曾文平 羅 勤

1.中國(guó)石油西南油氣田公司天然氣研究院 2.石油工業(yè)天然氣質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心

分析計(jì)量與標(biāo)準(zhǔn)化

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天然氣氣質(zhì)檢測(cè)方法國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)異同點(diǎn)分析

曾文平1,2羅 勤1,2

1.中國(guó)石油西南油氣田公司天然氣研究院 2.石油工業(yè)天然氣質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心

隨著我國(guó)進(jìn)口天然氣貿(mào)易量的快速增長(zhǎng)和進(jìn)口氣源地的不斷增多，對(duì)國(guó)內(nèi)外天然氣檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)標(biāo)分析具有迫切的需要。介紹了國(guó)內(nèi)外主要天然氣氣質(zhì)檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)的異同點(diǎn)，包括天然氣取樣、組成分析、物性參數(shù)計(jì)算、水含量/水露點(diǎn)、烴露點(diǎn)測(cè)定、硫化物含量分析等項(xiàng)目，從適用范圍、測(cè)定原理和方法、數(shù)據(jù)處理和分析結(jié)果精密度要求等內(nèi)容進(jìn)行對(duì)標(biāo)分析。其結(jié)論可為天然氣貿(mào)易談判在選擇天然氣氣質(zhì)檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)時(shí)提供技術(shù)支撐。

天然氣 檢測(cè)方法 標(biāo)準(zhǔn) 異同點(diǎn) 比較分析

近年來(lái)，隨著我國(guó)進(jìn)口天然氣貿(mào)易量的快速增長(zhǎng)和進(jìn)口氣源地的不斷增多，凸顯天然氣分析技術(shù)的重要性，氣質(zhì)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確可靠直接關(guān)系到天然氣產(chǎn)品質(zhì)量的控制和計(jì)量的準(zhǔn)確性。因此，對(duì)國(guó)內(nèi)外天然氣檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)標(biāo)分析具有迫切的需要。

針對(duì)天然氣的主要?dú)赓|(zhì)指標(biāo)，分析比較了國(guó)內(nèi)外天然氣氣質(zhì)檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)的異同點(diǎn)，包括天然氣取樣、組成分析、物性參數(shù)計(jì)算、水含量/水露點(diǎn)、烴露點(diǎn)測(cè)定、硫化物含量分析等項(xiàng)目，從適用范圍、測(cè)定原理和方法、數(shù)據(jù)處理和分析結(jié)果精密度要求等方面進(jìn)行了對(duì)標(biāo)分析。

1 取 樣

中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13609-2012《天然氣取樣導(dǎo)則》和俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)GOST 31370-2008《天然氣取樣指南》[1]均修改采用ISO 10715-1997《天然氣 取樣導(dǎo)則》[2]，取樣原理相同，技術(shù)內(nèi)容一致，只要正確使用標(biāo)準(zhǔn)，均可取到有代表性的天然氣樣品。中國(guó)、俄羅斯和ISO標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)異同點(diǎn)比較見表1。

表1 中國(guó)、俄羅斯和ISO標(biāo)準(zhǔn)天然氣取樣方法異同點(diǎn)比較分析Table1 Comparativeanalysisofthesimilaritiesanddifferencesaboutgassamplingstandards標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)GB/T13609-2012GOST31370-2008ISO10715-1997相同點(diǎn)GB/T13609和GOST31370均是修改采用ISO10715制定,主要技術(shù)內(nèi)容相同。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了取樣原則、取樣方法和取樣設(shè)備的選擇,并重點(diǎn)描述了取樣系統(tǒng)和步驟,取樣分為直接取樣(即連續(xù)取樣)和間接取樣,間接取樣又包括吹掃法、抽空容器法、累積取樣法等差異點(diǎn)“取樣探頭位置和安裝”要求不同:①GB/T13609和ISO10715是一致的:推薦探頭位置在阻流元件的下游至少20倍管徑之處,阻流元件包括彎管、集管、閥和T形管等。探頭的位置應(yīng)在水平管道的上部,取樣探頭應(yīng)插到管直徑的1/3處,以便從管中心取樣;②GOST31370和ISO10715不相同:GOST31370規(guī)定“在確定取樣探頭安裝位置時(shí),應(yīng)遵循各項(xiàng)規(guī)定測(cè)量流速和氣體的量的方法的標(biāo)準(zhǔn)和文件”。探頭的位置應(yīng)在水平管道的上部,取樣探頭應(yīng)插到管直徑的0.3～0.7倍處,以便從管中心取樣注意事項(xiàng)①應(yīng)注意取樣探頭的位置。GB/T13609和ISO10715在標(biāo)準(zhǔn)中只是推薦“取樣探頭安裝位置滿足距離阻流元件下游至少20倍管徑之處”,而GOST31370直接取消此推薦,更符合實(shí)際。目前,GB/T13609的該部分內(nèi)容正在修訂之中;②關(guān)于含硫化合物的檢測(cè)。由于管輸天然氣中硫化物較低,取樣管線的材質(zhì)可能影響檢測(cè)結(jié)果,應(yīng)選擇對(duì)硫化物影響較少的材質(zhì)結(jié)論GB/T13609、GOST31370和ISO10715主要技術(shù)內(nèi)容相同,3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)均能滿足天然氣的現(xiàn)場(chǎng)取樣要求

