油品分析全套配套课件电子教案含习题集及答案 7-1 天然气分析.ppt

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1、一、天然气规格1．天然气种类天然气是蕴藏在地层内的可燃气性气体，化学组成以甲烷为主。按来源不同分为4种：（1）气田气（2）油田伴生气（3）凝析气田气（4）矿井气按贮运形式不同分为3种：（1）管道天然气（NG)（2）压缩天然气（CNG）（3）液化天然气（LNG）我国天然气消费结构变化趋势图该资料摘自杨建红《中国天然气市场发展形势》，当代石油化工，2005.13（10）2．天然气技术规格GB17820－1999《天然气》和GB18047－2000《车用压缩天然气》（见链接）。二、天然气技术要求分析检验（一）天然气组成1．质量要求在操作压力和温度下，压缩

2、天然气中不应存在液态烃。天然气作为化工原料时对其质量也有严格要求。2．组成分析检验（1）测定意义天然气组成不仅决定其使用特性，而且还对有关工艺设计、核算和实际使用有重要意义。（2）分析检验方法天然气组成是指天然气中所含各组分及其含量。通常分析天然气中甲烷、乙烷等烃类组分和氮气、二氧化碳等常见非烃组分的含量。天然气分析常规分析延伸分析测定氮气、二氧化碳、甲烷至戊烷的含量，有时还包括六碳上的烃类（C6＋）、氦气、氢气等组分。测定摩尔质量大于己烷的各种烃类的含量，如分析到十二烷、十六烷甚至更高碳数的组分。两项现行标准：GB/T13610－1992《天然气

3、的组成分析（气相色谱法）》。该标准规定了测定天然气中氦、氮、氧、氢、二氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、异戊烷、正戊烷、己烷及更重组分的方法。GB/T17281－1998《天然气中丁烷至十六烷烃类的测定（气相色谱法）》。适用于丁烷至十六烷烃类的定量分析。①天然气组成分析（气相色谱法）GB/T13610－1992方法原理——外标法：在同样操作条件下，分别将气样和等体积含有待测组分的标准气体混合物进样，得到色谱图，然后比较气样与标准气中相应组分的峰值，用标准气的组成数据计算气样相应组分的含量。优点：具有较高的准确性，数据可比性和可信度强。缺点：

4、必须使用标准气，易受现场条件的限制；要求仪器的操作条件稳定，进样必须能够重复。天然气分析用色谱柱：吸附柱其作用为：完全分离氧气、氮气、氦气、氢气和甲烷等。常用固定相：13X和5A分子筛、活性炭、GDX－101、PORAPAKR等。多采用填充柱。分离柱其作用为：分离二氧化碳、乙烷到戊烷之间的各组分。常用的固定相：非极性或弱极性的固定液，如邻苯二甲酸二丁酯、BMEE、SE-30等。填充柱或毛细管柱。单柱分析过程：如果天然气试样中氧气、氮气含量很小或不需要测定，分析时用氢气或氦气作载气，使用热导检测器，用一根分配色谱柱可以分离其中的烃类和二氧化碳。如用柱

5、长为7m的25％BMEE〔双-2-(2-甲氧基乙氧基)乙基醚〕/chromosorbP的色谱柱分析，进样0.25mL，待正戊烷出峰后，再反吹出己烷及更重的组分，谱图如下：毛细管柱因其高分离效能在天然气分析中应用越来越多。天然气的典型色谱图1－甲烷和空气；2－乙烷；3－二氧化碳；4－丙烷；5－异丁烷；6－正丁烷；7－异戊烷；8－正戊烷；9－庚烷和更重组分；10－己烷定量方法在同样条件下分别注入分析试样和标准气样，将两张谱图中的同组分的峰高或峰面积进行比较，正戊烷以前的组分含量按下式分别计算：式中：yi、ys,i——分别为样品中i组分和标气中i组分的摩

6、尔分数，％；Hi、Hs,i——分别为气样中和标气中i组分的峰高(或峰面积)，mm（或mm2）。正戊烷以后的组分定量采用以戊烷为标准对照修正的方法，即先计算出己烷、庚烷及更重组分峰的修正峰面积，然后根据修正峰面积、试样中戊烷的峰面积、已知的戊烷含量，分别计算出己烷、庚烷及更重组分的含量。最后对计算结果进行归一化处理。己烷的修正峰面积Ac(C6)：庚烷及更重组分的修正峰面积Ac(C7+)：己烷的摩尔分数y(C6)：庚烷及更重组分的摩尔分数y(C7+)：多柱组合分析过程：将不同性质的色谱柱组合在一起，通过阀的切换，完成相应的分析过程。定量过程同前。天然气

7、分析三根色谱柱联用的连接示意图1－长分配柱；2－短分配柱；3－吸附柱；4－载气入口；5－载气出口；6，7，8，9－四通阀②天然气中丁烷至十六烷烃类的测定GB/T17281－1998分析采用硅油类填充色谱柱或毛细管柱，用程序升温的方式进行分离，以火焰离子化检测器（FID）检测。定量方法与GB/T13610－1992相同，采用外标法。定量时以含丁烷的标准气体混合物为基准或用GB/T13610－1992所测得的戊烷含量为基准进行计算。各组分组成的分析结果用摩尔分数表示，丁烷和戊烷组分单独列出，更高碳数的烃类按碳数归类。天然气组分的浓度范围和测定方法（见链

8、接)（3）测定注意事项仪器和操作条件要保持稳定，对管路的清洗置换要充分；外标法分析时进样必须能够重复；标准气体要从有资质的