Öljynjalostusnäytteiden kokonaistyppipitoisuuden analysointi

Abstract

Opinnäytetyön käytännön osuus suoritettiin Porvoon Kilpilahdessa Neste Oyj:n Tutkimus- ja kehityslaboratorion epäorgaanisen kemian laboratoriossa. Opinnäytetyön tarkoituksena oli vertailla kolmen eri kokonaistyppianalysaattorin antamia tuloksia öljynjalostuksen näytteille. Näytteensyöttömenetelmiä oli käytössä neljä erilaista, kiinteäsyöttö, vaakasyöttö, pystysyöttö sekä höyrystin. Kokonaistyppipitoisuuden määrittämiseksi oli kaksi eri menetelmää, ASTM D5762 ja D4629, joilla analysoidaan typpeä nestemäisistä hiilivedyistä.

Työssä käytetyt analyysilaitteet ovat vakituisessa käytössä laboratoriossa. Laitekohtaisia ominaisuuksia tarkasteltiin toistettavuus-, uusittavuus- sekä saantokokeiden avulla. Laimennossarjojen avulla tutkittiin, onko laimennoksen vahvuudella huomattavaa eroa mittaustuloksiin. Laitteiden kuntoa seurattiin referenssinäytteiden avulla. Referenssinäytteinä käytettiin itse valmistettuja sekä kaupallisia vertailumateriaaleja.

Laitteiden välisiä eroja saaduista mittaustuloksista tarkasteltiin parittaisen t-testin avulla. Laitteiden mittausalueiden ollessa erilaisia vain osa tuloksista on vertailukelpoisia keskenään. T-testeissä vertailluista mittaustuloksista neljä kuudesta eroavat ja kaksi kuudesta eivät eroa merkitsevästi 95 %:n luottamustasolla. Suuremmassa osassa tuloksista havaitaan vaihtelua eri laitteiden ja menetelmien välillä, jolloin käytettävällä analyysimenetelmällä on merkitystä mittaustulokseen.

Tulosten pohjalta pystytyppianalysaattorilla ASTM D4629 ei ole hyödyllistä mitata suurempia pitoisuuksia, yli 100 mg/kg. Toistettavuuskokeet antavat eri näytematriisien välillä eriäviä tuloksia, mutta tulosten suhteellinen keskihajonta ei ole suurta. Uusittavuuskokeiden pohjalta saatiin suuntaa antava arvio pitoisuustason vaikutuksesta suhteellisen keskihajontaan. Saantokokeiden tulokset olivat vaihtelevia, eikä niiden pohjalta voida päätellä analysaattoreiden toimivuudesta mitään. Laimennossarjat osoittivat, että laimennoksen on hyvä osua kalibrointialueen keskelle, sillä sijoittuminen suoralla aiheuttaa tulokseen hajontaa. Myös laimentamisen aiheuttamaa virhettä tutkittiin, eikä sen todettu olevan suuri virhetekijä analyyseissa. Saaduista tuloksista ei voida päätellä, mikä analyysimenetelmä olisi toimivin kunkin näytematriisin käsittelyyn.