Process Analyzers

ANSI/API RECOMMENDED PRACTICE 555SECOND EDITION, NOVEMBER 2001

REAFFIRMED, FEBRUARY 2007

Process Analyzers

Downstream Segment

ANSI/API RECOMMENDED PRACTICE 555SECOND EDITION, NOVEMBER 2001

REAFFIRMED, FEBRUARY 2007

SPECIAL NOTES

API publications necessarily address problems of a general nature. With respect to partic-ular circumstances, local, state, and federal laws and regulations should be reviewed.

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Copyright © 2001 American Petroleum Institute

FOREWORD

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Suggested revisions are invited and should be submitted to the Manager of Standardizationof the Downstream Segment, American Petroleum Institute, 1220 L Street, N.W., Washing-ton, D.C. 20005.

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CONTENTS

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Section A Process Analyzer Considerations

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1 ANALYZER SELECTION DESIGN REQUIREMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1 Economic Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 Environmental and Safety Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.3 Application Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

2 SYSTEM DATA MANAGEMENT REQUIREMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22.2 Analog Transmission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22.3 Digital Transmission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22.4 Highway Link . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

3 ANALYZER SYSTEM CALIBRATION AND VALIDATION . . . . . . . . . . . . . . . . . 33.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33.2 Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33.3 Validation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

4 SAMPLE CONDITIONING. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64.2 Functions of a Sample System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64.3 Design Factors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

5 PREPACKAGED SYSTEMS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215.2 Advantages of Pre-packaged Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225.3 Total Systems Approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

6 MAINTENANCE, TRAINING, INSTALLATION, INSPECTION, TESTING, AND STARTUP REQUIREMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226.1 Maintenance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226.2 Training . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256.3 Installation and Safety . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276.4 Inspection and Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316.5 Commissioning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

7 SAFETY REQUIREMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387.2 Samples Lines and Sample System Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387.3 Electrical Safety . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387.4 Personal Safety. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387.5 Maintenance Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

APPENDIX A REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Section B Safety and Environmental Considerations

. . . . . . . . 41

8 AREA SAFETY MONITORS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

v

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8.2 Area Monitoring for Toxic Gases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428.3 Area Monitoring for Combustible Gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468.4 Area Monitoring for Fire and Smoke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 478.5 Area Monitoring Sampling Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 518.6 Calibration, Startup, and Maintenance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

9 CONTINUOUS EMISSION MONITORING SYSTEMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549.1 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549.2 Regulations and Monitoring Requirements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549.3 Measurement Techniques Utilized in CEM Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 579.4 In-situ Analyzers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 589.5 Types of CEMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 589.6 Special Considerations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 599.7 Safety of CEM Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 599.8 Calibration of CEM Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609.9 Maintenance of CEM Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

10 WASTEWATER AND WATER TREATMENT ANALYZERS. . . . . . . . . . . . . . . . 6010.1 Total Carbon (TC) and Total Organic Carbon (TOC). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6010.2 Total Oxygen Demand Wastewater Analyzers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6210.3 Turbidity Analyzers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6310.4 Residual Chlorine Analyzers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6610.5 Hydrocarbons-in-water Analyzers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6910.6 pH Measurements for Wastewater Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7010.7 Dissolved Oxygen in Wastewater Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7110.8 Water Treatment Analyzers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

APPENDIX B REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

Section C Spectroscopic Chemical Composition Analyzers

. 75

11 INFRARED SPECTROSCOPY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7511.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7511.2 Infrared Detectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7511.3 Infrared Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7711.4 Typical Infrared Application Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7811.5 Sampling Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

12 ULTRAVIOLET (UV) SPECTROSCOPY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7812.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7812.2 Measurement Principles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7912.3 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7912.4 Sampling Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7912.5 Installation, Safety, Startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

13 MASS SPECTROSCOPY. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7913.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7913.2 Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8113.3 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8213.4 Analyzer Location . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8213.5 Sampling Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8213.6 Safety Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

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13.7 Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8213.8 Startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

14 X-RAY ABSORPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8214.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8214.2 Safety Concerns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8314.3 X-ray Absorption Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8314.4 Analyzer Location . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8314.5 Sampling Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8414.6 Calibration and Startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

