JPH0552811A - プロセス用質量分析計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 化学プラントの配管などに流れるガスをオン
ラインで採取して質量分析計に導入する。 【構成】 ガス流路中１０に一端が質量分析計のイオン
源２に連結しているパイプ１を配設するとともに、該パ
イプ１のガス流路側開口にガス選択膜４を付設し、ガス
流路中の特定ガスのみを連続的に質量分析計ＭＳに送る
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス流路中のガス成分
を連続的に質量分析計に導入して分析するプロセス用質
量分析計に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、質量分析計で化学プラントの配管な
どからのガスを分析する場合には、一旦サンプリング装
置で配管からガスを採取して、ガスクロマトグラフにて
各成分に分離後、質量分析計に導入することが行われて
いる。

【０００３】また、化学プラントの配管などからのガス
を連続的にガスクロマトグラフに送るプロセス用ガスク
ロマトグラフもあるが、これは、質量分析計とは連結さ
れてはいない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の手法のうち、一
旦サンプリング装置で配管からガスを採取する方法は、
採取した分だけしか質量分析計で分析できなかったの
で、連続的にガス成分の分析ができずプラントの管理に
は適さなかった。しかも、ガス採取から分析計の導入ま
でに時間遅れが生じ、反応が継続しているような試料で
は正確な分析ができなかった。

【０００５】また、プロセス用ガスクロマトグラフに質
量分析計を連結して、配管からのガス成分を連続的にモ
ニターすることも考えられるが、プロセスガスクロマト
グラフからの溶出物には、キャリヤガスが多量に含まれ
ているため、質量分析計にそのまま特定ガスを含む溶出
物を導入できず、質量分析計の前にジェットセパレータ
などを入れ、キャリヤガスを分離する必要があった。

【０００６】そこで、本発明は、前記課題を解決し、化
学プラントの配管などに流れるガスをオンラインで採取
して質量分析計に導入することができるプロセス用質量
分析計を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、ガス流路中に一端が質量分析計のイオン源
に連結しているパイプを配設するとともに、該パイプの
ガス流路側開口にガス選択膜を付設したことを特徴とす
る。

【０００８】ここでいうガス流路とは、化学プラントの
配管など複数成分のガスが連続して流れている流路をい
う。パイプをガス流路に配設するには、例えば、化学プ
ラントの配管に孔を開け直接する方法、配管の途中にパ
イプを予め接続した管を挿入し、配管と管をフランジで
固定する方法などが考えられるが、これらに限定されな
い。

【０００９】ガス流路に配設するパイプの材質は、腐食
性、耐圧性等を考慮して適宜選択され、例えばＳＵＳな
どが用いられる。パイプの径は、サンプリングするガス
量や質量分析計の真空度への影響を考慮して決定され
る。ガス流路に配設するパイプの位置は、ガス流と対向
する位置で、かつ流路内の最大流速点が好ましい。な
お、質量分析計の真空度を悪化させないため、パイプの
途中に電磁弁を設け、電磁弁の開閉度の調整で質量分析
計へ送るガス流量を調整しても良い。

【００１０】ガス選択膜とは、複数の混合ガスからある
成分のガスのみを透過させる（他のガス成分に比しある
成分のみのガス透過率が大きい）性質を有するもので、
高分子の緻密膜を用いる。例えば、セルロースアセテー
トとポリエチレンの膜は、ｎ−ブチルアルコールを透過
させ、ポリエチレン（低密度）はヘキサンを、セロファ
ンとポリエチレンの膜はエチルアルコールを、ポリエチ
レン（高密度）は、クロロホルムとヘキサンをそれぞれ
透過させる。なお、ガス選択膜は、上記のものに限定さ
れず、ガスの種類に応じて適宜選ぶことができ、同時に
複数成分のガスを得たいときは、膜を複数種組み合わせ
て用いれば良い。

