用气相色谱仪快速分析管道天然气成分

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1、万方数据青青，等：用气相色谱仪快速分析管道天然气成分85用气相色谱仪快速分析管道天然气成分青青陈福权张玮健闰文灿(中石化天然气分公司计量研究中心，济南250101)对天然气成分进行准确分析可有效提高计量的准确性。目前天然气的计量主要有两种方法：体积计量和能量计量_lj。天然气各组分含量是天然气计量的基础参数，气相色谱法是测量天然气组成最常用的方法。气相色谱法具有选择性高、分离效率高、灵敏度高、分析速度快、应用范围广等特点心_，3I。在大型天然气贸易计量中，在线气相色谱仪已成为必不可少的计量设备，通过在线色谱仪实

2、时取样分析，得到天然气组成及其密度、发热量等物性参数，并将结果及时输入到流量计算机中，实现对天然气流量和能量进行及时修正，确保天然气流量计量准确可靠。4J。笔者从输气管道压力表处取得天然气样品，利用Agilent3000A气相色谱仪分析其中的组分。在进行气体分析之前，利用“校准”与“重新处理”相结合的办法，对仪器配套软件的程序方法进行了校准，与传统的“校准一再分析”法相比，缩短了分析时间，节约了经费，提高了工作效率。方法的分析结果准确度高。1实验部分1．1主要仪器与试剂色谱条件气体分析仪器：采用Agilent3

3、000A型气相色谱仪(美国Agilent公司)，其内部结构示意图如图1所示。诵{煎A幽1Agilent3000A气相色谱仪内郡结构不意标准气体：编号489620，包装于8L的铝合金气瓶中，填充压力9MPa，中国计量科学研究院；编号234960，充装于8L的铝合金气瓶中，填充压力4．4MPa，中国石油西南油田分公司天然气研究院。标准气各组分含量如表1所示。表1标准气各组分的含量％234960标准气体489620标准气体组分含量相对不确定度1)含量相对不确定度1)氮气0．5372．51．143二氧化碳1．592．5

4、O．7143乙烷2．842．53．703丙烷0．5022．50．6263异丁烷0．1252．50．1143正丁烷0．1132．50．1253异戊烷0．1025．00．04783正戊烷0．0595．O0，02863碳六加0．0495．O3甲烷余量5．O余量3注：1)包含因子k=2。通道A：固定体积进样器，色谱柱为OV一1(8m×0．15mm，2．0wm)，与热导检测器TCDl相连；通道B：固定体积进样器，色谱柱为PLOTU(8in×0．32mm)，与热导检测器TCD2相连；载气：氦气(纯度99．999％)；真空泵

5、辅助进样；样品气流速：60～80mL／min。1．2取样方式采用充气排空法∞1取样，具体步骤如下：(1)将高压取样器进气端与不锈钢导管相连，另一端与延伸管相连，打开进口旋塞阀；(2)打开输气管线上取样口的针型阀，吹扫接口3S，除去连接处铁锈等杂质；(3)迅速将取样导管与取样口相连，垂直握住取样瓶，随即开通后端旋塞，天然气从顶阀流人，底阀流出，用天然气吹扫取样器，置换内部空气；(4)关闭后旋塞阀，让瓶内充满气，使瓶内压力接近管输天然气的压力；(5)打开后旋塞阀，将样品气通过延伸管放空至大气；(6)重复(4)、(5

6、)步骤3次，观察延伸管尾是否有液体痕迹；(7)最后一次吹扫，达到容器压力后，先关闭出口旋塞，再迅速关闭入口旋塞，最后关闭取样口针型阀。检查容器气密性，取样完成。收稿13期：2010．04．27万方数据86化学分析计量2010年，第19卷，第4期1．3分析步骤(1)载气接入色谱仪气路入口，调节载气出口压力在0．10～0．50MPa之间，检查仪器载气出口是否有气体出来。封闭气流出口，检查载气流路、色谱柱及各连接处密封情况。(2)打开色谱仪电源，与控制计算机相连，设定计算机IP地址，调用化学工作站软件AgilentC

7、eri—ty，下载分析方法，仪器运行转30min稳定。(3)将编号为489620的标准气气瓶与仪器连接，调节瓶出口压力为0．2MPa左右，控制气体流速在80mL／min左右，对仪器进行校准后，即可进行气体组分分析。1．4校准方法天然气主要成分是甲烷，此外还有少量的C2H6、C3H8、C4H10、C5H12、N2、C02等。天然气各组分在色谱柱中吸附与解析能力不同，使各组分的保留时间不同，其中极性组分C，H。、C。H小C，H。：以及C。+由检测器TCDl检测出，非极性组分N：、CH。、CO：、C：H。由检测器TC

8、D2检测出。按1．2色谱条件测定标准气体，得到标气各组分的峰面积4。，输入标准气中相应组分的含量Y。，即可得到该组分的校正因子f=Y。／A；。然后再根据得到的校正因子测定该标准气，如果测定的组分含量在规定的误差范围内，则完成校准；如果误差较大，调整各组分的保留时间，用调整后的方法重新处理前一组数据，直到误差控制在规定范围之内。1．5分析结果计算用外标法按式(1)计算样品气中各组分的体积