columnas y fungibles para petroquímica · ventajas 1. alta respuesta & mejor forma de pico 2....
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1
Columnas y
fungibles para
Petroquímica
21 de junio de 2012
David de la Serna
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Indice
Columnas WCOT de metil silicona. Columnas Ultra inert de
naturaleza apolar para muestras líquidas
Columnas PLOT para muestras normalmente gaseosas
Purificadores de Gases
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COLUMNAS ULTRAINERTES
• Adsorción
‒ La adhesión de los átomos, iones o
moléculas de gas, líquidos ó sólidos disueltos
en una superficie
STUCK!
• Degradación
‒ Desglose de los compuestos a través de
procesos químicos o térmicos en compuestos
más simples / fragmentos
Endrin Endrin aldehyde Endrin ketone
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Soluciones Agilent Ultra Inert
Ruta de Flujo Inerte
1. Liners Agilent Ultra Inert
2. Columnas J&W Ultra Inert Agilent
3. Detector Selectivo Agilent MS
Ofrece un mayor rendimiento desde la inyección hasta la detección del compuesto
Una ruta de flujo inerte permite la separación real de la muestra y una mínima
degradación y/o adsorción del compuesto.
www.agilent.com/chem/ultrainert
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Ruta de flujo en Cromatografía de Gases (GC)
Detector Inyector
Pérdida de compuesto
Muestra
Columna GC
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Columnas Agilent J&W Ul Inercia y bajo sangrado
• Las columnas Ultra Inert son las únicas columnas GC en el mercado
que han demostrado ser altamente inerte y proporcionar bajo
sangrado.
– Un bajo sangrado aumenta la relación señal-ruido, pero si algún analito es
adsorbido por sitios activos en la columna, los resultados se falsearán.
– Si la columna está bien desactivada, pero el sangrado es alto, algunas de
las señales generadas por los analitos se disminuirán por la señal del
sangrado. De nuevo los resultados serán falseados.
• Solo cuando la columna exhibe bajo sangrado y baja actividad,
proporciona resultados fiables.
Expert Tour
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Columnas Ultra Inert GC/MS
Composition DB –ms Ultra Inert HP-ms Ultra Inert
100% methyl DB-1ms Ultra Inert HP-1ms Ultra Inert
5% phenyl/arylene DB-5ms Ultra Inert HP-5ms Ultra Inert
35% phenyl/arylene DB-35ms Ultra Inert
6%cianopropil/fenil DB-624 Ultra Inert
6%cianopropil/fenil DB-select 624 467(USP)
DB-UI 8270D
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Columnas J&W GC/MS Agilent Ultra Inert
Características
1. Altamente inerte para
compuestos activos
2. Riguroso control de calidad
3. Formato de Alta Eficiencia
4. Identica selectividad DB/HP
Ventajas
1. Alta respuesta & mejor forma de
pico
2. Reproducibilidad Column-a-column
3. Análisis rápido
4. Sin modificación del método
Beneficios
1. Mayor precisión de los datos a bajas
concentraciones
2. Seguridad & reducción de costes
3. Mayor productividad & menor coste
4. Escalar con mínima revalidación del método
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5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
1
2
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7
9
11 12
13
14
8
15
16 17
18
6
10
1. N-nitrosodimethylamine
2. Aniline
3. 1,4 dichlorobenzene-D4
4. Benzoic acid
5. Naphthalene- D8
6. Acenapthene-D10
7. 2,4-dinitrophenol
8. 4-nitrophenol
9. 2-methyl-4,6-dinitrophenol
10. pentachlorophenol
11. 4-aminobiphenyl
12. Penanthrene-D10
13. Benzidine
14. Chrysene-D12
15. 3,3’-dichlorobenzidine
16. Benzo [b] fluoroanthene
17. Benzo [k] fluoroanthene
18. Perylene-D12
Análisis de Semi-Volatiles
GC : Agilent 6890N/5975B MSD
Sampler : Agilent 7683B, 5.0 µL syringe (Agilent part # 5188-5246), 1.0 µL splitless injection, 5 ng on
column
Carrier: Helium constant flow 30 cm/s
Inlet: Split/splitless; 260% C, 53.7 ml/min. total flow, purge flow 50 ml/min. on at 0.5 min., gas saver
off
Inlet Liner: Deactivated single taper w glass wool (Agilent part # 5183-4647)
Column: DB-5ms Ultra Inert 30m x 0.25mm x 0.25µm (Agilent part # 122-5532UI)
Oven: 40% C (1 min) to 100%C (15% C/min), 10% C to 210% C (1 min), 5% C/min. to 310% C (8 min)
Detection: MSD source at 300% C, quadrupole at 180% C, transfer line at 290% C, scan range 50-550
AMU
Expert Tour
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Columnas Ultra Inert
– Mejor precisión para niveles de trazas
– Mayor precisión para compuestos activos
– Mejor forma de pico
– Linealidad mejorada
– Rendimiento de inercia constante columna-a columna
• Ultra Inert liners: otro punto importante de contacto con
la muestra
Valor de las columnas J&W Ultra Inert
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Nueva Desactivación :
Liners de inyector GC
Ultra Inert
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La ruta de Flujo Inerte comienza en el inyector!
