氣相色譜法分析天然氣的測(cè)試方法
[2013/3/5]
天然氣,是一種多組分的混合氣態(tài)化石燃料,主要成分是烷烴,其中甲烷占絕大多數(shù),另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。它主要存在于油田、氣田、煤層和頁(yè)巖層。天然氣燃燒后無(wú)廢渣、廢水產(chǎn)生,相較煤炭、石油等能源有使用安全、熱值高、潔凈等優(yōu)勢(shì)。
1.適用范圍*
本試驗(yàn)方法包括了表(1)中所示的天然氣和類(lèi)似氣體混合物的化學(xué)組分范圍的測(cè)定方法?捎糜趯(duì)含有微量正已烷和重質(zhì)碳?xì)浠衔锏呢毺烊粴膺M(jìn)行簡(jiǎn)單分析;或根據(jù)要求確定某種或多種組份。
本標(biāo)準(zhǔn)并未對(duì)相關(guān)的所有安全問(wèn)題都提出建議。因此,在使用本標(biāo)準(zhǔn)之前應(yīng)建立相應(yīng)的安全和健康防護(hù)措施并制定出相關(guān)制度及適用范圍。
2.參考文獻(xiàn)
2.1ASTM(美國(guó)材料試驗(yàn)學(xué)會(huì))標(biāo)準(zhǔn)
D2597含有二氧化氮和二氧化碳的餾除甲烷烴類(lèi)液體混合物的氣相色譜分析
D3588氣體燃料熱值及比重和相對(duì)密度的計(jì)算。
E260填充柱氣相色譜法。
3.試驗(yàn)方法概要
3.1采用氣相色譜法(GC)進(jìn)行物理分離,并與在相同操作條件下獲得的已知組分的參比標(biāo)準(zhǔn)混合物的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較即可測(cè)定某一個(gè)代表性樣品組分。通過(guò)改變載氣在色譜柱內(nèi)的流動(dòng)方向,樣品的大量重尾組分聚集生成不規(guī)則的色譜峰,致使重質(zhì)烴餾分組合成為C5和重質(zhì)組分,C6和重質(zhì)組分,或C7和重質(zhì)組分。按照參比標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)比較峰高,峰面積或兩者獲得的相應(yīng)值,即可對(duì)該樣品的組分進(jìn)行計(jì)算。
表1天然氣組成成份和包括范圍
組成成份摩爾%
氦0.01-10
氫0.01-10
氧0.01-20
氮0.01-100
二氧化碳0.01-20
甲烷0.01-100
乙烷0.01-100
硫化氫0.3-30
丙烷0.01-100
異丁烷0.01-10
n-丁烷0.01-10
新戊(季戊)烷0.01-2
異戊烷0.01-2
n-戊烷0.01-2
同分異構(gòu)己烷0.01-2
庚烷 0.01-1
*1.本試驗(yàn)方法屬于美國(guó)材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)(ASTM)D03關(guān)于氣體燃料的范疇,由關(guān)于氣體燃料化學(xué)組成成份分析的分會(huì)D03107直接負(fù)責(zé)。
本版本于2003年5月10日批準(zhǔn),2003年7月出版發(fā)行,最初批準(zhǔn)日期是1962年,最近的前一個(gè)版本是2001年批準(zhǔn)的,標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)是D1945-96(2001)。
2.ASTM標(biāo)準(zhǔn)年刊,05.02卷。
3.ASTM標(biāo)準(zhǔn)年刊,05.05卷。
4.ASTM標(biāo)準(zhǔn)年刊,14.02卷。