15 ION MOBILITY SPECTROSCOPY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8415.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8415.2 Safety Concerns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8515.3 IMS Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8515.4 Analyzer Location . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8515.5 Sampling Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8515.6 Calibration and Startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

16 NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8616.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8616.2 Typical NMR Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8916.3 Sampling Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

APPENDIX C REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

Section D Non-spectroscopic Chemical Composition Analyzers

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

17 GAS CHROMATOGRAPHS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9117.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9117.2 Utilization in Refineries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9217.3 Typical Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9217.4 Application Variables. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9817.5 Simplified Chromatograph Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9917.6 Components of the Process Chromatograph. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9917.7 Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10917.8 Installation and Inspection of New Analyzer Installations . . . . . . . . . . . . . . . 11017.9 Initial Startup Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111

18 MOISTURE ANALYZERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11218.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11218.2 Types of Moisture Analyzers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11218.3 Sampling Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11818.4 Calibration and Startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

19 OXYGEN ANALYZERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12119.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12119.2 Types of Oxygen Analyzers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12219.3 Sampling Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12719.4 Safety Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

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19.5 Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12819.6 Maintenance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

20 SULFUR ANALYZERS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12920.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12920.2 Measurement Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12920.3 Application Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13020.4 Analyzer Types and Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13020.5 Sample Preparation System. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13620.6 Calibration and Maintenance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

APPENDIX D REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

Section E Physical Property Analyzers

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141

21 POUR POINT ANALYZERS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14521.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14521.2 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14521.3 Principles of Pour Point Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14521.4 Operating Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14621.5 Sampling Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14721.6 Installation and Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147

22 CLOUD POINT AND FREEZE POINT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14822.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14822.2 Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14822.3 Cloud Point General. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14822.4 Safety Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15122.5 Analyzer Location and Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15122.6 Utility Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15222.7 Sampling Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15222.8 Checking and Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15222.9 Typical Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

23 DISTILLATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15323.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15323.2 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15323.3 Types of Boiling Point Analyzers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15323.4 Typical Boiling Point Analyzer Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15823.5 Sampling Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15823.6 Installation and Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15823.7 Sample Material Problems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15823.8 Effluent Disposal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

24 FLASH POINT ANALYZERS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15924.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15924.2 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15924.3 Methods of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15924.4 Sampling Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16124.5 Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16124.6 Safety . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161

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25 VAPOR PRESSURE ANALYZERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16125.1 General. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16125.2 Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16225.3 Types of Reid Vapor Analyzers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16225.4 Kinetic Vapor Pressure Analyzers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16225.5 Safety Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16525.6 Analyzer Location . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16525.7 Typical Reid Vapor Pressure Analyzer Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16525.8 Typical Kinetic Vapor Pressure Analyzer Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . 16625.9 Sampling Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16625.10 Startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16625.11 Shutdown Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

26 OCTANE ANALYZERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16626.1 General. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16626.2 Correlative Combustion Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16726.3 Analytical Type—NIR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168

27 PROCESS STREAM VISCOMETERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17627.1 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17627.2 Basic Principles of Viscosity Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17627.3 Types of Process Viscometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17727.4 Temperature Compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17827.5 Safety Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17827.6 Location and Housing Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17927.7 Sampling Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17927.8 Calibration Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18427.9 Readout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18527.10 Startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185

28 DENSITOMETERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18528.1 General. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18528.2 Density and Specific Gravity Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18528.3 Liquid Densitometers—Basic Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18528.4 Gas Densitometers—Basic Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19428.5 Compensation for Factors Affecting Accuracy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19928.6 Safety Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19928.7 Installation Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19928.8 Sampling Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20028.9 Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20128.10 Readout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20128.11 Startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

29 COLOR ANALYZERS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20229.1 General. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20229.2 Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20229.3 Color Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20329.4 Sampling Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20329.5 Installation and Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204

APPENDIX E REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204

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Section F Chemical Property Analyzers

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205

30 pH MEASUREMENT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20530.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20530.2 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20530.3 Typical pH Application Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20630.4 Electrode Measuring System. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20730.5 Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21030.6 Weather Protection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21530.7 Safety . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21530.8 Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21530.9 Startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216

