天然气水合物客体分子化学成分分析 气相色谱法.docx

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天然气水合物客体分子化学成分分析气相色谱法

1范围

本标准规定了天然气水合物客体分子化学成分分析的通用要求、测试原理、测试方法、数据处理和报告编制。

本标准适用于野外地质及实验室制备的天然气水合物样品的测试。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T13610天然气的组成分析气相色谱法

DZ/T0445-2023

天然气水合物术语

T/CAOE23-2020

天然气水合物实验测试技术规范

3术语和定义

DZ/T0445-2023

界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

分解气decompositiongas

由于环境温压条件变化，天然气水合物完全分解后释放出的气体。

4通用要求

4.1样品要求

野外地质环境下获取的天然气水合物样品或实验室合成的天然气水合物样品应保存于液氮环境中。

4.2工作条件

测试应在实验室内完成，设备正常工作条件应满足以下要求或者按仪器制造商的规定：

1）环境温度：15℃~35℃;

2）相对湿度：25%～75%；

3）大气压力：86kPa～106kPa。

5试验原理

5.1天然气水合物真空分解

天然气水合物在低温高压环境下保持稳定，当温度压力发生改变后，可分解为气液两相。天然气水合物从液氮中取出，装样至提前降温至-50℃的封闭空间中，天然气水合物仍保持稳定，但装样过程中

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会引入空气杂质气体。通过排空系统将封闭空间中的杂质气体排空，后将封闭空间升温至20℃并保持0.5小时，使天然气水合物完全分解，通过气体袋收集分解气。

5.2气体成分分析

天然气水合物分解气采集至气体袋后，经气体袋转移并与气相色谱仪（GC）连接，通过定量环进样、色谱柱分离、检测器获取各气体组分的响应，依据外标法或归一化法计算各组分含量。

6试剂与耗材

6.1载气

氦气或氢气，纯度不低于99.99%；氮气、氩气，纯度不低于99.99%。

6.2标准气

试验所需标准气可采用国家二级标准物质。标准气的所有组分应处于均匀的气态，对于样品中的待测组分，标准气中相应组分浓度应介于样品待测组分浓度的50%和200%之间，标准气中国各组分的最低浓度应大于0.05%.

7仪器与设备

7.1超低温水浴

超低温水浴可使用有机溶剂制冷或空气浴制冷模式，输出最低温度应低于-50℃。

7.2常温水浴

常温水浴输出温度应介于-20℃至30℃之间。

7.3真空系统

真空系统应包含真空泵、真空缓冲罐、压力传感器等部件。

7.4检测器

选用热导检测器，或在性能与之相当的检测器。

7.5进样系统

进样系统应配备带定量管的进样阀，定量管体积为0.25ml至2ml，内径应为2mm。

7.6色谱柱

色谱柱配置应完全分离氧、氮、甲烷、一氧化碳、氢气、二氧化碳、乙烷到戊烷之间的各组分。二氧化碳的分离度R应大约或等于1.5。整个试验流程应在25min内完成。

色谱柱可选以下型号：

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（1）气相色谱填充柱，UltiMetal管，长2英尺(0.61m)，外径1/8英寸，内径2mm，含12%UCW982的ChromosorbPAW填料，目数80/100；

（2）气相色谱填充柱，UltiMetal管，长15英尺(4.57m)，外径1/8英寸，内径2mm，含25%DC-200的ChromosorbPAW填料，目数80/100；

（3）气相色谱填充柱，UltiMetal管，长10英尺(3.05m)，外径1/8英寸，内径2mm，HayesepQ填料，目数80/100；

（4）气相色谱填充柱，UltiMetal管，长10英尺(3.05m)，外径1/8英寸，内径2mm，MolSieve13X填料，目数45/60；

（5）气相色谱填充柱，UltiMetal管，长3英尺(0.91m)，外径1/8英寸，内径2mm，HayesepQ填料，目数80/100；

（6）气相色谱填充柱，UltiMetal管，长8英尺(2.44m)，外径1/8英寸、内径2mm，MolSieve5A填料，目数60/80。

8试验方法

8.1天然气水合物真空分解试验方法

（1）可参照图1连接真空泵、超低温水浴箱、分解罐、真空缓冲罐、压力传感器、温度传感器、放气阀、抽气阀；

（2）关闭所有放气阀和抽气阀，将分解罐浸入到装有干冰丙酮的超低温水浴箱中，待温度传感器示数稳定在-50℃三分钟后，打开分解罐盖子，快速将液氮中的天然气水合物样