2 組成分析

天然氣組成分析方法標(biāo)準(zhǔn)為系列標(biāo)準(zhǔn)，GB/T 27894.1-6《天然氣 在一定不確定度下用氣相色譜法測(cè)定組成 第1至6部分》和GOST 31370.1-6《天然氣 使用氣相色譜法對(duì)規(guī)定不確定度組分的測(cè)定 第1至6部分》[3-8]均等同、修改采用ISO 6974.1-6《天然氣 使用氣相色譜法對(duì)規(guī)定的不確定度組分的測(cè)定 第1至6部分》[9-14]。三方系列標(biāo)準(zhǔn)每部分相對(duì)應(yīng)，主要技術(shù)內(nèi)容一致，均采用氣相色譜法分析，并通過(guò)氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)外標(biāo)法定量或通過(guò)組分的相對(duì)校正因子定量。其中，GB/T 27894-1:2011等同采用ISO 6974-1:2000，GB/T 27894-2:2011等同采用ISO 6974-2:2001，GB/T 27894-3:2011等同采用ISO 6974-3:2000，GB/T 27894-4:2012等同采用ISO 6974-4:2000，GB/T 27894-5:2012等同采用ISO 6974-5:2000，GB/T 27894-6:2012等同采用ISO 6974-1:2002。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織于2012年對(duì)ISO 6974-1[15]和ISO 6974-2[16]，2014年對(duì)ISO 6974-5[17]進(jìn)行了修訂，修訂后的ISO 6974系列標(biāo)準(zhǔn)在分析數(shù)據(jù)的處理、分析結(jié)果不確定度的計(jì)算以及對(duì)分析過(guò)程的質(zhì)量控制均更加嚴(yán)格。

俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)有第7部分，即GOST 31370.7《天然氣 使用氣相色譜法對(duì)規(guī)定不確定度組分的測(cè)定，第7部分：摩爾組分測(cè)定方法》[18]，該標(biāo)準(zhǔn)參考ISO 6974.1-6相關(guān)內(nèi)容，測(cè)定原理與ISO標(biāo)準(zhǔn)一致，使用氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)采用外標(biāo)法直接定量各組分。中國(guó)、俄羅斯和ISO標(biāo)準(zhǔn)組成分析方法主要技術(shù)異同點(diǎn)比較見表2。

表2 中國(guó)、俄羅斯和ISO標(biāo)準(zhǔn)天然氣組成分析方法異同點(diǎn)比較分析Table2 Comparativeanalysisofthesimilaritiesanddifferencesaboutcompositionanalysisstandards標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)ISO6974.1-6GOST31371.1-7GB/T27894.1-6相同點(diǎn)①GB/T27894.1-6和GOST31371.1-6等同或修改采用ISO6974.1-6,三方系列標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容相同;②測(cè)定原理:采用氣相色譜法分析天然氣組成,主要組分(氧、氮、二氧化碳、С1～С5烴類組分)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)氣體外標(biāo)法直接定量,С6及以后重?zé)N組分采用相對(duì)校正因子間接定量差異點(diǎn)GOST31371.7規(guī)定了兩種測(cè)量方法:方法A(包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、正丁烷、異戊烷、正戊烷、新戊烷、正己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯、二氧化碳、氦、氫、氧、氮等組分)和方法B(測(cè)定氮、氧、二氧化碳、C1～C5烴類以及C+6更高烴類組分)結(jié)論GOST31371.1-6、GB/T27894.1-6和ISO6974.1-6的主要技術(shù)內(nèi)容一致,三方系列標(biāo)準(zhǔn)均能滿足天然氣組成分析的要求

