ICS75.060 E24 中华人民共和国国家标准 GB/T17281—2016 代替GB/T17281—1998 天然气中丁烷至十六烷烃类的测定 气相色谱法 Determinationofhydrocarbonsfrombutane(C4)tohexadecane(C16) innaturalgas—Gaschromatographicmethod 2016-12-30发布 2017-07-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 原理 1 ……………………………………………………………………………………………………… 4 材料 1 ……………………………………………………………………………………………………… 5 仪器 2 ……………………………………………………………………………………………………… 6 样品 3 ……………………………………………………………………………………………………… 7 步骤 3 ……………………………………………………………………………………………………… 8 结果表示 6 ………………………………………………………………………………………………… 9 测试报告 7 ………………………………………………………………………………………………… 附录A(规范性附录) 用于从天然气输送管线或分离器取样的方法 8 ………………………………… ⅠGB/T17281—2016 前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准代替GB/T17281—1998《天然气中丁烷至十六烷烃类的测定 气相色谱法》,与 GB/T17281—1998相比,主要技术变化如下: ———在第3章“原理”中,将填充柱改为甲基硅氧烷类的毛细管色谱柱; ———在第4章“材料”中,删除了“4.4冷却剂”; ———修改了“5.1.1柱炉”中的技术内容; ———删除了“5.3色谱柱”中有关填充柱的所有内容,增加了毛细管色谱柱的内容; ———删除了图1、图2和图3,用毛细管色谱柱的分离色谱图1和图2所代替; ———修改了5.7中的管线内径,管线内径由0.7mm至1mm改为0.7mm~4mm; ———将5.9中的“电位记录仪”改为“色谱工作站”,并增加了色谱工作站的技术内容; ———删除了“5.10积分仪”; ———对照“GB/T13610”修改了表1中的组分浓度范围; ———在7.1“设置仪器操作条件”增加了“7.1.1一般要求”。 本标准由中国石油天然气集团公司提出。 本标准由全国天然气标准化技术委员会(SAC/TC244)归口。 本标准主要起草单位:中国石油西南油气田分公司天然气研究院、中国石油大庆油田工程有限公 司、成都天科石油天然气工程有限公司。 本标准主要起草人:曾文平、迟永杰、谭为群、吴国霈。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为: ———GB/T17281—1998。 ⅢGB/T17281—2016 天然气中丁烷至十六烷烃类的测定 气相色谱法 1 范围 本标准规定了天然气中丁烷至十六烷烃类的定量分析方法。 本标准适用于天然气中丁烷至十六烷烃类的组分测定。 注1:丁烷和戊烷烃类组分分别单独测定,更高碳数的烃类按碳数归类。 注2:将本方法的结果和GB/T13610未归一化的结果结合起来可得到完整的分析结果,GB/T13610测定组分包 括氦、氢、氧、氮、二氧化碳、甲烷至戊烷、己烷及更重烃类组分(C6+)。 注3:本标准和GB/T13610一起使用,甲烷至戊烷的结果可用GB/T13610中描述的方法得到,己烷至十六烷的结 果用本标准中所述方法得到。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T4946 气相色谱法术语 GB/T5274 气体分析 校准用混合气体的制备 称量法 GB/T13610 天然气的组成分析 气相色谱法 3 原理 天然气样品被注入到甲基硅氧烷类的毛细色谱柱内。采用程序升温进行分离,组分用火焰离子化 检测器(FID)进行检测。 丁烷至十六烷烃类的定量测定结果或者用含有丁烷的标准气体混合物进行标定,并由此计算其余 所有烃类的响应,或者用GB/T13610所测得的戊烷含量进行计算。 当分析结果是和GB/T13610所得结果合并起来进行计算时,测定各组分含量的总和应归一 到100%。 4 材料 4.1 载气 氦气或氮气,纯度不低于99.99%1),无氧和水。 