*改變部分的一個(gè)概述請(qǐng)參看本標(biāo)準(zhǔn)的末尾部分。
4.意義和用途
4.1本試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的意義是為計(jì)算樣品的物理特性提供了數(shù)據(jù),如熱值和相對(duì)密度,或者是為監(jiān)測(cè)在一個(gè)混合物中的一種或多種組成成份的濃度提供了數(shù)據(jù)。
5.儀器設(shè)備
5.1檢測(cè)器—該檢測(cè)器應(yīng)該是一個(gè)熱導(dǎo)型的,或在靈敏度和穩(wěn)定性方面等效。熱導(dǎo)檢測(cè)器必須具有足夠大的靈敏度,在一個(gè)0.25ml樣品中,每1mol%n—丁烷產(chǎn)生至少一個(gè)0.5mv(毫伏)的信號(hào)。
5.2記錄儀—可以是長(zhǎng)條紙記錄器,或者是電子積分器,或者二者皆備,用于顯示被分離組份。當(dāng)使用電子積分儀時(shí),長(zhǎng)條紙記錄器便沒(méi)有必要,但它對(duì)于評(píng)估儀器的性能是很理想的。
5.2.1記錄儀應(yīng)該是一個(gè)滿刻度為5mv或5mv以下的帶狀圖記錄儀(1mv最佳)。圖形寬度不小于150mm。最大記錄筆響應(yīng)時(shí)間為2秒(最佳1秒),要求最小紙帶速度為10mm/分。如果該色譜是用人工方法求取面積進(jìn)行處理的,則最理想的速度是100mm/分。
5.2.2電子或計(jì)算積分器—檢驗(yàn)分離效果和響應(yīng)與紙帶記錄器所顯示的相當(dāng)。推薦具有沿切線消除峰值檢測(cè)功能的基準(zhǔn)跟蹤方法。
5.3衰減器—如色譜儀采用人工方式來(lái)解釋,則必須使用裝有檢測(cè)器輸出信號(hào)的衰減器,以便在圖表范圍內(nèi)保持最高峰圖。此外,精確度應(yīng)小于該衰減器各檔間量程的0.5%。
5.4樣品輸入系統(tǒng)
5.4.1構(gòu)成樣品輸入系統(tǒng)的材料不能與樣品中的組成成份起化學(xué)反應(yīng),也不能吸收這些組成成份。最佳構(gòu)成材料是不銹鋼。不能使用銅、青銅,或其他含銅合金。從氣閥至GC柱入口的樣品輸入系統(tǒng)必須維持在常溫±1℃。
5.4.2在將一種氣相樣品輸入分析柱的承載氣體之前應(yīng)采取一些措施。該氣相樣品已裝在一個(gè)固定體積環(huán)管或園管部分,而該環(huán)管或園管所構(gòu)成的總?cè)莘e一般不超過(guò)0.5ml(1個(gè)大氣壓下)。如果要求增加分析乙烷和更重部分的精度,則可使用較大的取樣規(guī)格(參考試驗(yàn)方法D2597)。該取樣體積是可重復(fù)的,從而,各順序操作對(duì)于每一種組成成分誤差可小于1%。如果考慮精度的影響,可采用以下樣品輸入系統(tǒng)。
5.4.3圖1示出一個(gè)附加的供真空進(jìn)樣的管線裝置。
5.5柱溫控制
5.5.1等溫—當(dāng)采用等溫操作時(shí),在樣品操作和相應(yīng)參照操作過(guò)程中,保持分析柱溫度為恒溫0.3℃。
5.5.2溫度程序控制—如有可能,可使用溫度程序控制。烘箱溫度不應(yīng)超過(guò)柱內(nèi)物質(zhì)的推薦溫度極限。
5.6檢測(cè)器溫度控制—在樣品操作和相應(yīng)參照操作過(guò)程中,保持檢測(cè)器溫度為恒溫0.3℃。探測(cè)器溫度應(yīng)等于或高于最高柱溫。