此外，GB/T 13610-2014《天然氣組成分析 氣相色譜法》非等效采用ASTM D 1945-1996《氣相色譜法分析天然氣的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法 》[19]，檢測(cè)原理相同，主要技術(shù)內(nèi)容一致，但在選擇標(biāo)準(zhǔn)氣體組分含量和對(duì)分析結(jié)果精密度的要求上有所不同，GB/T 13610-2014和ASTM D 1945-1996標(biāo)準(zhǔn)組成分析方法主要技術(shù)異同點(diǎn)比較見表3。

表3 GB/T13610-2014和ASTMD1945-1996標(biāo)準(zhǔn)天然氣組成分析方法異同點(diǎn)比較分析Table3 ComparativeanalysisofthesimilaritiesanddifferencesbetweenGB/T13610-2014andASTMD1945-1996標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)GB/T13610-2014ASTMD1945-1996相同點(diǎn)GB/T13610非等效采用ASTMD1945,采用氣相色譜法分析天然氣組成,主要組分(O2、N2、CO2、С1～С5烴類組分)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)氣體外標(biāo)法直接定量,對(duì)C+6組分采用相對(duì)于戊烷的校正因子進(jìn)行定量分析差異點(diǎn)①選擇標(biāo)準(zhǔn)氣的濃度不同。對(duì)所有的組分,均采用同一要求,即對(duì)氣樣中被測(cè)組分,標(biāo)準(zhǔn)氣中相應(yīng)組分的濃度應(yīng)不低于樣品中組分濃度的一半,也不大于該組分濃度的兩倍。但GB/T13610同時(shí)增加了標(biāo)準(zhǔn)氣組分最低濃度的要求,要求標(biāo)準(zhǔn)氣組分的最低濃度應(yīng)大于0.1%;②分析結(jié)果精密度要求不同。對(duì)于摩爾分?jǐn)?shù)不大于10%的組分,其精密度采用ASTMD1945的規(guī)定,對(duì)于摩爾分?jǐn)?shù)大于10%的組分,其精密度要求是ASTMD1945的兩倍結(jié)論GB/T13610非等效采用ASTMD1945,技術(shù)內(nèi)容一致,滿足天然氣組成分析的要求

ASTM D 1945與ISO 6974的主要區(qū)別在于：ASTM D 1945規(guī)定的分析條件更為靈活，主要規(guī)定分離度和檢測(cè)限等色譜儀的性能指標(biāo)，而ISO 6974規(guī)定的更為具體，如柱溫、載氣流速和色譜柱尺寸等色譜分析條件，如果實(shí)際條件與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件有所不同，則可能就與標(biāo)準(zhǔn)不符，在采標(biāo)進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn)時(shí)，尤其應(yīng)注意所采用分析條件和標(biāo)準(zhǔn)的符合性。

3 物性參數(shù)

GB/T 11062-2014《天然氣發(fā)熱量、密度、相對(duì)密度和沃泊指數(shù)的計(jì)算方》和GOST 31369-2008《天然氣-根據(jù)組成成分計(jì)算發(fā)熱量、密度、相對(duì)密度和沃泊指數(shù)》[20]均修改采用ISO 6976-1995《由天然氣組成計(jì)算發(fā)熱量、密度、相對(duì)密度和沃泊指數(shù)的方法》[21]，計(jì)算物性參數(shù)方法相同，技術(shù)內(nèi)容一致。但在使用標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程中應(yīng)注意，中國(guó)和俄羅斯采用燃燒/計(jì)量參比條件有所不同：中國(guó)為20 ℃/20 ℃，俄羅斯為25 ℃/(20 ℃或0 ℃)，在進(jìn)行天然氣貿(mào)易交接計(jì)量時(shí)應(yīng)統(tǒng)一到相同的參比條件。不同的參比條件，對(duì)物性參數(shù)(如高位發(fā)熱量)的要求也有所不同。中國(guó)、俄羅斯和ISO標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算物性參數(shù)方法主要技術(shù)異同點(diǎn)比較見表4。

