GB/T 13610-2003 天然气的组成分析 气相色谱法

GB/T13610-2003

前言

本标准与ASTMD1945-1996的一致性程度为非等效。

本标准与ASTMD1945-1996的主要差异是:

—标准气的浓度。对于摩尔分数不大于5%的组分，其标准气浓度仍采用GB/T13610-1992的

规定;而对于摩尔分数大于5%的组分，其标准气浓度则采用ASTMD1945-1996的规定。

—精密度。对于摩尔分数不大于10写的组分，其精密度采用ASTMD1945-1996的规定，对于

摩尔分数大于10%的组分，其精密度要求是ASTMD1945-1996的两倍。

本标准代替GB/T13610-1992《天然气的组成分析气相色谱法》。

本标准与GB/T13610-1992相比，主要变化如下:

—扩大了适用范围;

—在对色谱柱的要求方面，增加了分离度的要求;

—增加了检查检测器线性的要求和步骤;

—进一步明确了标准气与被测样品之间的浓度关系;

—提高了对精密度的要求，根据验证试验结果，对于摩尔分数不大于10%的组分，其精密度直接

采用ASTMD1945-1996的规定，对于摩尔分数大于10%的组分，其精密度要求是ASTM

D1945-1996的两倍。

本标准的附录A和附录B为规范性附录，附录C、附录D和附录E为资料性附录。

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。

本标准参加起草单位:沪天化集团有限责任公司。

本标准主要起草人:唐蒙、曾文平、迟永杰、王敦伦、朱璞。

本标准于1992年8月首次发布。

GB/T13610-2003

天然气的组成分析气相色谱法

范围

本标准规定了用气相色谱法测定天然气及类似气体混合物的化学组成的分析方法。

本标准适用于如表1所示天然气组分范围的分析，也适用于一个或几个组分的测定。

本标准不涉及与其应用有关的所有安全问题。在使用本标准前，使用者有责任制定相应的安全和

健康操作规程，并明确其限定的适用范围。

表1天然气的组分及浓度范围(摩尔分数)

组分浓度范围(摩尔分数到%

氮0.01-10

氢0.01--10

氧0.01-20

氮0.01^-100

二氧化碳0.01^-100

甲烷0.01^-100

乙烷0.01-100

丙烷0.01--100

异丁烷0.01^-10

正丁烷0.01-10

新戊烷0.01-2

异戊烷0.01^-2

正戊烷0.01--2

己烷0.01^-2

庚烷和更重组分0.01-1

硫化氢0.3-30

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有

的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究

是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T5274气体分析校准用棍合气的制备称量法(GB/T5274-1985,ISO6142:1981,EQV)

3方法提要

具有代表性的气样和已知组成的标准混合气(以下简称标准气)，在同样的操作条件下，用气相色谱

法进行分离。样品中许多重尾组分可以在某个时间通过改变流过柱子载气的方向，获得一组不规则的

峰，这组重尾组分可以是C。和更重组分，C。和更重组分，或C和更重组分。由标准气的组成值，通过

对比峰高、峰面积或者两者均对比，计算获得样品的相应组成。

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4试剂与材料

4.1载气

a)氦气或氢气，体积分数不低于99.99%;

b)氮气或氢气，体积分数不低于99.99%.