31 OXIDATION-REDUCTION POTENTIAL (ORP) MEASUREMENT. . . . . . . . . . 21631.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21631.2 Typical ORP Application Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21631.3 Factors Affecting Oxidation/Reduction Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21631.4 Oxidation-reduction Voltages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21831.5 Electrode Measuring System. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21831.6 Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21831.7 Standardization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21831.8 Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219

32 ELECTOLYTIC CONDUCTIVITY MEASUREMENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21932.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21932.2 Typical Conductivity Application Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21932.3 Conductivity Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22032.4 Electrodeless Conductivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22132.5 Conductivity Monitors and Transmitters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22132.6 Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22232.7 Maintenance and Calibration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224

33 WATER QUALITY GENERAL INFORMATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22433.1 Sample Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22433.2 Installation and Maintenance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22533.3 Calibration and Startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22533.4 Training . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225

APPENDIX F REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225

Figures2-1 Multi-analyzer Distributed System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34-1 Acceptable Sampling Areas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74-2 Insertion Sample Open Probe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84-3 Fixed Sample Probe Open Flow Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84-4 Multiport Sampling Probe for Flue Gas Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94-5 Filter Probes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104-6 Pyrolysis Gas Sample Conditioner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114-7 Fast Loop Sampling System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124-8 Liquid Vaporization Sample Probe and Regulator Section

(High-temperature/Pressure Applications) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

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4-9 Liquid Vaporization Sample Probe and Regulator Section(Low-pressure Applications) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

4-10 Stream Select System with Double Block-and-bleed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204-11 Liquid Sample Recovery System. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218-1 Photometric Analyzer Principle of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438-2 Photometric Analyzer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448-3 Chlorine Gas Spectrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458-4 Dual Frequency Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458-5 Dual Path Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458-6 Stages of Fire Associated with Solid Combustibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488-7 Ionization Chamber Principle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488-8 Infrared Flame Detector with Lenses and Cathode Tube . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498-9 Ultraviolet Detector Principle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 508-10 Operating Elements of Combination Fixed-temperature and Rate-of-rise

Thermal Detector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 508-11 Typical Remote Head System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 528-12 Typical Multiple Head System. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 528-13 Typical Tube Sampling System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 548-14 Typical Location for In-situ Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 548-15 Test and Calibration Means for Diffusion and Drawn Sampling . . . . . . . . . . . . 5610-1 High-temperature Oxidation Analyzer for Total Organic Carbon . . . . . . . . . . . 6110-2 Ultraviolet Promoted Oxidation Analyzer for Total Organic Carbon. . . . . . . . . 6210-3 Analyzer for Total Oxygen Demand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6310-4 Scattered Light Intensity Patterns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6410-5 Surface Scatter Turbidimeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6510-6 Ratio Turbidimeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6610-7 Amperometric Residual Chlorine Analyzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6710-8 Spectrophotometric Wet Chemistry Analyzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6810-9 Colorimetric Titrimeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6810-10 Absorption Spectrum for Hydrocarbons (Oils) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7010-11 Flame Ionization Hydrocarbons-in-water Monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7211-1 Electromagnetic Radiation Spectrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7611-2 Carbon Monoxide Spectrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7611-3 Dual-beam Nondispersive Infrared Analyzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7711-4 Schematic of a Single-beam Filter-based Instrument . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7812-1 Ultraviolet Spectrum for Benzene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8012-2 Single-beam Ultraviolet Analyzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8012-3 Split-beam Ultraviolet Analyzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8013-1 Mass Spectrometer System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8113-2 Typical System for Spectroscopic-type Analyzers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8314-1 X-ray Source, Sample Cell and Detector. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8414-2 Typical Sample System for X-ray Absorption-type Analyzers . . . . . . . . . . . . . . 8515-1 IMS Sample Cell Schematic Diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8715-2 IMS-based CEM System Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8716-1 Example of the Chemical Information Available by Type for a Naptha Steam . 8817-1 Typical Stand-alone Gas Chromagraph (GC) with Optional Network. . . . . . . . 9217-2 Simulated Distillation Schematic. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9517-3 Gasoline Calibration Blend . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9617-4 D-3710 Calibration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9717-5 Comparison of D-86 and D-3710 Distillation Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9817-6 Sample Chromatogram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10017-7 Typical Process Chromatograph System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

