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         對(duì)天然氣成分進(jìn)行準(zhǔn)確分析可有效提高計(jì)量的準(zhǔn)確性。目前天然氣的計(jì)量主要有兩種方法: 體積計(jì)量和能量計(jì)量[ 1] 。天然氣各組分含量是天然氣計(jì)量的基礎(chǔ)參數(shù), 氣相色譜儀法是測(cè)量天然氣組成*常用的方法。氣相色譜法具有選擇性高、分離效率高、靈敏度高、分析速度快、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)[ 2, 3 ] 。在大型天然氣貿(mào)易計(jì)量中, 在線氣相色譜儀已成為必不可少的計(jì)量設(shè)備, 通過在線色譜儀實(shí)時(shí)取樣分析, 得到天然氣組成及其密度、發(fā)熱量等物性參數(shù)并將結(jié)果及時(shí)輸入到流量計(jì)算機(jī)中, 實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣流量和能量進(jìn)行及時(shí)修正, 確保天然氣流量計(jì)量準(zhǔn)確可靠[ 4] 。筆者從輸氣管道壓力表處取得天然氣樣品, 利用氣相色譜儀分析其中的組分。在進(jìn)行氣體分析之前, 利用 校準(zhǔn) 與 重新處理 相結(jié)合的辦法, 對(duì)儀器配套軟件的程序方法進(jìn)行了校準(zhǔn)與傳統(tǒng)的校準(zhǔn)- 再分析 法相比, 縮短了分析時(shí)間, 節(jié)約了經(jīng)費(fèi), 提高了工作效率。方法的分析結(jié)果準(zhǔn)確度高。實(shí)驗(yàn)部分主要儀器與試劑色譜條件氣體分析儀器: 采用氣相色譜儀 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

　　氣相色譜儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意
　　標(biāo)準(zhǔn)氣體: 編號(hào)489620, 包裝于8 L的鋁合金氣瓶中, 填充壓力9MPa, 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院; 編號(hào)充裝于8 L的鋁合金氣瓶中, 填充壓力中國(guó)石油西南油田分公司天然氣研究院。標(biāo)準(zhǔn)氣各組分含量如表1所示。表1 標(biāo)準(zhǔn)氣各組分的含量組分標(biāo)準(zhǔn)氣體489620標(biāo)準(zhǔn)氣體含量相對(duì)不確定度1) 含量相對(duì)不確定度
　