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Liners Ultra Inert
• La desactivación Ultra Inert es un enfoque único de deposición de vapor para
desactivar los GC inlet liners.
Características
1. Desactivación Ultra inert
2. Lana de vidrio UI
3. QC test & certificación
4. Embalaje sin contacto
Ventajas
1. Mejor respuesta, mayor duración
2. Captura de impurezas
3. Desactivación consistente
4. Fácil uso e instalación
Beneficios
1. Bajos límites de detección, mayor precisión, menor coste.
2. Evita la pérdida de compuestos activos
3. Mayor seguridad & trazabilidad
4. Libre de errores de contaminación durante la instalación
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Diferenciación: Mejor Respuesta para 8270
Compuestos Semi-Volátiles
2 ng of semivolatile
standard on column
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Beneficios del embalaje sin contacto Agilent
November 2011 Page 15
• Fácil instalación del nuevo liner, libre de riesgo de contaminación por contacto
• Agilent Ultra Inert liners con O-rings pre-instalado
• Agilent CrossLab Ultra Inert liners con O-rings que se venden por separado
‒ Muchos OEMs recomiendan el uso de graphite O-rings con sus inlet liners.
‒ Graphite O-rings se deforman fácilmente cuando se aprietan; O-rings NO están
preinstalados
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Liners Ultra Inert con lana de vidrio
• Historicamente el uso de liners con lana de vidrio para compuestos activos ha
sido muy limitado, debido a la pobre desactivación de la lana de vidrio.
• Los beneficios de los liners UltraInert con lana de vidrio son
‒ Mezcla homogénea de la muestra y mejor cuantificación
‒ Mayor superficie lo que ayuda a la vaporización de muestras líquidas.
‒ Atrapar resíduos no volátiles, lo que protege las columnas GC de los efectos negativos
de la matriz.
‒ Disminuye la pérdida de muestra impidiento que la muestra toque el fondo del inyector
antes de la vaporización
‒ Alarga el tiempo de vida de la columna y reduce el mantenimiento en el Masas
La diferenciación de nuestros liners de lana de vidrio UI les permite ser
utilizados para compuestos activos y muestras a nivel de trazas
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Compuestos de Interés y Columnas PLOT
• Gases Permanentes Molsieve 5A
• Hidrocarburos C1 – C6 Alumina, SilicaPLOT, PoraPLOT, PoraBOND
•Azufrados ligeros Select Low Sulfur,SilicaPLOT, PoraBOND Q
• Solventes PoraBOND, PoraPLOT
• Cloro-Fluoro-Carbonos PoraBOND, PoraPLOT, SilicaPLOT
• Oxigenados Lowox, PoraBOND
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Estabilidad Mecánica de las Columnas PLOT
•CP-CarboPLOT (trampa de partículas)
•CP-PoraPLOT (trampa de partículas)
•CP-Molsieves
•CP-Al2O3
•CP-Lowox
•CP-SilicaPLOT
•CP-CarboBond
•CP-PoraBond
•Select Low Sulfur
Baja
Alta
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Polaridad de varías columnas PLOT
Indice de retención del Acetileno
170 200
CP
-Po
raB
ON
D Q
CP
-Po
raP
LO
T Q
GS
-Q, H
P-Q
PoraPak Q
CP
-Po
raP
LO
T S
PoraPak S
CP
-Po
raP
LO
T U
PoraPak N
NO-POLAR POLAR Polaridad
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Columna Select Al2O3
MAPD