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17-8 Typical Chromatograph Analyzer Section. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10217-9 Gas Sample Valve with Double Block-and-bleed Arrangement . . . . . . . . . . . . 10417-10 Liquid Sample Valve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10417-11 Partial Analysis with Forward Flush . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10517-12 Partial Analysis with Back Flush . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10617-13 Total Analysis for Hydrocarbons and Fixed Gases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10618-1 Nomograph for Dew Points as a Function of Temperature and Pressure . . . . . 11318-2 Electrolysis Instrument . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11418-3 Liquid Sample Dry-gas Stripping System. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11518-4 Infrared Analyzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11518-5 Aluminum Oxide Probe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11618-6 Flow Diagram of a Vibrating Crystal Moisture Analyzer . . . . . . . . . . . . . . . . . 11718-7 Sample Bypass System with Purge Gas Drying . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11918-8 Moisture Generator for Calibration Check . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12018-9 Moisture Blender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12018-10 Humidifier System for Calibration Check. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12119-1 Distribution of Products from Combustion of Various Fuels . . . . . . . . . . . . . . 12319-2 Typical Aqueous Electrochemical Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12319-3 Heated Probe-type Zirconia Electrochemical Oxygen Analyzer

Schematic Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12519-4 Magnetodynamic Paramagnetic Oxygen Analyzers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12519-5 Thermal Paramagnetic Oxygen Analyzers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12619-6 Susceptibility Pressure Oxygen Analyzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12720-1 X-ray Absorption Analyzer System. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13220-2 Infrared Absorption Analyzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13320-3 Mass Spectrometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13420-4 Ultraviolet Absorption Analyzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13520-5 Measurement of H

2

S in the Presence of SO

2

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13720-6 Measuring H

2

S in the Presence of SO

2

Using Two Ultraviolet Analyzers. . . . 13821-1 Pressure Sensing Pour Point Analyzer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14621-2 Motion Sensing Pour Point Analyzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14722-1 ASTM D2500 Freeze Point Apparatus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14822-2 ASTM D2386 Cloud Point Apparatus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14922-3 On-line Cloud Point Sample Cell Schematic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15022-4 Cloud Point Schematic Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15122-5 On-line Freeze Point Analyzer Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15223-1 Initial Boiling Point Analyzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15423-2 Boiling Point Analyzer with a Smaller Boiling Pot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15523-3 End Point Analyzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15623-4 Vacuum Distillation Analyzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15723-5 Thin Film Boiling Point Analyzer Flow Schematic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15723-6 Typical Boiling Point Analyzer Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15924-1 On-line Ignition Type Flash Point Analyzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16024-2 Flash Point Detection by Ignition—High Temperature, Anti-coking Design . 16124-3 On-line Catalytic Reaction Flash Point Analyzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16224-4 On-line Flash Point Analyzer—Typical Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16325-1 Continuous Reid Vapor Analyzer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16425-2 Micro-method Reid Vapor Analyzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16425-3 Kinetic Vapor Pressure Analyzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16526-1 Cool Flame Octane Analyzer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16726-2 Typical NIR Spectrum of a Reformulated Gasoline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16926-3 Single Stream Sample System with Two Grab Sample Bottles . . . . . . . . . . . . 170

