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Fluorescence Noise Eliminating Fiber-Enhanced Raman Spectroscopy for Simultaneous and Multiprocess Analysis of Intermediate Compositions for C2H2 and H2 Production
Analytical Chemistry ( IF 6.7 ) Pub Date : 2023-05-25 , DOI: 10.1021/acs.analchem.3c00789 Fu Wan 1, 2 , Weiping Kong 1, 2 , Qiang Liu 1, 2 , Pinyi Wang 1, 2 , Mingyong Wang 3 , Qiuchi Li 1, 2 , Xinrong Yao 1, 2 , Weigen Chen 1, 2
Analytical Chemistry ( IF 6.7 ) Pub Date : 2023-05-25 , DOI: 10.1021/acs.analchem.3c00789 Fu Wan 1, 2 , Weiping Kong 1, 2 , Qiang Liu 1, 2 , Pinyi Wang 1, 2 , Mingyong Wang 3 , Qiuchi Li 1, 2 , Xinrong Yao 1, 2 , Weigen Chen 1, 2
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C2H2 and H2, as important chemical and energy raw materials, can be produced effectively and environmentally friendly by the partial oxidation (POX) of CH4. Simultaneous analysis of intermediate gas compositions in the multiprocess (cracking, recovery, degassing, etc) of POX can regulate product generation and improve production efficiency. To overcome the disadvantage of common gas chromatography, we propose a fluorescence noise eliminating fiber-enhanced Raman spectroscopy (FNEFERS) technique for simultaneous and multiprocess analysis of the POX process, in which the fluorescence noise eliminating (FNE) method can effectively eliminate the horizontal and vertical spatial noise to ensure ppm level limits of detection (LOD). The vibration modes of gas compositions related to each POX process such as cracked gas, synthesis gas, and product acetylene are analyzed. Meanwhile, the composition of three-process intermediate sample gases from Sinopec Chongqing SVW Chemical Co., Ltd is quantitatively and qualitatively analyzed simultaneously, along with the ppm level LODs (H2: 11.2 ppm, C2H2: 3.1 ppm, CO2: 9.4 ppm, C2H4: 4.8 ppm, CH4: 1.5 ppm, CO: 17.9 ppm, allene: 1.5 ppm, methyl acetylene: 2.6 ppm, 1,3-butadiene: 2.8 ppm) with a laser power of 180 mW, exposure time of 30 s, and accuracy of higher than 95.2%. This study fully demonstrates the ability of FNEFERS to replace gas chromatography to achieve simultaneous and multiprocess analysis of intermediate compositions for C2H2 and H2 production and to monitor other chemical and energy production processes.
中文翻译：
用于 C2H2 和 H2 生产的中间组合物的同步和多过程分析的荧光噪声消除光纤增强拉曼光谱
C 2 H 2和H 2作为重要的化工和能源原料，可通过CH 4的部分氧化（POX）高效环保地生产. 同时分析POX多过程（裂解、回收、脱气等）中的中间气体成分，可以调控产物生成，提高生产效率。为了克服普通气相色谱的缺点，我们提出了一种荧光噪声消除光纤增强拉曼光谱（FNEFERS）技术，用于 POX 过程的同步和多过程分析，其中荧光噪声消除（FNE）方法可以有效地消除水平和垂直空间噪声以确保 ppm 级检测限 (LOD)。分析了裂解气、合成气、产品乙炔等各POX过程相关气体成分的振动模式。同时，中石化重庆川维化工有限公司三工艺中间样气的组成，2：11.2 ppm，C 2 H 2：3.1 ppm，CO 2：9.4 ppm，C 2 H 4：4.8 ppm，CH 4：1.5 ppm，CO：17.9 ppm，丙二烯：1.5 ppm，甲基乙炔：2.6 ppm，1 ,3-丁二烯：2.8 ppm），激光功率180 mW，曝光时间30 s，准确率高于95.2%。该研究充分证明了 FNEFERS 能够替代气相色谱，实现 C 2 H 2和 H 2生产中间体成分的同步和多过程分析，以及监测其他化学和能源生产过程。
更新日期：2023-05-25
中文翻译：
用于 C2H2 和 H2 生产的中间组合物的同步和多过程分析的荧光噪声消除光纤增强拉曼光谱
C 2 H 2和H 2作为重要的化工和能源原料，可通过CH 4的部分氧化（POX）高效环保地生产. 同时分析POX多过程（裂解、回收、脱气等）中的中间气体成分，可以调控产物生成，提高生产效率。为了克服普通气相色谱的缺点，我们提出了一种荧光噪声消除光纤增强拉曼光谱（FNEFERS）技术，用于 POX 过程的同步和多过程分析，其中荧光噪声消除（FNE）方法可以有效地消除水平和垂直空间噪声以确保 ppm 级检测限 (LOD)。分析了裂解气、合成气、产品乙炔等各POX过程相关气体成分的振动模式。同时，中石化重庆川维化工有限公司三工艺中间样气的组成，2：11.2 ppm，C 2 H 2：3.1 ppm，CO 2：9.4 ppm，C 2 H 4：4.8 ppm，CH 4：1.5 ppm，CO：17.9 ppm，丙二烯：1.5 ppm，甲基乙炔：2.6 ppm，1 ,3-丁二烯：2.8 ppm），激光功率180 mW，曝光时间30 s，准确率高于95.2%。该研究充分证明了 FNEFERS 能够替代气相色谱，实现 C 2 H 2和 H 2生产中间体成分的同步和多过程分析，以及监测其他化学和能源生产过程。
京公网安备 11010802027423号