Metil Acetileno PropaDieno
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Respuesta de Hidrocarburos
(%) Al2O3 Estandard
Select Al2O3 MAPD
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1 Methane
2 Ethane
3 Ethylene
4 Propane
5 Propylene
6 Acetylene
NaSO4
New MAPD
6
6
5
5
4
1
2 3
3 2
1
4 Mayor respuesta para el acetileno Mejor forma de Pico
Tiempo de análisis más corto
Comparativa
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Análisis de Gases Permanentes y CO2 usando
una combinación inteligente de 2 columnas
altamente selectivas
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Necesidades
•Método simple para el análisis de gases permanentes y
CO2
•Deteminación de CO2 a bajos niveles
•Método Isotermo
•Análisis Corto
•Fiable
•Fácil de usar
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Metodologías actuales
•Sistemas analizadores con opción de back flush
•Sistemas de 2-columnas en 2 hornos, o sistemas de
válvulas de aislamiento de columnas
•Solución Micro GC, opciones limitadas de programación
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Problemas
No hay una única columna que pueda separar estos
compuestos
Compuestos clave:
H2, N2, O2, Ar, Metano, CO, CO2, C2 (C2=, C2==, C3)
Posible Matriz: muestra conteniendo agua
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CP-Select para Gases Permanentes
Dos columnas paralelas
• CP- Molsieve 5A para el analisis de gases permanentes
• CP-PoraBond Q para el análisis de CO2
Dos posibles configuraciones
•Select Permanent Gases/CO2
Corta CP-Molsieve 5A 10m x 0.32mm
Larga CP-PoraBOND Q 50m x 0.53mm
Select Permanent Gases/CO2 HR
Larga CP-Molsieve 5A 50m x 0.53mm
Corta CP-PoraBOND Q 25m x 0.32mm
Todas las columnas se ensamblan y chequean en fábrica
Montaje bien organizado con el conveniente sistema EZ-GRIP
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Configuración del sistema
Inyección Detección
CP-Molsieve 5A
CP-PoraBOND Q
Tubo de sílice fundida desactivado
Conectores “Y”
Universales
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Opciones
Molsieve corta y polimero poroso largo
• Los gases permanentes deben eluir en el “tiempo muerto” del
polímero poroso.
• No es posible separar Argon - Oxígeno
Polímero poroso corto y Molsieve largo
• Los componentes que eluyen del polímero poroso deben hacerlo
antes de que eluya el primer pico del Molsieve
• Sistema adecuado para la separación Argon - Oxígeno
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Agilent Select Gases Permanentes/CO2
Análisis rápido de CO2 y gases permanentes
Agilent Select Permanent
Gases/CO2 Gas Portador : He, 100 kPa, split 50mL/min
Detector : µ-TCD
Horno : 50°C isothermal O2
N2
CH4 CH4
CO2 3.5 minutos tiempo análisis
0 3 min
Eluyen de la
CP-Molsieve 5A Eluyen de la
CP-PoraBOND Q
Air
Una inyección
Un inyector
Un detector
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Molsieve largo: Separación Argón / Oxígeno
8 min
oxygen nitrogen
argon
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Sumario Agilent Select Permanent Gases/CO2
• Características y beneficios Métódo simple para el análisis de gases permanentes y CO2 en un
único run.
