 11061, SH / T 0253.

TX - TOTAL HALOGENS

Con il parametro "alogeni totali", o "cloruro totale" o "cloro totale" si intende la somma dei composti organici e inorganici di fluoro (F), cloro, (Cl), bromo (Br) e iodio (I), che vengono misurati a livello di tracce con analizzatori elementari a combustione e rilevatore microcoulometrico.

Nell'industria petrolchimica, il cloro totale e i cloruri totali sono usati in modo intercambiabile. Il termine Alogeni totali è più usato nel settore del monitoraggio ambientale. Tutti questi termini hanno la stessa definizione e sono abbreviati come TX.

Esempi di applicazioni in cui viene misurata la quantità di cloruro totale:

• Nei settore OIL-GAS, in quanto i cloruri organici possono formare acido cloridrico e provocare corrosione nelle tubazioni e nelle apparecchiature utilizzate durante i processi di raffinazione.
• Nei processi di produzione di solventi ad elevata purezza come iso-ottano, benzene, esano e metanolo, dove i cloruri interferiscono con i catalizzatori impiegati.
• Skydrol è un fluido idraulico per aviazione resistente al fuoco e utilizzato nei velivoli ad es. di Boeing e Airbus. I cloruri totali in questo caso vengono misurati in quanto possono corrodere i componenti del sistema idraulico. I contaminanti più comuni sono i solventi clorurati usati per la pulizia, che possono alterare le proprietà ignifughe del fluido, influire sulle prestazioni della tenuta, causare formazione di gel e portare allo sviluppo di acidi.
• Le bottiglie in PET sono ampiamente utilizzate in tutto il mondo. Il PET polimerico di base può contenere contaminanti come il PVC. In un test di controllo qualità la quantità totale di cloruro fornisce un'indicazione del livello di contaminazione.

Metodi internazionali per misurare la quantità di cloruro totale a livello di traccia: ASTM D4929, ASTM D5808, UOP 779, ASTM D5194, ASTM D7457, GB / T 18612, SH / T 0253

AOX - ADSORBABLE ORGANIC HALOGENS

Il parametro "Alogeni organici adsorbibili" esprime la somma dei composti organici di Cloro, Iodio e Bromo adsorbibili su carbone attivo, che vengono misurati con analizzatori elementari a combustione con la tecnica di rilevazione microcoulometrica. L'intera procedura per l'analisi dell'alogeno organico adsorbibile prevede le seguenti fasi: 1) Adsorbimento su carbone attivo, 2) Risciacquo dei cloruri inorganici, 3) Pirolisi degli alogeni organici, 4) Rilevazione da parte di una cella microcoulometrica.

Metodi internazionali per misurare la quantità di alogeni organici adsorbibili (AOX) in campioni come acque reflue, pasta di legno, carta, terreni, fanghi e sedimenti : DIN 38414-18, DIN 38409-8, ISO 9562, GB / T 15959.

TOX - TOTAL ORGANIC HALOGENS

Il parametro "alogeni organici totali", spesso indicato come "alogenuri organici totali," esprime la somma dei composti organici di Cl, F, I e Br, che vengono misurati aggiungendo la quantità di alogeni organici "purgeable" (POX) alla quantità di alogeni organici adsorbibili (AOX). Un analizzatore elementare a combustione  è in grado di misurare il contenuto di POX e AOX in campioni di acque reflue con la microcoulometria a combustione ossidativa.

Metodo internazionale per misurare la quantità di alogeni organici totali (TOX) in campioni di acqua: EPA 9020

EOX - EXTRACTABLE ORGANIC HALOGENS

Il parametro "alogeni organici estraibili" indica la somma dei composti organici estraibili di F, Cl, I e Br che vengono misurati, dopo estrazione con solvente del campione acquoso, con analizzatori elementari a combustione con tecnica di rilevamento a microcoulometria. Campioni tipici sono terreni, fanghi e sedimenti. (rif. DIN 38414, DIN 38409, NEN 6402)

POX - PURGEABLE ORGANIC HALOGENS

Il parametro "alogeni organici purgeable" indica la somma dei composti organici volatili di F, Cl, I e Br, che vengono misurati, dopo "strippaggio" del campione acquoso ad una certa temperatura, con analizzatori elementari a combustione con rilevatore microcoulometrico.