表4 中國(guó)、俄羅斯和ISO標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算物性參數(shù)方法異同點(diǎn)比較分析Table4 Comparativeanalysisofthesimilaritiesanddifferencesaboutcalculationmethodsofphysicalparameters標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)ISO6976-1995GOST31369-2008GB/T11062-2014相同點(diǎn)GB/T11062和GOST31369均為修改采用ISO6976,計(jì)算物性值原理相同,主要技術(shù)內(nèi)容一致差異點(diǎn) (1)GOST31369增加了3個(gè)附錄:①附錄М(強(qiáng)制)“對(duì)天然氣和組成成分測(cè)量精確度的要求和發(fā)熱量以及密度的擴(kuò)展不確定度”;②附錄N(強(qiáng)制)“天然氣發(fā)熱量、密度和沃泊指數(shù)計(jì)算結(jié)果的不確定度評(píng)定”;③附錄Р(參考)“計(jì)算和測(cè)量時(shí)不同國(guó)家采用的標(biāo)準(zhǔn)條件”說(shuō)明:附錄M和附錄N實(shí)際上是將ISO6976目前正在修訂的內(nèi)容編入標(biāo)準(zhǔn),待ISO6976修訂版發(fā)布后,我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)也要隨之修訂(2)中國(guó)和俄羅斯采用燃燒/計(jì)量參比條件不同:中國(guó)為20℃/20℃,俄羅斯為25℃/(20℃或0℃)結(jié)論GOST31369和GB/T11062均修改采用ISO6976,3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容相同,都能夠滿足天然氣物性參數(shù)的計(jì)算要求

4 硫化物含量分析

GB/T 11060.10-2014《天然氣 含硫化合物的測(cè)定 第10部分：用氣相色譜法測(cè)定硫化合物》修改采用ISO 19739-2004《天然氣 氣相色譜法測(cè)定硫化合物的含量》[22]，GOST R 53367-2009《可燃天然氣 用色譜法測(cè)定含硫組分》[23]為國(guó)內(nèi)自己制定的標(biāo)準(zhǔn)，但測(cè)定原理和ISO 19739-2004及GB/T 11060.10-2014基本相同，均采用氣相色譜法分析含硫化合物，并將待測(cè)組分和氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的響應(yīng)值進(jìn)行比較而定量。中國(guó)、俄羅斯和ISO標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)異同點(diǎn)比較見表5。

5 水露點(diǎn)/水含量分析

GB/T 17283-2014《天然氣水露點(diǎn)的測(cè)定 冷卻鏡面凝析濕度計(jì)法》修改采用ISO 6327:1981《氣體分析 天然氣水露點(diǎn)的測(cè)定 冷卻鏡面凝析濕度計(jì)法》[24]，GOST 20060-83《天然氣-水蒸氣含量和水露點(diǎn)測(cè)定方法》[25]為國(guó)內(nèi)自己制定的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鏡面冷凝法和電解法兩種測(cè)定方法。GOST 20060-83規(guī)定的鏡面冷凝法測(cè)定原理和ISO 6327：1981 及GB/T 17283-2014是一致的，而GOST 20060-83規(guī)定的電解法和我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 7507-1997《天然氣中水含量的測(cè)定 電解法》是一致的。