Análisis de bajos niveles de CO2 en la misma inyección que los gases
permanentes
Método isotermo
La temperatura máxima de ambas columnas permite el bake-out
(regeneración de la columna CP-Molsieve)
Tiempos de analisis cortos
Sistema de un solo inyector y detector
Fácil de usar, sin necesidad de usar válvulas
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CP-Lowox: Columna PLOT Multicapa
Combinación de dos capas
• Capa de adsorción (sólido)
• Capa de fase líquida
Alta polaridad generada por
• Mecanismos de retenión múltiples y efecto de polarización del
adsorbente y la fase líquida
1538.1
Indice de Retención del metanol > 1400
Ideal para retener oxigenados
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Rango de aplicación de la CP-Lowox
Elución
del C24
Linea base
plana
C22 C20
C18
C16 C15 C14
MeOH
10 m x 0.53 mm CP-Lowox
175°C(2 min) -->290°C, 10 °C/min
Inyección directa, 50 µl
Ref:Dow Canada, J.Luong
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Compuestos Azufrados
Agilent J&W Select for Low
Sulfur
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Agilent J&W Select for Low Sulfur
Agilent J&W Select for Low Sulfur
•Cerca del 100% de recuperación del H2S a niveles de ppb
•Selectivad excelente para el azufre en matrices de propileno.
•Excelentes perspectivas para las matrices de etileno
•Compatible con detectores PFPD, SCD, AED
•Columna PLOT (Porous Layer Open Tubelar )
•Fase estacionaria Super Permeable y Porosa
•Sin pérdida de partículas
• Disponible en: 60m x 0.32mm
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0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
sig
na
l in
µV
Time [min]
Sulfur components approx 100 ppb
H2S
COS
MM
EM
iPM
PM
Columna: Select for Low Sulfur
60m x 0.32mm
Horno: 65°C (6.5) --> 185°C,
Flujo: 2.0 ml/min He
Inj: 50ul @ atmospheric
split 1:50
Det: PFPD
Ca. 100 ppb in N2
Alta respuesta
Alta respuesta para el H2S
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Perfil de Elución de Hidrocarburos en la Select Low Sulfur
alkanes
0
5000
10000
15000
20000
25000
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Time [min]
sig
nal [µ
V]
C1
C2
C4'sC3
C3=
PD
MA
AC
C2=
Columna: Agilent Select Low Sulfur
60m x 0.32mm
Horno: 65°C (6.5) --> 185°C,
Flujo: 2.0 ml/min He
Inj: 50ul @ atmospheric
split 1:50
Det: PFPD
Selectividad hidrocarburos C1 – C4
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Azufrados e Hidrocarburos en Select Low Sulfur
3 4 5 6 7 8
Time [min]
Select Low Sulfur - 60m*0.32mm Superposición de H2S, COS y Metil mercaptano con hidrocarburos
H2S
CO
S
Pro
pyle
ne
Me
thyl m
erc
ap
tan
me
tha
ne
eth
an
e
eth
yle
ne
Air
ace
tyle
ne
pro
pa
ne
Condiciones: Columna: Select Low Sulfur, 60m x 0.32mm Temperatura: 65°C Gas Portador: Helio, flujo constant e 2 mL/min Inyector: 200°C Detector: PFPD
Excelente separación COS/Propileno
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Filtros para limpieza de gases
Asegúrese de que su Cromatógrafo de Gases está
seguro
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Por qué limpiar los gases completamente?
Un buen mantenimiento preventivo ahora implica gastar un poco de dinero hoy para ahorrar mucho dinero en el futuro debido a….
• Tiempo parado del instrumento = pérdida de dinero
• Mayor tiempo de vida de las columnas
Pero además…
• Límites de detección más bajos
• Necesidad de velocidad
• Accidentes = papeleo
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¿Por Qué el gas transportador tiene impurezas?
El gas transportador aun siendo el más puro del mercado, al
llegar al cromatógrafo puede llevar impurezas debido a:
-Problemas en la conexión del cilindro de gas a la línea de gas.
-Fugas en la línea de gas
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Impurezas del gas transportador pueden dar lugar
a parada del instrumento
Oxígeno y humedad originan la parada del instrumento…..
• Sustitución de los filamentos de MS
• Sustitución de los filamentos del TCD
• Sustitución del cuarzo(FID, TSD (NPD))
• Sustitución del fotomultiplicador (PID, FPD)
• Limpieza del detector de MS (sensibilidad reducida
debido a la presencia de producto de sangrado
en la fuente de iones)
Lo que significa: retraso del análisis, mano de obra,
muchos costes, etc.
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Oxígeno y humedad causan daño a las columnas
analíticas...