4.2标准气

分析需要的标准气可采用国家二级标准物质，或按GB/T5274制备。

在氧和氮组分分析中，稀释的干空气是一种适用的标准物。

标准气的所有组分必须处于均匀的气态。对于摩尔分数不大于5%的组分，与样品相比，标准气中

相应组分的摩尔分数应不大于10%，也不低于样品中相应组分浓度的一半。对于摩尔分数大于5%的

组分，标准气中相应组分的浓度，应不低于样品中组分浓度的一半，也不大于该组分浓度的两倍。

5仪器与设备

5.1检测器

选用热导检测器，或在灵敏度和稳定性方面与之相当的检测器。要求对于正丁烷摩尔分数为1%

的气样，进样0.25mL，至少应产生0.5mV的信号。

5.2记录系统

选用记录仪、电子积分仪或微处理机。

5.2.1记录仪

记录仪满标量程为1mv-5mV，记录纸宽不少于150mm，记录笔的最大响应时间等于或小于

2s。如果人工测量色谱峰，则需较快的纸速，纸速可快至100mm/min,

5.2.2电子积分仪或微机处理机

能检测色谱分离并记录响应值。

5.3衰减器

如果人工测量色谱峰，必须使用衰减器，以使检测器输出信号的最大峰值保持在记录仪的纸宽范围

内，衰减档之间的误差必须小于0.5%0

5.4进样系统

必须选用对气样中的组分呈惰性和无吸附性的材料制成，应优先选用不锈钢。

进样系统应配备带定量管的进样阀，定量管体积为。.25m1,-2ml，内径2mm，小于2mm的应

带加热器。

对于在真空下的进样，可选用图1所示的管线排列。

到真空泵

图1用于真空下进样的管线排列

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5.5柱温控制

恒温操作时，柱温保持恒定，其变化应在。.3℃以内，程序升温时，柱温不应超过柱中填充物推荐的

温度限额。

5.6检测器温度控制

在分析的全过程中，检测器温度应等于或高于最高柱温，并保持恒定，其变化应在0.3℃以内。

5.7载气控制

在分析的全过程中，载气流量保持恒定，其变化应在1%以内。

58色谱柱

柱的材料对气样中的组分必须呈惰性和无吸附性，应优先选用不锈钢管。柱内填充物对被检测的

组分的分离应能达到规定的要求。

5.8.1吸附柱

必须能完全分离氧、氮和甲烷，分离度R必须大于或等于1.5，分离度按式(1)计算。图2是采用

吸附柱获得的一例典型色谱图。

R=2(t:一01(w,+W，)······························……(1)

式中:

t,—在相邻的两个峰中，第1个色谱峰的绝对保留时间，s;

t,—第2个色谱峰的绝对保留时间，s;

W,—第1个色谱峰的峰宽，5;

W:—相邻的第2个色谱峰的峰宽,s,

尸~尸.目一，，-，，

m(in)86420

色谱条件:

色谱柱,13X分子筛,(0.28^-0.18)mm[(60^-80)目〕;

柱长:2m参

载气:氮气，30ml./min;

进样量;0.25ml.,

1-氧;

2—氮;

3一一甲烷。

图2分离权、氮和甲烷的典型色谱图

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5.8.2分配柱

必须能分离二氧化碳和乙烷到戊烷之间的各组分。在丙烷之前的组分，峰返回基线的程度应在满

标量的2%以内。二氧化碳的分离度R必须大于或等于1.5。要求对于二氧化碳摩尔分数为0.1%的

气样，进样。.25mL时要求能产生一个清晰可测的峰。整个分离过程(包括正戊烷之后，通过反吹获得

的己烷和更重组分的一组响应)应在40min内完成。图3、图4和图5是采用某些分配柱获得的典型色

谱实例，图6是多柱应用获得的典型色谱实例。

(min)16'16141210

色谱条件:

色谱柱:25%BMEE,Chromosorh.P;

柱长7m;

柱温;25C0;

载气:氮气，40mL/min;

进样量。.25-Lo

1一一甲烷和空气;

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—庚烷及更重组分;

10—己烷

图3天然气的典型色谱圈

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(min)

色谱条件:

色谱柱:Silicone200/500ChromosorbPAW;

柱长:10m;

载气:氮气，40mL/min;

进样量:0.25mL,

1—空气;

2—甲烷;

3—二氧化碳;

4—乙烷;

5—丙烷;

6—异丁烷;

7—正丁烷卜

8—异戊烷;

9—正戊烷;

10—己烷及更重组分。

图4天然气的典型色谱图

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(mm)

色谱条件:

色谱柱:3mDIDP+6mDMS;

载气:氮气，75mL/min;

进样量:0.50mL,

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。

图5天然气的典型色谱图