【００１１】これらガス選択膜の取り付けは、例えばパ
イプ開口の４隅に膜をピンで固定したり、接着剤で接着
させることが考えられるが、これらには限定されない。

【００１２】

【作用】本発明では、ガス流路中に特定のガス成分のみ
を選択的に透過させるガス選択膜を備えたパイプを配設
しているので、特定ガスを連続的に質量分析計に送るこ
とができる。

【００１３】

【実施例】本発明の構成を図面に基づいて説明する。図
１は、本発明のプロセス質量分析計の概略図である。１
がガスサンプリング用のパイプで、その一端は質量分析
計ＭＳのイオン源２に直結している。イオン源２とパイ
プ１の連結は、イオン源２に開口を設け、そこにパイプ
１を挿入し、Ｏリングなどでシ−ルしておくことにより
行う。イオン源２は、例えば電子衝撃によりイオン化す
るもので、フォラメント３を設置してある。なお、７は
ＭＳの分析部の四重極電極、８はＭＳの検出器、９はＭ
Ｓの真空度を調節する排気ポンプである。

【００１４】また、パイプ１のもう一方の他端は、化学
プラントなどで試料が流れる配管10に接続される。配管
１０へのパイプ１の接続は、配管１０に孔を開け、そこ
にパイプ１を挿入している。この場合、パイプ接続孔か
ら試料が漏れないように公知の手法でシ−ルされる。な
お、配管を流れる試料が液体の場合には、パイプ１が配
設されている近傍に加熱手段（図示せず）を設け、試料
を加熱気化できるようにしておく。加熱手段は、配管の
外周にヒータ線を巻いておくだけのものが考えられる。

【００１５】パイプ１の配管１０側の開口には、ガス選
択膜４が貼り付けられており、貼り付けられるガス選択
膜は、サンプリングしたいガスの種類により選択され
る。

【００１６】また、本実施例では、ＭＳの真空度を悪化
させないために、パイプ１の途中より電磁弁５を介し分
岐管１１を設けている。分岐管１１の他端には、真空ポ
ンプ６が連結しており、電磁弁５の開閉度を調節（パイ
プ１と分岐管１１への開度調節）することにより、ＭＳ
に入るガス量が調節できるようになっている。

【００１７】次に、図１の実施例の動作を説明する。試
料は、図の矢印方向に流れており、試料がガス選択膜４
に接触することにより、特定のガス成分のみがガス選択
膜４を透過してパイプ１に入る。この時、電磁弁５は、
例えば、パイプ１と分岐管１１の開度が１対１０位の割
合になるように調節しておけば、パイプ１に入った特定
ガスのうち１／１０量が、質量分析計ＭＳのイオン源２
に入ることになる。但し、質量分析計ＭＳの真空度を悪
化させる心配がなく、しかもサンプリングした試料量が
少ないときは、分岐管１１側の回路が全て閉になるよう
に電磁弁５を調節する。

【００１８】イオン源２に入ったガスは、そこで電子衝
撃を受けイオン化される。質量分析計ＭＳの走査モード
は、ＳＩＭ（シングル・イオン・モニタリング）に設定
しておくことにより、膜を透過したガスを連続して分析
できる。

【００１９】なお、分析したいガス成分を変えたいとき
は、ガス選択膜４を適宜取り替えるだけでよい。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、特定成分のガスを連続
してサンプリングし質量分析計に送れるので、化学プラ
ントなどの配管を流れる試料成分の連続測定が可能にな
る。

【００２１】また、膜により特定成分を分離しており、
ガスクロマトグラフのようなガス分離装置が不要とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の概略図。

【符号の説明】

１：パイプ ２：イオン源 ４：ガス選択膜 ５：電磁弁 ＭＳ：質量分析計

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス流路中に一端が質量分析計のイオン
   源に連結しているパイプを配設するとともに、該パイプ
   のガス流路側開口にガス選択膜を付設したことを特徴と
   するプロセス用質量分析計。