表5 中國(guó)、俄羅斯和ISO標(biāo)準(zhǔn)硫化物含量分析方法異同點(diǎn)比較分析Table5 Comparativeanalysisofthesimilaritiesanddifferencesaboutteststandardsofsulfidecontent標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)GOSTR53367-2009GB/T11060.10-2014ISO19739-2004相同點(diǎn)①GB/T11060.10修改采用ISO19739,主要技術(shù)內(nèi)容相同;②GB/T11060.10、GOSTR53367和ISO19739均采用氣相色譜法分析含硫化合物,將待測(cè)組分和氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的響應(yīng)值進(jìn)行比較而定量差異點(diǎn)①測(cè)量范圍不完全相同:GOSTR53367檢測(cè)范圍更窄,檢測(cè)H2S、C1～C4硫醇和羰基硫化物含量,其范圍(1.0～50)mg/m3;ISO19739檢測(cè)范圍更寬,檢測(cè)H2S、羰基硫、C1～C4的硫醇、含硫化合物以及四氫噻吩(THT)等,根據(jù)選擇的不同檢測(cè)器,測(cè)定范圍也不相同;②試驗(yàn)條件不同:ISO19739以附錄(附錄A至附錄I)的形式列出了常用色譜柱、12種檢測(cè)器和6種典型色譜分析條件;GOSTR53367在附錄B中簡(jiǎn)單列出了10種分析含硫組分的檢測(cè)器,附錄C給出了2種典型的色譜分析條件;③對(duì)總硫含量的計(jì)算不同:GOSTR53367規(guī)定了總硫的計(jì)算公式,采用將硫醇、H2S和羰基硫化物中的硫加和作為總硫含量;ISO19739沒(méi)有規(guī)定如何計(jì)算總硫含量;④分析結(jié)果要求不同:ISO19739規(guī)定了分析結(jié)果的重復(fù)性和一致性要求;GOSTR53367規(guī)定了分析結(jié)果的重復(fù)性和不確定度要求注意事項(xiàng)①采用GOSTR53367測(cè)定天然氣中硫化物含量時(shí),當(dāng)天然氣中含有除H2S、C1～C4硫醇和羰基硫化物的其他硫化物(如硫醚)時(shí),由于不能檢測(cè)出這些硫化物,可能使總硫含量結(jié)果偏低;②采用不同原理的檢測(cè)器測(cè)定硫化物時(shí),方法之間的差異可能對(duì)分析結(jié)果的影響較大,但由于管輸天然氣中本身硫含量就比較低,預(yù)期能滿足管輸?shù)囊?。關(guān)鍵是當(dāng)出現(xiàn)硫化物含量超標(biāo)的異常情況時(shí)儀器能夠檢測(cè);③我國(guó)有測(cè)定天然氣中硫化合物含量系列標(biāo)準(zhǔn)GB/T11060第1至第12部分,國(guó)內(nèi)使用較多的方法有:GB/T11060-4《采用氧化微庫(kù)侖法測(cè)定總硫含量》主要用于實(shí)驗(yàn)室測(cè)定總硫含量;GB/T11060-3《用乙酸鉛反應(yīng)速率雙光路檢測(cè)法測(cè)定硫化氫含量》主要用于在線分析H2S含量結(jié)論GOSTR53367與ISO19739和GB/T11060.10的測(cè)定原理相同,但對(duì)測(cè)量范圍、試驗(yàn)條件選擇和分析結(jié)果的要求上有差異;ISO19739和GB/T11060.10比GOSTR53367規(guī)定得更具體詳細(xì),但GOSTR53367仍可作為天然氣中硫化物含量的檢測(cè)方法

目前，采用鏡面冷凝法測(cè)定原理的便攜式儀器應(yīng)用較多(也是GB 17820規(guī)定的仲裁方法)，而采用電解法的儀器在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用較少。另外，我國(guó)GB/T 27896-2011《天然氣中水含量的測(cè)定 電子分析法》規(guī)定了采用電容法、激光法、光纖法和壓電式法等方法測(cè)定天然氣的水含量/水露點(diǎn)，在天然氣貿(mào)易計(jì)量站采用這些原理的在線水含量/水露點(diǎn)分析儀應(yīng)用較多。中國(guó)、俄羅斯和ISO標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)異同點(diǎn)比較見表6。