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26-4 Stream Switching and Sample Conditioning System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17026-5 Typical Installation of In-situ Probe/Fiber Optic System . . . . . . . . . . . . . . . . . 17126-6 Typical Calibration Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17226-7 Typical Distribution of Calibration Data from a Single Refinery . . . . . . . . . . . 17326-8 Calibration Data from Multiple Refineries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17326-9 Typical Calibration Validation Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17426-10 Typical Routine Analysis Cycle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17526-11 Typical Calibration Update Procedure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17527-1 Typical Sampling System for High-viscosity Liquids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18027-2 Typical Sampling System for Clean, Light Oils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18027-3 Typical Installation of a Capillary-type System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18127-4 Typical Installation of an Ultrasonic Probe Viscometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18227-5 Tank Mounting for a Rotational Viscometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18227-6 Flowing Line Installation for Rotational Viscometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18227-7 Viscometer Located Close to the Process Line . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18327-8 Viscometer Sample Line from Circulating Loop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18327-9 Installation of Piston-type Viscometer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18428-1 Balanced Flow Vessel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18628-2 Typical Liquid Densitometer Sampling System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18628-3 Balanced Flow Tube. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18628-4 Typical Sampling System for Balanced Flow Tube . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18728-5 Industrial Specific Gravity Displacer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18728-6 Typical Hookup for Industrial Specific Gas Displacer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18828-7 Chain-balanced-float Densitometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18928-8 Typical Hookup for Chain-balanced-float Density Instrument. . . . . . . . . . . . . 18928-9 Gamma-ray Density Gauge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19028-10 Vibrating Probe Densitometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19128-11 Typical Line-mounted Vibrating Probe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19128-12 Vibrating Spool Principle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19228-13 Sonic Liquid Densitometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19228-14 Gas Specific Gravity Balance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19328-15 Typical Hookup for Gas Specific Gravity Balance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19328-16 Gas Density Balance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19428-17 Typical Gas Densitometer Sampling System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19528-18 Fluid Drive Gas Gravitometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19628-19 Typical Sampling System for Gas Under Pressure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19628-20 Principle of the Rotating-element Type of Gas Densitometer . . . . . . . . . . . . . 19728-21 Typical Hookup for One Form of Rotating-element Densitometer . . . . . . . . . 19728-22 Thermal Conductivity Gas Densitometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19828-23 Sonic Gas Densitometer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19829-1 Typical Color Analyzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20229-2 Color Analyzer System Diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20330-1 Ionization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20630-2 Ion Content in Water Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20730-3 Typical pH Scale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20830-4 Piped Sample Stream at Atmospheric Pressure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20830-5 Piped Main Process (or Sample) Stream. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20830-6 Tank at Constant Level. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20930-7 Tank at Variable Level, Submersion Assembly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20930-8 Sampling Technique for Heavily Contaminated Oily Systems. . . . . . . . . . . . . 21030-9 Schematic Diagram of a Typical Electrode System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21130-10 Combination pH Probe Schematic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211

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30-11 Sanitary pH Probe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21230-12 Field Repairable Probes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21330-13 In-line pH Probe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21430-14 Retractable pH Probe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21430-15 Flow-through pH Probe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21531-1 Electrolysis Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21731-2 Galvanic Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21732-1 Conductivity Scale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21932-2 Conductivity of Common Electrolytes vs. Weight . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22032-3 Electrodeless Conductivity System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22232-4 Conductivity Cell with Universal Head. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22332-5 Conductivity Cell in Flow Housing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22332-6 Removable Type Conductivity Assembly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22332-7 Electrodeless Conductivity Cell. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22332-8 Sample Cooler and Accessories. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224

Tables4-1 Darcy Pressure Drops vs. Line Size per 100 ft Sample Line—Gas Samples . . . . . 144-2 Darcy Pressure Drops vs. Line Size per 100 ft Sample Line—Liquid Samples . . 154-3 Liquid Pressure Drops vs. Different Flow Velocities for a 100 ft Sample Line . . . 164-4 Comparison of Pressure Drops in PSI for Various Liquids vs. Common

Line Sizes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174-5 Comparison of Pressure Drops in PSI for Various Gases vs. Common

Line Sizes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184-6 Equivalent Feet of Straight Run Tubing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186-1 Analyzer Maintenance in Manhours per Year . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236-2 Checklist of Test Procedures for Analyzer Sample Conditioning Systems . . . . . . 356-3 Typical Checklist at Analyzer System Inspections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3610-1 Characteristics of Turbidity Meter Types. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6414-1 Typical Applications and Specifications of Spectroscopic and Other Types

of Analyzers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8618-1 Comparison of Moisture Analyzers by Type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11427-1 Constants Applicable to Viscometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17731-1 Oxidation-reduction Potentials of Saturated Quinhydrone Solutions,

in Millivolts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21932-1 Typical Ranges for Conductivity Cells. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221

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