ASTM D2650

ASTM D2650 – Standard Test Method for Chemical Composition of Gases by Mass Spectrometry

Description:

Significance and Use

5.1 A knowledge of the composition of refinery gases is useful in diagnosing the source of plant upsets, in determining the suitability of certain gas streams for use as fuel, or as feedstocks for polymerization and alkylation, and for monitoring the quality of commercial gases.

Scope

1.1 This test method covers the quantitative analysis of gases containing specific combinations of the following components: hydrogen; hydrocarbons with up to six carbon atoms per molecule; carbon monoxide; carbon dioxide; mercaptans with one or two carbon atoms per molecule; hydrogen sulfide; and air (nitrogen, oxygen, and argon). This test method cannot be used for the determination of constituents present in amounts less than 0.1 mole %. Dimethylbutanes are assumed absent unless specifically sought.

Note 1: Although experimental procedures described herein are uniform, calculation procedures vary with application. The following influences guide the selection of a particular calculation: qualitative mixture composition; minimum error due to components presumed absent; minimum cross interference between known components; maximum sensitivity to known components; low frequency and complexity of calibration; and type of computing machinery.

Because of these influences, a tabulation of calculation procedures recommended for stated applications is presented in Section 12 (Table 1).

Serial No. . . . . . . . . . .	7			8			9			10			11			12			13
Name or Application	Commercial Propane			Commercial Butane			BB Stream (Cracked Butanes)			Dry Gas Cracked Fuel Gas			Mixed Iso and Normal Butanes			Reformer Make-Up Gas			Unstabi- lized Fuel Gas
Component	O	P	M	O	P	M	OC	PC	M	O	P	M	O	P	M	O	P	M	OC	PC	M
Hydrogen	…	…	…	…	…	…	…	…	…	15	2	M	…	…	…	10	2	M	16	2	M
Methane	…	…	…	…	…	…	…	…	…	14	16	M	…	…	…	9	16	M	15	16	M
EthyleneE	7	26	M	…	…	…	…	…	…	12	26	M	…	…	…	…	…	…	13	26	M
Ethane	6	30	M	…	…	…	…	…	…	11	30	M	…	…	…	7	30	M	12	30	M
Propene	5	42	M	7	42	M	6	42	M	10	42	M	…	…	…	…	…	…	8	42	M
Propane	3	44	M	4	44	M	4	44	M	7	44	M	3	44	M	5	44	M	6	44	M
Butadiene	…	…	…	…	…	…	1	54	M	3	54	M	…	…	…	…	…	…	2	54	M
Butene-1	1	56	M	1	56	M	7	41	M	1	…	…	…	…	…	…	…	…	9	41	M
Butene-2	1	56	M	1	56	M	8	56	M	1	56	M	…	…	…	…	…	…	10	56	M
Isobutene	1F	F	M	1	F	F	9	39	M	1	F	…	4	43	M	…	…	…	11	39	M
Isobutane	4	43	M	5	43	M	5	43	M	8	43	M	1	58	M	6	43	M	7	43	M
n-Butane	2	58	M	2	58	M	2	58	M	4	58	M	…	…	…	2	58	M	3	58	M
Pentenes	…	…	…	6	70	M	G	70	U	9	70	M	…	…	…	3	57	M	…	70	U
Isopentane	…	…	…	3	57	M	3	57	M	5	57	M	2	57	M	4	72	M	4	57	M
n-Pentane	…	…	…	…	…	…	…	…	…	6	72	M	…	…	…	…	…	…	5	72	M
Benzene	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	H	H	D
Hexanes	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	H	H	D
C6 cyclic paraffins	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	H	H	D
Hexanes	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	H	H	D
Toluene	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	H	H	D
Hydrogen sulfide	…	…	…	…	…	…	…	…	…	I	…	C	…	…	…	I	I	C	I	I	C
Carbon dioxide	…	…	…	…	…	…	…	…	…	I	…	C	…	…	…	I	I	C	I	I	C
Carbon monoxide	…	…	…	…	…	…	…	…	…	13	28	M	…	…	…	8	28	M	14	28	M
Nitrogen	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…
Air	…	…	…	…	…	…	…	…	…	2	32	M	…	…	…	1	32	M	1	32	M
Acid Gases	…	…	…	…	…	…	…	…	…	I	…	C	…	…	…	I	I	C	I	I	C
ResidualE	8	27	M	8	27	M	10	27	M	16	14	M	5	27	M	11	14	M	17	14	M
ResidualE	9	29	M	9	29	M	11	29	M	17	15	M	6	29	M	12	15	M	18	15	M
ResidualE	…	…	…	…	…	…	…	…	…	18	27	M	…	…	…	13	27	M	19	27	M
ResidualE	…	…	…	…	…	…	…	…	…	19	29	M	…	…	…	14	29	M	20	29	M

Serial No. . . . . . . . . . .	14			15			16
Name or Application	H2-C6 Cracked Gas			H2-C6 Straight Run Gas			Light Refinery Gas
Component	O	P	M	O	P	M	O	P	M
Hydrogen	1	2	M	1	2	M	20	2	U
Methane	2	16	M	2	16	M	17	16	M
Ethylene	4	26	M	…	…	…	14	26	M
Ethane	7	30	M	5	30	M	13	30	M
Propene	11	42	M	…	…	…	12	42	M
Propane	6	29	M	4	29	M	10	29	M
Butadiene	15	54	M	…	…	…	…	…	…
Butane-1	…	…	…	…	…	…	11	56	M
Butene-2	16	56	M	…	…	…	…	…	…
Isobutene	…	…	…	…	…	…	…	…	…
Isobutane	12	43	M	9	43	M	9	43	M
n-Butane	18	58	M	14	58	M	8	58	M
Pentenes	21	70	M	…	…	…	15	70	M
Isopentane	17	57	M	13	57	M	7	57	M
n-Pentane	22	72	M	18	72	M	6	72	M
Benzene	…	…	…	19	78	M	5	78	U
Hexanes	23	84	M	…	…	…	4	84	U
C6 cyclic paraffins	…	…	…	20	84	M	…	…	…
Hexanes	…	…	…	17	71	M	3	86	U
Toluene	…	…	…	21	92	M	…	…	…
Hydrogen sulfide	9	34	M	7	34	M	1	34	U
Carbon dioxide	13	44	M	10	44	M	16	44	U
Carbon monoxide	…	…	…	…	…	…	18	12	U
Nitrogen	5	28	M	…	…	…	19	28	U
Air	8	32	M	6	32	M	2	32	U
Water	3	18	M	3	18	M	…	…	…
Cyclobutane	…	…	…	12	56	M	…	…	…
Cyclopentene	20	67	M	…	…	…	…	…	…
Pentadienes	20	67	M	…	…	…	…	…	…
Cyclopentane	…	…	…	16	70	M	…	…	…
Methylmercaptan	14	48	M	11	48	M	…	…	…
Ethylmercaptan	19	62	M	15	62	M	…	…	…
Residual 41	10	41	M	8	41	M	…	…	…
Residual 14	24	14	M	22	14	M	…	…	…

Note 2: This test method was developed on Consolidated Electrodynamics Corporation Type 103 Mass Spectrometers. Users of other instruments may have to modify operating parameters and the calibration procedure.

1.2 The values stated in SI units are to be regarded as standard. No other units of measurement are included in this standard.