•La reparación de la columna no es posible
• La reparación implica una re-calibración
• La reparación provoca un retraso en el análisis
• La sustitución cuesta dinero
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Límites de detección bajan (tendencia) pero...
• Un detector de MS contaminado reduce la sensibilidad
• Cuarzo contaminado (FID,TSD) reduce la sensibilidad
• Hidrocarburos reducen la sensibilidad del FID y PID
• El oxígeno y el agua reducen la respuesta del ECD
Lo que significa: los gases deben ser más puros
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Tipos de Filtros para limpieza de gases
El filtro adecuado para cada tipo de purificación de gases:
Filtro de Oxígeno: retirada de oxígeno, trazas de azufre y compuestos clorados
Filtro de humedad: retirada de agua
Filtro de carbono: para hidrocarburos (no CH4)
Lo que significa que: cada gas puede ser puro
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Optimiza el rendimiento de tu GC / MS
• Combinación única de filtros, optimizada para retirar oxigeno,
humedad e hidrocarburos del gas transportador para GC/MS
• Corto periodo de equilibrio del filtro
• Sensibilidad de GC/MS incrementada, previene el daño de la
columna y reduce el tiempo de parada del instrumento
Filtro de GC/ MS
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Pureza de los gases (1)
Gas Grado Pureza (vol %)
Agua (ppm)
Oxígeo (ppm)
THC (ppm)
Helio Limpio Baja Pureza Pureza Media Alta pureza
4.6 5.0 5.6 6.0
99.996% 99.999% 99.9996% 99.9999%
5
3
2
0.5
5
2
1
0.1
Desconcocido
1.0
0.5
0.1
Nitrogeno 4.0 5.0 5.5
99.99% 99.999% 99.9995%
30
3
2
50
2
0.5
desconocido
1
0.3 Hidrogeno 4.3
5.0 5.6
99.993% 99.999% 99.9996%
20
5
2
2
1
1
desconocido
1
0.1
Especificaciones para los filtros de limpieza de gases :
Filtro de Oxígeno: <50 ppb O2,
Filtro de humedad: <0.1 ppm H2O,
Filtro de carbono: <0.1 ppm (dependiendo del componente)
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Especificaciones Técnicas
Presión
Máxima
Eficiencia Indicador de
sensibilidad
Capacidad
Oxígeno 1500 kPa (15 bar, 219 psi)
<50 ppb a una velocidad de flujo de 2 l/min
De verde a gris a 0.1 ppm oxígeno
150 ml oxígeno
Humedad 1500 kPa (15 bar, 219 psi)
<0.1 ppm a una velocidad de flujo de 3 l/min
Verde a marrón pálido a 0.2 ppm humedad
7.2 g agua
GC/MS 1500 kPa (15 bar, 219 psi)
<50 ppb a una velocidad de flujo de 2 l/min
<0.1 ppm a una velocidad de flujo de 3 l/min
<0.1 ppm a una velocidad de flujo de 2 l/min
Verde a gris a 0.1 ppm oxígeno
Verde a marrón pálido a 0.2 ppm humedad
100 ml oxígeno 1.0 gramos de
agua Dependiente
del tipo de impureza
Hidrocarb
uros
1500 kPa (15 bar, 219 psi)
<0.1 ppm a una velocidad de flujo de 2 l/min
Dependiente del tipo de impureza
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Los Filtros de limpieza de Gases son económicos
Ejemplo:
Helio 5.0 2.0 ppm Oxígeno
Media del cilindro de gas: Volumen 10.000 litros
Cantidad absoluta: 20 ml Oxígeno
Capacidad del filtro de oxígeno: 150 ml
Se pueden filtrar 7 botellas de calidad 5.0 antes de su saturación
Se ahorra hasta un 30% por litro
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Conclusiones
Los Filtros para limpieza de gases ofrecen:
• No costes escondidos (por parada del instrumento)
• Reproducibilidad en el análisis
• Protección de las columnas
• Seguridad en el laboratorio (Aprobado por el TÜV)
• Ahorro de costes en gases
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Soporte Técnico Agilent
Teléfono de Atención al Cliente:
901 11 68 90
email: [email protected]
www.agilent.com/chem
Distribuidores oficiales
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Gracias por su atención!
Preguntas?