Metodi internazionali per misurare la quantità di contenuto di POX nei campioni di acqua: DIN 38414, EPA 9021, NEN 6401

CIC - COMBUSTION ION CHROMATOGRAPHY

La "cromatografia ionica a combustione" combina un sistema a combustione con un cromatografo ionico in una configurazione completamente automatizzata. La cromatografia ionica a combustione consente l'analisi di alogeni corrosivi (F, Cl, Br e I) e composti di zolfo (ad es. solfati, solfiti, tiosolfati) in una vasta gamma di matrici come polimeri, solventi organici e combustibili . Gli alogeni e i composti dello zolfo devono essere monitorati perché possono essere corrosivi, veleni per catalizzatori e dannosi per l'ambiente.

L'analisi degli alogenuri e dello zolfo in matrici complesse come i prodotti petrolchimici è difficile e richiede un'ampia preparazione del campione con metodi offline convenzionali. Altre tecniche di rilevazione come la microcoulometria ossidativa e la fluorescenza UV analizzano gli alogeni totali e lo zolfo totale come somma. La combustione combinata consente di determinare singoli alogenuri e zolfo con una singola analisi eliminando al contempo complesse e dispendiose fasi di preparazione del campione con metodi convenzionali di digestione / combustione offline, (es. beuta di Schöniger, bomba calorimetrica, apparato di Wickbold, mineralizzatore a microonde) . La cromatografia ionica a combustione non solo riduce il costo dell'analisi, ma migliora significativamente anche la praticità dell'utente e il livello di automazione.

Il principio di analisi prevede quattro fasi:

1. Un campione liquido, viscoso, solido, gassoso o GPL di peso o volume noto viene introdotto nell'unità di combustione a velocità controllata. L'introduzione del campione viene eseguita o da un sistema di introduzione di navicelle in quarzo o da un sistema a iniezione diretta, a seconda del tipo di campione e del livello di rilevamento richiesto. L'introduzione completamente automatizzata del campione può essere ottenuta per mezzo di un autocampionatore adatto alla specifica matrice.
2. Ogni matrice viene completamente ossidata per piroidrolisi in un ambiente ricco di ossigeno ad alta temperatura. La combustione piroidrolitica impedisce la perdita di fluoro nel tubo di combustione al quarzo. Gli alogeni presenti nel campione vengono convertiti in H-X e X2 e lo zolfo viene convertito in SOX.
3. Dopo la combustione, il flusso di gas in uscita contenente gli analiti viene trasferito in un'unità di assorbimento a posizione singola o multipla e intrappolato nel mezzo di assorbimento. L'assorbitore gestisce il risciacquo e il dosaggio dei reagenti richiesti, inclusa l'acqua ossigenata (H2O2). In questo processo, H-X, X2 e SOX vengono convertiti in F-, Cl-, Br-, I- e SO4=.
   Gli anioni di alogenuro e il solfato saranno quindi separati nel CI. I tubi di assorbimento hanno normalmente una capacità di 10 o 20 ml.
4. Dopo la preparazione del campione, un'aliquota della soluzione di assorbimento contenente gli analiti viene iniettata automaticamente in un cromatografo ionico (CI) mediante la valvola di iniezione. Gli anioni alogenuro e solfato vengono separati in colonna. La conduttività dell'eluente viene ridotta con il soppressione prima del passaggio al rivelatore conduttimetrico del cromatografo ionico, dove vengono analizzati gli anioni di interesse.