表6 中國(guó)、俄羅斯和ISO標(biāo)準(zhǔn)水露點(diǎn)/水含量分析方法異同點(diǎn)比較分析Table6 Comparativeanalysisofthesimilaritiesanddifferencesaboutteststandardsofwaterdewpoint/watercontent標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)GOST20060-83GB/T17283-1998SY/T7507-1997ISO6327-1981相同點(diǎn)①GOST20060規(guī)定的冷凝法和電解法的測(cè)定原理分別和GB/T17283及SY/T7507規(guī)定的方法原理相同;GB/T17283修改采用ISO6327制訂的,主要技術(shù)內(nèi)容相同;②冷凝法的測(cè)定原理:露點(diǎn)儀帶有一個(gè)金屬鏡面,當(dāng)樣品氣流經(jīng)該鏡面時(shí),其溫度可以人為降低并可準(zhǔn)確測(cè)量,鏡面溫度被冷卻至有冷凝物出現(xiàn)時(shí),觀察到鏡面開始結(jié)露時(shí)的溫度,即為該壓力下的水露點(diǎn)差異點(diǎn) (1)測(cè)定范圍不同:GB/T17283測(cè)定水露點(diǎn)范圍一般為-25～5℃,在特殊環(huán)境下,水露點(diǎn)范圍也可能更寬;ISO6327測(cè)定水露點(diǎn)范圍一般為-25～5℃;GOST20060的冷凝法測(cè)定水露點(diǎn)范圍為-40～20℃,電解法:水的體積分?jǐn)?shù)不超過(guò)0.2%和水蒸氣中甲醇的體積分?jǐn)?shù)不超過(guò)10%的天然氣;SY/T7507:天然氣中水的體積分?jǐn)?shù)小于0.4%,在無(wú)凝液和總硫的質(zhì)量濃度小于500mg/m3時(shí),不干擾測(cè)定(2)鏡面降溫速度不同:GB/T17283和ISO6327規(guī)定鏡面降溫速度不能超過(guò)1℃/min;GOST20060規(guī)定鏡面降溫速度不能超過(guò)2℃/min,接近假定的水露點(diǎn)值時(shí),冷卻速度不能超過(guò)0.5℃/min(3)精密度或準(zhǔn)確度要求不同:GB/T17283規(guī)定自動(dòng)測(cè)定儀不確定度為±1℃;手動(dòng)測(cè)定儀多數(shù)情況下不確定度為±2℃;ISO6327規(guī)定自動(dòng)測(cè)定儀不確定度為±1℃;手動(dòng)測(cè)定儀多數(shù)情況下不確定度為±2℃;GOST20060:①鏡面溫度測(cè)量的精確度為±0.5℃;②水的質(zhì)量濃度低于0.05g/m3時(shí),不應(yīng)超過(guò)10%;水的質(zhì)量濃度高于0.05g/m3時(shí),不應(yīng)超過(guò)5%;SY/T7507:水的體積分?jǐn)?shù)≤100×10-6,允許相對(duì)誤差≤10%;水的體積分?jǐn)?shù)gt;100×10-6,允許相對(duì)誤差≤5%注意事項(xiàng)①采用冷卻鏡面法目測(cè)法測(cè)定水露點(diǎn)時(shí),控制鏡面降溫速度是測(cè)定的關(guān)鍵,要求分析人員具有豐富的操作經(jīng)驗(yàn);②目前,在線水含量/水露點(diǎn)分析儀采用電容法、激光法、光纖法和壓電式法等原理的儀器較多,而采用電解法原理的儀器較少,GB/T27896-2011《天然氣中水含量的測(cè)定電子分析法》規(guī)定了采用電容法、激光法、光纖法和壓電式法等方法測(cè)定天然氣的水含量/水露點(diǎn)結(jié)論GOST20060規(guī)定的冷凝法和GB/T17283及ISO6327規(guī)定的試驗(yàn)方法原理一樣,主要技術(shù)內(nèi)容基本一致;而GOST20060規(guī)定的電解法和SY/T7507測(cè)定原理相同。GOST20060規(guī)定的方法能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定天然氣的水含量/水露點(diǎn)的要求

6 烴露點(diǎn)分析

GB/T 27895-2011《天然氣烴露點(diǎn)的測(cè)定 冷卻鏡面目測(cè)法》、GOST 20061-84《可燃天然氣測(cè)定烴露點(diǎn)溫度的方法》[26]和GOST 53762-2009《天然氣烴露點(diǎn)的測(cè)定》[27]均為本國(guó)自己制定的方法標(biāo)準(zhǔn)，與ISO/TR 11150-2007《天然氣 烴露點(diǎn)和烴含量》[28]規(guī)定的冷卻鏡面目測(cè)法檢測(cè)原理一致，主要技術(shù)內(nèi)容基本相同。中國(guó)、俄羅斯和ISO標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)異同點(diǎn)比較見表7。

