工业—天然气的讲述.pptx

封佳宁 刘雪婷 余芳 党雪 胡聪 第十一章 天然气组成分析 天然气 混合物 可燃性 不可燃 烃类为主 非烃类为主 化工原料 发电 民用和商用燃气 冶金 造纸 烃类组分 非烃类组分 杂质甲烷 氮气 硫化物乙烷 二氧化碳 水 要求 检测 天然气的组成是指天然气中所含组分及其在可检测范围内相应的含量。 序 号 组 分 体积含量% 1 甲烷 96.10 2 乙烷 0.45 3 丙烷 0.075 4 异丁烷 0.020 5 正丁烷 0.010 6 二氧化碳 3.00 7 硫化氢 15mg/m3 天然气的常规分析 PPT by 刘雪婷 按所含组分的复杂性以及不同应用目的，天然气组成分析有几种不同方法可供选择。最 常见的就是分析天然气中氮气、二氧化碳、甲烷至戊烷，有时还包括碳六加、氦气、氢气等 组分含量的测定。通常将这种分析称为常规分析，也称为简单分析。另外，对伴生气或油田 气，有时还需要测定摩尔质量大于己烷的各种烃类的含量，如分析十二烷、十六烷甚至更高 碳数组分的含量，通常将这种分析称之为延伸分析。 国外涉及天然气常规分析的标准有IS06568：1981，IS06569：1981，ISO6974：1984，ASTM D1945一91，IP 337一78等标准，我国的GB/T13610一92是参照采用ASTMD1945一 81制定的。 一、天然气常规分析方法 气相色谱常见的定量方法有归一法、校正归一法和外标法。在天然气常规分析中，ISO6568：1981采用的是峰面积校正归一法，它可分析氮气、二氧化碳、甲烷、乙烷、丙 烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷和新戊烷，不考虑摩尔质量大于戊烷的己烷等更重组 分的含量，适用于天然气中不含己烷和更重组分（或含量较低）的天然气分析。 目前我国对油田气的组成分析采用的即是峰面积校正归一法。ISO6569：1981、ISO6974： 1984，ASTMD1945、GB／T13610-1992和IP337-78采用的都是外标法，不同之处在于对 戊烷、己烷等较重组分的检测方法上。GB／T13610-1992采用外标法定量，从而保证了分 析量值的准确可靠，并符合分析数据具有可溯源性的发展方向。 二．仪器及色谱条件 气相色谱仪：具有氢火焰离子化检测器和热导池检测器。 检测器：ASTMD1945，ISO6568：1981，ISO6569：1981，IP337一78都是规定使用TCD。但ISO6974：1984则要求TCD和FID联合使用，FID主要是用来测定丁烷以后直到辛 烷的少量或微量组分。 进样系统：必须选用对气样中的组分呈惰性的材料制成，优先选用不锈钢。该系统应配 备带定量管的进样阀，定量管体积为0.25-2mL，内径为2mm，定量管应配备恒温加热器。 进样阀的基本作用是把一部分连续流动的样品引入载气流，并使这一过程能够重现。 气路系统：仪器的气路系统在分析的全过程中，载气流量应保持恒定，其变化在1%以 内。在恒温操作时色谱柱温必须保持恒定，其变化幅度应在0.3℃以内。程序升温时，柱温不应超过柱中填充物的最高使用温度。在分析的全过程中，检测器温度应等于或高于最高柱温，并保持恒定，其变化幅度应在0.3℃以内。 色谱柱：规定“柱的材料必须对气样中的组分呈惰性和无吸附性，应优先选用不锈钢管。柱内填充物应能对被检测的组分达到满意的分离效果”，而不规定具体牌号的色谱柱． 为执行标准和标准的发展留有余地。GB／T13610一1992给出了一些色谱柱的实例。要求吸附柱必须能完全分离氧气、氮气和甲烷；分配柱必须能完全分离二氧化碳和乙烷到戊烷之间 的各组分。对于丙烷和随后的各组分，必须分离完全。在丙烷之前的组分，峰返回基线的程 度应在满量程2%以内，二氧化碳必须得到充分的分离。要求对于二氧化碳含量为0.1%(摩尔分数)的气样。进样0.25ml时能产生一个清晰可测的峰。在ISO6974：1984中，规定了 分析用的色谱柱长为3m，内径2mm，固定相为颗粒直径150-180μm(80~100目)的Po- rapakR。 图11-1、图11-2是采用某些色谱柱的典型色谱图 载气：TCD要求载气的纯度不低于99．99%，可采用氦气或氢气作载气来分析除氦气和氢气之外的其他组分，可采用氮气或氢气作载气来分析氦气和氢气。ASTMD1945-81允许 采用氦气或氢气作为载气，而ISO6974：84则只规定采用氦气作为载气。由于氢气与氦气在 作热导检测器的载气时，性能差异不明显，所不同的是氦气为稀有的惰性气体，氢气为易燃气体，两者在价格上相差数十倍。考