Campi di applicazione: Petrolchimico, Combustibili, GPL e gas, Lubrificanti, Solventi e prodotti chimici organici, Materie plastiche e polimeri, Monitoraggio ambientale, Componenti elettronici (ad es. RoHS, conformità WEEE), Alimenti, Minerali, Coloranti, Agenti lucidanti

Metodi di prova internazionali pertinenti: ASTM D7994, ASTM D7359, ASTM D5987, UOP 991, UOP 1001

TOC - TOTAL ORGANIC CARBON

Il "carbonio organico totale" è uno dei parametri di screening ambientale più importanti in tutti i tipi di campioni di acqua (potabile, sotterranea, superficiale e reflua). Il carbonio organico derivante da sostanze come PCB, acido acetico, xilene o propanolo potrebbe formare composti dannosi per l'ambiente e ridurre la quantità di ossigeno nell'acqua. La quantità di TOC presente in un campione d'acqua può essere determinata in vari modi modi, ad es.:

1. TC - IC = TOC, dove il Total Carbon (TC) sta per la somma di tutto il carbonio presente in un campione, mentre IC è il carbonio inorganico..
   La misurazione del TC viene eseguita introducendo il campione in un forno a T=680° C dove tutto il carbonio viene convertito in CO2. La quantità di CO2 rilevata esprime la quantità di TC
   Per quanto riguarda l'IC, il carboni è presente come CO2, CO3=, HCO3- e H2CO3, che sono correlati tra loro dai seguenti equilibri chimici basati sul pH: CO2 + H2O ⇌ H2CO3 ⇌ H+ + HCO3- ⇌ 2H+ + CO3=. L'analisi dell'IC viene eseguita misurando la CO2 dopo aggiunta di acido al campione.
2. TOC = NPOC (quando POC è trascurabile)
   Quando il contenuto di carbonio organico purgeable (POC) di un campione d'acqua è trascurabile, la quantità di TOC può essere misurata direttamente. il campione viene innanzitutto acidificato e spurgato con ossigeno per un determinato periodo di tempo. Tutto il carbonio inorganico (IC) si converte in CO2 ed evacua in ambiente. Il contenuto di carbonio organico (TOC) rimane nel campione che viene quindi introdotto in un forno riscaldato a 680° C, dove viene convertito in CO2. In questo contesto, la quantità di carbonio organico non purgeable (NPOC) rappresenta la quantità di TOC presente nel campione. I componenti di carbonio organico purgeable (POC) vengono eliminati durante la fase di "sparging".

Metodi di prova internazionali per misurare la quantità di carbonio organico totale (TOC) secondo la tecnica degli infrarossi non dispersivi (NDIR): ASTM D7573, EN 1484, EPA 415.1, EPA 9060, ISO 8245, USP 643, SM 5310B.

TNb - TOTAL BOUND NITROGEN

L'azoto legato totale (TNb) comprende la somma di tutti i composti azotati organici (ad es. Urea, acido nicotinico, etc.) e dell'azoto inorganico (ad es. Ammonio, nitrati, etc.) presenti in un campione d'acqua. Gli impianti industriali monitorano la quantità di sostanze organiche nelle loro acque reflue per garantire che siano state adeguatamente trattate prima dello scarico. Le agenzie di protezione ambientale hanno creato norme rigorose a cui devono conformarsi le acque reflue scaricate. Le sostanze inquinanti della materia organica che possono essere presenti in questi effluenti sono dannose per l'ambiente. Se una quantità eccessiva di azoto è presente nell'acqua, può portare a bassi livelli di ossigeno disciolto e alterare negativamente la vita di piante e di vari organismi. Il parametro "azoto totale legato" (TNb) viene misurato nei laboratori ambientali e industriali nell'ambito della protezione ambiantale. Queste misure vengono utilizzate anche nel monitoraggio dei processi di trattamento delle acque reflue.

Metodi di prova internazionali per determinare la quantità di azoto totale legato (TNb) in campioni di acqua: ASTM D8083, ISO 11905-2, EN 12260

CHEMILUMINESCENZA

Quando un campione contenente azoto viene bruciato a 1000 ℃, si forma ossido di azoto (NO): R-N + O2 -> NO + H2O + CO2
Dopo il condizionamento del campione bruciato, la quantità di azoto viene rilevata mediante la tecnica di rilevazione della chemiluminescenza.