表7 中國(guó)、俄羅斯和ISO標(biāo)準(zhǔn)烴露點(diǎn)分析方法異同點(diǎn)比較分析Table7 Comparativeanalysisofthesimilaritiesanddifferencesaboutdeterminationstandardsofhydrocarbondewpoint標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)GB/T27895-2011GOST20061-84GOST53762-2009ISO/TR11150-2007相同點(diǎn)①GB/T27895、GOST53762、GOST20061和ISO/TR11150均采用冷卻鏡面法測(cè)定烴露點(diǎn)溫度,測(cè)定原理一致。冷卻鏡面法的測(cè)定原理為:在恒定測(cè)試壓力下,天然氣樣品以一定流量流經(jīng)露點(diǎn)儀測(cè)定室中的拋光金屬鏡面,該鏡面溫度可人為降低并能準(zhǔn)確測(cè)量。當(dāng)氣體隨著鏡面溫度的逐漸降低,剛開始析出烴凝析物時(shí),所測(cè)量到的鏡面溫度即為該壓力下氣體的烴露點(diǎn);②儀器和試驗(yàn)材料基本相同:儀器為烴露點(diǎn)檢測(cè)儀,致冷劑主要有液態(tài)二氧化碳、液氮、液態(tài)丙烷等差異點(diǎn) (1)ISO/TR11150還規(guī)定了其他兩種方法測(cè)定烴露點(diǎn)或烴含量:①氣相色譜法分析組成,通過(guò)軟件計(jì)算烴露點(diǎn);②稱量法測(cè)定天然氣潛在烴含量(2)適用范圍不同:GB/T27895只規(guī)定了采用目測(cè)法測(cè)定烴露點(diǎn),而GOST20061和GOST53762及ISO/TR11150還規(guī)定可采用自動(dòng)檢測(cè)法測(cè)定烴露點(diǎn)。其實(shí)兩種方法檢測(cè)原理一樣,只是采用不同的檢測(cè)方式(目視或由光學(xué)系統(tǒng)確定冷凝表面烴露點(diǎn)的形成)。(3)鏡面降溫速率不同:GB/T27895規(guī)定以不超過(guò)1℃/min的速率降低鏡面的溫度,當(dāng)接近初測(cè)的露點(diǎn)溫度時(shí),冷卻速率降至0.5℃/min;ISO/TR11150規(guī)定鏡面降溫速率不能超過(guò)1℃/min;GOST53762規(guī)定開始鏡面降溫速率為4.0℃/min,接近烴露點(diǎn)時(shí)不能超過(guò)1℃/min,GOST20061規(guī)定以不超過(guò)1℃/min的速率降低鏡面溫度,當(dāng)接近推測(cè)的露點(diǎn)溫度區(qū)域內(nèi),冷卻速率降至0.5℃/min(4)精密度和準(zhǔn)確度要求不同:①GB/T27895規(guī)定目測(cè)法可獲得±2.0℃的準(zhǔn)確度;②ISO/TR11150規(guī)定目測(cè)法可獲得±1.5℃的準(zhǔn)確度;③GOST20061規(guī)定烴露點(diǎn)為0～20℃時(shí),單次測(cè)量值與平均值的偏差±1.0℃;露點(diǎn)為-20～0℃時(shí),單次測(cè)量值與平均值的偏差±1.5℃;露點(diǎn)為-20℃以下,單次測(cè)量值與平均值的偏差±2.0℃;④GOST53762規(guī)定烴露點(diǎn)為0～30℃時(shí),誤差±1.0℃;露點(diǎn)為-20～0℃時(shí),誤差±1.5℃;露點(diǎn)為-40～-20℃,誤差±2.0℃結(jié)論GOST53762和GOST20061與GB/T27895及ISO/TR11150測(cè)定原理一樣,主要技術(shù)內(nèi)容基本一致,能夠滿足天然氣烴露點(diǎn)的測(cè)定要求

7 結(jié) 語(yǔ)

分析比較了國(guó)內(nèi)外天然氣氣質(zhì)主要檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)，包括天然氣取樣、組成分析、物性參數(shù)計(jì)算、硫化物含量分析、水含量/水露點(diǎn)以及烴露點(diǎn)測(cè)定等項(xiàng)目，俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)大部分與ISO標(biāo)準(zhǔn)是一致的，也與我國(guó)采用的主要檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)基本相同。從對(duì)標(biāo)分析結(jié)果看，只要正確使用標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)論是ISO、俄羅斯及中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，均能夠滿足天然氣現(xiàn)場(chǎng)取樣及分析要求，也能滿足天然氣貿(mào)易交接計(jì)量的需要。

雖然ISO、俄羅斯及中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)均能滿足天然氣現(xiàn)場(chǎng)取樣及分析要求，但當(dāng)貿(mào)易雙方對(duì)檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)爭(zhēng)議時(shí), 應(yīng)由第三方具有資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行仲裁檢測(cè)，而在簽訂貿(mào)易協(xié)議時(shí)需明確仲裁方法標(biāo)準(zhǔn)。

此外，GB/T 13609和ISO 10715推薦“取樣探頭安裝位置滿足距離阻流元件下游至少20倍管徑處”,在輸氣站場(chǎng)實(shí)際取樣探頭安裝的位置不能滿足該要求。因此，對(duì)取樣探頭推薦性的安裝條件(20D)尚需進(jìn)一步的研究。

[1] GOST 31370-2008 天然氣取樣指南[S]. 2008.

[2] ISO 10715-1997 Natural gas-Sampling guidelines[S]. 1997.