1) 如果气体的纯度比规定的低,检查杂质存在的种类以不干扰分析为宜。也就是说,即使载气氮或氢的纯度适合 规定,在这些气体中存在的某些杂质仍然会干扰分析,在这种情况下,适当纯化是必要的。4.2 辅助气 4.2.1 氢气:纯度不低于99.99%。 4.2.2 空气:无烃类杂质。 1GB/T17281—2016 4.3 参比物 2-甲基丙烷、丁烷,以及戊烷至十六烷的所有直链烷烃,纯度均不低于99%。 5 仪器 5.1 气相色谱仪 5.1.1 柱炉 气相色谱仪能进行程序升温操作,具有从室温至300℃,且速率为(10±2)℃/min的程序升温能力。 5.1.2 流量调节器 在温度程序范围内应维持要求的载气流速。 5.2 进样装置 5.2.1 气体进样阀 采用气体进样阀,试样进样量为0.5mL~20mL。 进样量的选择取决于所要求的检测限。当用0.5mL的进样环管时,摩尔分数(y)的检测下限为 1×10-6,上限为5%。当用20mL的进样环管时,检测下限为5×10-8,上限为0.1%。 进样阀和进样环管的温度应维持在(100±5)℃,控温精度为±0.5℃。 5.2.2 液体进样装置 用于液体试样,加热至250℃。 5.3 色谱柱 毛细管色谱柱:甲基硅氧烷类,50m×200μm×0.5μm,或具有类似分离效果的色谱柱。 5.4 火焰离子化检测器(FID) 气相色谱仪配有FID检测器,时间常数不大于0.1s。 5.5 恒温加热炉 用于加热样品容器,加热温度为(75±5)℃。 5.6 样品容器 材质为不锈钢,典型容积为1L,100℃时额定压力为15MPa。 5.7 管线 材质为不锈钢,内径0.7mm~4mm,用于样品容器和气相色谱仪气体进样阀的连接,可加热至100℃。 5.8 伴线电加热器 用于维持样品容器上的针形阀温度在100℃左右,也可用其他适当的加热方式。 5.9 色谱工作站 安装有色谱分析软件,能自动收集色谱检测信号,并分析处理试验数据。 2GB/T17281—2016 6 样品 6.1 组成 天然气样品中所含组分的浓度范围通常界于表1所示的范围之内。 表1 天然气组分的浓度范围 组分 摩尔分数(y)/% 测试方法 氦 0.01~10 GB/T13610 氢 0.01~10 GB/T13610 氧 0.01~20 GB/T13610 氮 0.01~100 GB/T13610 二氧化碳 0.01~100 GB/T13610 甲烷 0.01~100 GB/T13610 乙烷 0.01~100 GB/T13610 丙烷 0.01~100 GB/T13610 丁烷 0.01~10 GB/T13610 GB/T17281 戊烷 0.01~2 GB/T13610 GB/T17281 己烷、苯 0.001~0.5 GB/T13610 GB/T17281 庚烷、甲苯 0.001~0.5 GB/T17281 C8 0.0001~0.1 GB/T17281 C9至C16(每个) 0.0001~0.05 GB/T17281 6.2 取样注意事项 确定取样容器的额定压力是否满足要求。 样品应取至两头配有阀门的高压容器内。最好先用待分析气体对容器进行冲洗,吹扫量至少应为 容器容积的20倍。 取样时,样品管线和容器的温度至少应与气源温度相同,最好略高于气源温度。为了避免在容器和 连接管线内有凝液生成,在整个取样系统中的任何压降都应控制到最小。图A.1是一个适用的容器和 连接管线的取样示意图,操作细则列于附录A中。 7 步骤 7.1 设置仪器操作条件 7.1.1 一般要求 根据仪器配置的不同,设置的色谱操作条件会有所差异,但采用的色谱分析条件应能分离丁烷至十 六烷所有烃组分,且检测组分浓度下限摩尔分数不小于1×10-6。 7.1.2 进样器 气体进样阀进样,进样环管容积为0.5mL~20mL。 将气体进样阀和进样环管的温度设置为(100±5)℃,控温精度为±0.5℃。 3GB/T17281—2016 该温度不应低于针形阀和样品传输管线的温度。 7.1.3 柱炉和色谱柱 7.1.3.1 炉温程序 起始温度:40℃,维持5min;以5℃/min的升温速率加热至180℃,维持30min。 7.1.3.2 载气流量 柱流量:0.4mL/min。 7.1.4 进样口 温度:250℃,分流比:100∶1,分流流量:40mL/min。 7.1.5 检测器 检测器的温度设置为(260±10)℃。 按照生产厂家的说明书调整氢气和空气的流量,以得到最佳响应。 将检测器内的气体混合物点燃,当使用氢气和空气的混合物时,应采取适当的预防措施。 7.1.6 样品容器