L'NO formato viene condotto in una camera di reazione, dove viene aggiunto ozono generato elettronicamente che reagisce col monossido d'azoto formando biossido di azoto in uno stato eccitato (NO2*). L'NO2 eccitato emette luce quando ritorna a uno stato energetico di livello inferiore. La luce emessa viene rilevata da un tubo fotomoltiplicatore (PMT).

La quantità di luce emessa rilevata corrisponde alla quantità di NO. Questo a sua volta rappresenta la quantità di azoto totale presente nel campione. L'eccedenza di ozono viene convertita in ossigeno da un catalizzatore.

Le equazioni per questa reazione sono: NO + O3 -> NO2*   e   NO2* -> NO2 + hv

Gli analizzatori elementari a combustione di TE Instruments  che utilizzano questa tecnica di rilevazione sono: XPLORER-N, XPLORER-NS

Metodi internazionali di riferimento con questa tecnica: ASTM D4629, ASTM D5762, ASTM D6069, ASTM D7184, SHT 0657

FLUORESCENZA UV PULSATA

Quando un campione contenente zolfo viene bruciato a 1000° C, si forma anidride solforosa (SO2): R-S + O2 -> SO2 + H2O + CO2

La quantità di zolfo totale viene misurata mediante la tecnica di rilevazione a fluorescenza UV pulsata. L'applicazione di questa tecnica di rilevazione insieme alla combustione di un determinato campione procede come segue:

L'anidride solforosa (SO2) che si forma durante l'ossidazione viene trasferita in una camera di reazione. Qui viene eccitata da una sorgente UV pulsata e poiché lo stato eccitato è instabile, l'SO2* eccitata decade immediatamente al suo livello di energia di stato fondamentale. Durante questo processo, viene emessa luce UV. Poiché questa luce ha una lunghezza d'onda diversa rispetto alla sorgente UV originale, il tubo fotomoltiplicatore è in grado di rilevare questa emissione.

La quantità di luce emessa è legata alla quantità totale di SO2 presente nel flusso del campione bruciato, che a sua volta corrisponde alla quantità di zolfo totale nel campione. (SO2 + hv1 -> SO2 *   e   SO2* -> SO2 + hv2)

Alte quantità di azoto presenti nel campione potrebbero interferire con la quantità di zolfo totale fornita da un analizzatore di combustione elementare, specialmente quando si misurano livelli in traccia. TE Instruments ha sviluppato una soluzione per evitare che ciò accada.

Analizzatori elementari a combustione di TE Instruments che utilizzano questa tecnica di rilevamento: XPLORER-S, XPLORER-NS

Metodi internazionali eseguiti utilizzando questa tecnica: ASTM D6667, ASTM D5453, ASTM D7183, ISO 20846, SH / T 0689

MICROCOULOMETRIA

Coulometria del CLORO
Quando un campione contenente cloruro viene bruciato a 1000 ℃, si forma cloruro di idrogeno (HX): R-X + O2 -> HX + CO2 + H2O
Il gas di combustione, che trasporta ioni alogenuri, viene condotto in uno scrubber di acido solforico per una rapida rimozione dell'acqua e delle interferenze. Il gas secco e pulito viene condotto nella cella di titolazione a temperatura controllata, dove gli ioni alogenuri reagiscono con gli ioni argento, presenti nella cella di titolazione. La quantità di carica (l'integrale della corrente di rigenerazione nel tempo di misura) utilizzata per rigenerare gli ioni d'argento persi, è direttamente correlata al contenuto di cloruro totale (TX) del campione.

Le equazioni per questa reazione sono: HX + Ag+ -> H+ + AgX    e    Ag -> Ag+ + e

Coulometria dello ZOLFO
Quando un campione contenente zolfo viene bruciato a 1000 ℃, si forma anidride solforosa SO2: R-S + O2 -> SO2 + CO2 + H2O
Il gas di combustione, che trasporta l'anidride solforosa (SO2), viene condotto in uno scrubber di acido solforico per una rapida rimozione dell'acqua e delle interferenze. Il gas secco e pulito viene condotto nella cella di titolazione a temperatura controllata, dove l'anidride solforosa reagisce con del triioduro, presente nella cella di titolazione. La quantità di carica (l'integrale della corrente di rigenerazione nel tempo di misura) utilizzata per rigenerare il triioduro consumato, è direttamente correlata al contenuto di zolfo totale del campione.