[3] GOST 31371.1-2008 天然氣 使用氣相色譜法對(duì)規(guī)定不確定度組分的測(cè)定，第Ⅰ部分：分析導(dǎo)則[S]. 2008.

[4] GOST 31371.2-2008 天然氣 使用氣相色譜法對(duì)規(guī)定不確定度組分的測(cè)定，第II部分：計(jì)量系統(tǒng)性能與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析[S]. 2008.

[5] GOST 31371.3-2008 天然氣 使用氣相色譜法對(duì)規(guī)定不確定度組分的測(cè)定，第III部分：采用雙柱法對(duì)氫、氦、氧、氮、二氧化碳和C8烴類的測(cè)定[S]. 2008.

[8] GOST 31371.6-2008 天然氣 使用氣相色譜法對(duì)規(guī)定不確定度組分的測(cè)定，第VI部分：使用三根毛細(xì)柱測(cè)定氫、氦、氧、氮、二氧化碳和C1～C8烴類[S]. 2008.

[9] ISO 6974-1：2000 Natural gas-Determination of composition with defined uncertainty by gas chromatography-Part 1:Guidelines for tailored analysis[S].2000.

[10] ISO 6974-2：2001 Natural gas-Determination of composition with defined uncertainty by gas chromatography-Part 2:Measuring-system characteristics and statistics for processing of data[S]. 2001.

[11] ISO 6974-3：2000 Natural gas-Determination of composition with defined uncertainty by gas chromatography-Part 3: Determination of hydrogen, helium, oxygen,nitrogen, carbon dioxide and hydrocarbons up to C8using two packed columns[S].2000.

[14] ISO 6974-6：2002 Natural gas-Determination of composition with defined uncertainty by gas chromatography-Part 6: Determination of hydrogen, helium, oxygen, nitrogen, carbon dioxide and C1to C8hydrocarbons using three capillary columns[S]. 2002.

[15] ISO 6974-1:2012 Natural gas-Determination of composition and associated uncertainty by gas chromatography-Part 1:General guidelines and calculation of composition.

[16] SO 6974-2:2012 Natural gas-Determination of composition and associated uncertainty by gas chromatography-Part 2:Uncertainty calculations.

[17] ISO 6974-5:2012 Natural gas-Determination of composition and associated uncertainty by gas chromatography-Part 5: Determination of nitrogen, carbon dioxide, C1to C5hydrocarbons and C+6hydrocarbons.

[18] GOST 31371.7-2008 天然氣 使用氣相色譜法對(duì)規(guī)定不確定度組分的測(cè)定，第Ⅶ部分：摩爾組分測(cè)定方法[S]. 2008.

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[26] GOST 20061-84 可燃天然氣測(cè)定烴露點(diǎn)溫度的方法[S]. 1984.

[27] GOST 53762-2009 天然氣烴露點(diǎn)的測(cè)定[S]. 2009.

[28] ISO/TR 11150-2007 Natural gas- Hydrocarbon dew point and hydrocarbon content[S]. 2007.

Analysisofthesimilaritiesanddifferencesofdomesticandforeignstandardsfornaturalgasqualitytestmethod

ZengWenping1,2,LuoQin1,2

(1.ResearchInstituteofNaturalGasTechnology,PetroChinaSouthwestOilamp;GasfieldCompany,Chengdu610213,China; 2.NaturalGasQualitySupervisionandInspectionCenterforPetroleumIndustry,Chengdu610213,China)

With the rapid growth of China's natural gas import trade volume and increasing of import source in China, it is in urgent need of comparative analysis for domestic and foreign natural gas test standards. This paper mainly introduced the similarities and differences of domestc and foreign standards for natural gas quality test method , including gas sampling, composition analysis, calculation of physical parameters, water content/water dew point determination, hydrocarbon dew point determination, sulfide content analysis, etc. The test standards were comparatively analyzed from the following aspects: scope, method and principle, data processing and precision requirement of analysis results. The conclusion could provide technical support for the negotiations in the selection of the test standards for natural gas quality.

natural gas, test method, standard, similarities and differences, comparative analysis

曾文平(1970-)，男，高級(jí)工程師，1994年畢業(yè)于四川大學(xué)，現(xiàn)從事天然氣分析測(cè)試技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)化研究工作。

TE648

A

10.3969/j.issn.1007-3426.2015.03.022

2015-03-30；編輯鐘國(guó)利