　　注: 1)包含因子k= 2。
　　通道A: 固定體積進(jìn)樣器, 色譜柱為與熱導(dǎo)檢測(cè)器TCD1相連; 通道B: 固定體積進(jìn)樣器, 色譜柱為與熱導(dǎo)檢測(cè)器TCD2 相連; 載氣: 氦氣純度99. 999% ); 真空泵輔助進(jìn)樣; 樣品氣流速。
　　取樣方式
　　采用充氣排空法[ 5] 取樣, 具體步驟如下將高壓取樣器進(jìn)氣端與不銹鋼導(dǎo)管相連另一端與延伸管相連, 打開進(jìn)口旋塞閥　　打開輸氣管線上取樣口的針型閥, 吹掃接除去連接處鐵銹等雜質(zhì)迅速將取樣導(dǎo)管與取樣口相連, 垂直握住取樣瓶, 隨即開通后端旋塞, 天然氣從頂閥流入, 底閥流出, 用天然氣吹掃取樣器, 置換內(nèi)部空氣關(guān)閉后旋塞閥, 讓瓶?jī)?nèi)充滿氣, 使瓶?jī)?nèi)壓力接近管輸天然氣的壓力打開后旋塞閥, 將樣品氣通過延伸管放空至大氣重復(fù)( 4)、( 5)步驟3次, 觀察延伸管尾是否有液體痕跡*后一次吹掃, 達(dá)到容器壓力后, 先關(guān)閉出口旋塞, 再迅速關(guān)閉入口旋塞, *后關(guān)閉取樣口針型閥。檢查容器氣密性, 取樣完成。
　　分析步驟
　　載氣接入色譜儀氣路入口, 調(diào)節(jié)載氣出口壓力在0. 10~ 0. 50MPa之間, 檢查儀器載氣出口是否有氣體出來。封閉氣流出口, 檢查載氣流路、色譜柱及各連接處密封情況。打開色譜儀電源, 與控制計(jì)算機(jī)相連, 設(shè)定計(jì)算機(jī)IP地址, 調(diào)用化學(xué)工作站軟件下載分析方法, 儀器運(yùn)行轉(zhuǎn)30 m in穩(wěn)定。將編號(hào)為489620 的標(biāo)準(zhǔn)氣氣瓶與儀器連接, 調(diào)節(jié)瓶出口壓力為0. 2MPa左右, 控制氣體流速在80mL /m in左右, 對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)后, 即可進(jìn)行氣體組分分析。
　　校準(zhǔn)方法
　　天然氣主要成分是甲烷, 此外還有少量的C3H8、C4H10、C5H12、N2、CO2等。天然氣各組分在色譜柱中吸附與解析能力不同, 使各組分的保留時(shí)間不同, 其中極性組分C3H8、C4H10、C5H12以及由檢測(cè)器TCD1 檢測(cè)出, 非極性組分N2、CH4、
、C2H6由檢測(cè)器TCD2檢測(cè)出。按1. 2色譜條件測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)氣體, 得到標(biāo)氣各組分的峰面積As, 輸入標(biāo)準(zhǔn)氣中相應(yīng)組分的含量　　即可得到該組分的校正因子f = y s /As。然后再根據(jù)得到的校正因子測(cè)定該標(biāo)準(zhǔn)氣, 如果測(cè)定的組分含量在規(guī)定的誤差范圍內(nèi), 則完成校準(zhǔn); 如果誤差較大, 調(diào)整各組分的保留時(shí)間, 用調(diào)整后的方法重新處理前一組數(shù)據(jù), 直到誤差控制在規(guī)定范圍之內(nèi)。
　　分析結(jié)果計(jì)算
　　用外標(biāo)法按式( 1)計(jì)算樣品氣中各組分的體積分?jǐn)?shù)式中: 樣氣中組分i的體積分?jǐn)?shù)組分i的峰面積組分i 的校正因子(標(biāo)氣的體積分?jǐn)?shù)與標(biāo)氣峰面積之比) , 從校正表中得到。每個(gè)組分的原始含量X i 乘以100, 再除以所有組分原始含量的總和, 即為每個(gè)組分歸一的摩爾分數(shù)。所有組分原始含量的總和與100% 的差值不超過1%。根據(jù)計(jì)算的天然氣各組分的含量, 通過相應(yīng)的軟件操作, 計(jì)算得到天然氣的密度、發(fā)熱量、沃泊指數(shù)[ 6] 。
　　結(jié)果與討論
　　樣品色譜圖
　　檢測(cè)結(jié)果顯示, 丙烷、丁烷、戊烷以及碳六加組
　　分在TCD1上檢測(cè)出, 而氮?dú)狻⒓淄�、二氧化碳、乙�?/span>
　　峰在TCD2 上檢測(cè)出, 各組分出峰時(shí)間如圖2圖所示

。
　　精密度試驗(yàn)
　　用重復(fù)性和再現(xiàn)性表征儀器的精密度[ 7] 。本實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性是指1人連續(xù)3次測(cè)定結(jié)果差值的*大值, 再現(xiàn)性是3 人對(duì)同一樣品測(cè)定結(jié)果的差值。重復(fù)性和再現(xiàn)性試驗(yàn)結(jié)果分別見表2、表3。
　　為檢驗(yàn)儀器分析結(jié)果的準(zhǔn)確性, 取編號(hào)為的天然氣標(biāo)準(zhǔn)氣作為樣品氣進(jìn)行分析, 分析結(jié)果見表4。本方法的測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
　　表4 天然氣分析結(jié)果

原創(chuàng)作者：北京普瑞分析儀器有限公司