Le equazioni per questa reazione sono: SO2 + I3- + H2O -> SO4= + 3I- + 4H3O+         2I- -> I2 + 2e      I2 + I- -> I3-

Gli analizzatori elementari a combustione TE Instruments che utilizzano queste tecniche di rilevamento sono : XPLORER-TX, XPLORER-TS, XPLORER-TX / TS

Metodi internazionali effettuati mediante microcoulometria (TX): ASTM D4929, ASTM D5194, ASTM D5808, ASTM D6721, ASTM D7457, GB-T 18612, UOP 779

ELEMENTAL COMBUSTION ANALYZER

Un analizzatore elementare a combustione è in grado di misurare la quantità di azoto totale, zolfo totale e cloruro totale attraverso la combustione ad alta temperatura (circa 1000 ° C) in un ambiente ricco di ossigeno. A differenza degli analizzatori CHNSO, anch'essi chiamati "analizzatori elementari", gli elementi in questo caso possono essere rilevati dal livello di traccia (µg/kg o ppb) fino a 10.000 mg/l o ppm (1%). Con la combustione del campione, si formano NO2, SO2 e HCl che possono essere rilevati mediante tecniche di rivelazione a fluorescenza UV pulsata, chemiluminescenza o microcoulometria.

BOAT INLET SYSTEM

Sistema automatico di caricamento delle navicelle, utilizzato per l'introduzione controllata di campioni liquidi e solidi nella fornace dell'analizzatore. I campioni liquidi vengono iniettati su lana di quarzo e i campioni solidi vengono posizionati direttamente nella navicella al quarzo. L'analizzatore può posizionare la navicella in una posizione retratta, rimossa dal forno, per consentire l'introduzione del campione. Spesso è disponibile un sistema di raffreddamento in posizione retratta per i seguenti scopi: 1. Raffreddamento della navicella al quarzo dopo l'analisi del campione. 2. Prevenzione della "pre-evaporazione" dei campioni con componenti con punto di ebollizione più basso.

Un meccanismo controlla il movimento della navicella al quarzo dentro e fuori la fornace a una velocità controllata e ripetibile. Dopo l'introduzione del campione, la navicella viene trasferita dalla posizione retratta all'area più calda del forno a doppia zona. Quest'area è generalmente riscaldata a 1000° C per garantire una combustione completa del campione. La velocità con cui la navicella al quarzo si sposta nel tubo di combustione viene salvata nel programma di caricamento personalizzabile e dipende dalle caratteristiche del campione. Il tubo di combustione e la navicella sono realizzati in vetro al quarzo che può resistere a temperature estreme.

DIRECT INJECTION SYSTEM

Il sistema di iniezione diretta, spesso indicato come "modulo liquidi", deve essere in grado di alimentare il materiale del campione da analizzare nel flusso di gas di trasporto dell'iniettore (Ar o He) a velocità controllata e ripetibile. Il flusso di gas di trasporto trasferisce il campione di liquido evaporato nella zona di ossidazione dove viene bruciato in un'atmosfera ricca di ossigeno a circa 1000° C.

Un meccanismo di azionamento o un campionatore automatico di liquidi controllano la velocità di erogazione del campione attraverso una siringa microlitro, generalmente impostata a 1 μl/s. Una velocità costante di introduzione del campione garantisce una combustione controllata impedendo la formazione di fuliggine. La punta dell'ago della siringa deve essere introdotta completamente nella parte più calda dell'area di ingresso del forno.

Applicazioni tipiche: Idrocarburi liquidi, Idrocarburi aromatici, Nafta, Combustibili, Sostanze chimiche, Gas e GPL