5.7載氣控制—儀器內(nèi)應(yīng)裝有專用設(shè)施,以便為載氣通過(guò)分析儀和探測(cè)器提供一定的流速。在整個(gè)樣品和參考標(biāo)準(zhǔn)分析過(guò)程中該流速應(yīng)不超過(guò)恒定速度的1%。為了提高載氣純度,在進(jìn)入色譜分析儀前,使載氣通過(guò)一個(gè)適宜的過(guò)濾器。
5.8柱
5.8.1構(gòu)成柱體的材料不能與樣品中的組成成份起化學(xué)反應(yīng),或吸收樣品中的組成成份。構(gòu)造的最佳材料是不銹鋼。不能使用銅或含銅合金。
5.8.2吸附型和分配型柱均可用于色譜分析。
注2—參見(jiàn)E260作法
5.8.2.1吸附型柱—必須與氧氣,氮?dú)夂图淄槿綦x。建議使用80/100目的13X分子篩直接注入。如果使用預(yù)切割柱濾除干擾的碳?xì)浠衔,則可使用5A柱。如使用記錄儀,則記錄儀筆必須返回各連續(xù)峰值之間的基線。按以下公式計(jì)算,其解(R)必須是1.5或大于1.5:
R(1,2)=(x2-x1/y2 y1)×2(1)
式中:
x1,x2表示停留時(shí)間
y1,y2表示峰值寬度。
5.8.2.2分配型柱—能使乙烷從戊烷和二氧化碳中離析出來(lái)。如果使用了記錄儀,則記錄儀筆必須回退至丙烷的各峰值和連續(xù)峰值之間的基準(zhǔn)線,即各組成成份的2%滿刻度偏差以內(nèi)的基準(zhǔn)線。這些組份是用衰減峰值的測(cè)量方法在丙烷之前洗提出來(lái)的。二氧化碳的分離應(yīng)是充分的,使得含有0.1mol%二氧化碳的0.25ml樣品能產(chǎn)生一個(gè)清晰,可測(cè)定的響應(yīng)值。上式中計(jì)算的分離度(R)必須為1.5或大于1.5。分離應(yīng)在40分鐘內(nèi)完成,包括n—戊烷屈服于組響應(yīng)替換出乙烷和更重組分的逆向流動(dòng)。
5.8.3概述—其他可采用并能提供另人滿意的有關(guān)組份分離的拄填充材料。在使用多色譜柱時(shí),最好采用重尾鎦分的前段反沖洗法。
5.9干燥器—如水分不影響分析,則在樣品進(jìn)入系統(tǒng)中必須提供干燥器,安裝在進(jìn)樣閥前面。干燥器必須消除水氣,而不會(huì)除掉所選待測(cè)定的組分。
5.10閥門(mén)—閥門(mén)或試樣分流器或這二者均可用于試樣轉(zhuǎn)換,反沖或同時(shí)分析用。
5.11壓力計(jì)—可能是U管型或凹型,裝有一個(gè)精確刻度的和易于閱讀的刻度盤(pán),包括0-900mm(36英尺)或更大一些的水銀柱壓力范圍。U管形較有用,因?yàn)樵撔蛪毫τ?jì)允許用高達(dá)2個(gè)大氣壓的樣品壓力充注樣品環(huán)管,因此擴(kuò)大了所有組成成份的范圍。凹型壓力計(jì)可提供較好的精度,當(dāng)用純組分校準(zhǔn)時(shí)使用尤佳。達(dá)到一個(gè)大氣壓的樣品可被輸入。對(duì)于任何一種形式的壓力計(jì),用mm表示的刻度比英寸刻度精確。注意水銀的處理,因?yàn)樗y是有毒的。避免接觸皮膚,如果接觸了,則應(yīng)徹底用水沖洗。
5.12真空泵—必須具有產(chǎn)生一個(gè)1mm水銀柱絕對(duì)壓力或更小壓力的一個(gè)真空的能力。
6.儀器準(zhǔn)備
6.1線性檢查—為建立熱導(dǎo)式檢測(cè)器的線性響應(yīng),有必要完成以下程序:
6.1.1主要測(cè)定的組分(天然氣中的甲烷),通過(guò)固定尺寸的樣品環(huán)管,在13kpa(100mmHg)部分壓力增加的情況下(從13增加至100kpa(100-760mmHg)或常壓注入色譜儀。
6.1.2相應(yīng)于各壓力增加而形成的區(qū)域面積的綜合峰值響應(yīng)與其部分壓力的關(guān)系示于圖9。(參見(jiàn)圖9)
6.1.3圖形應(yīng)該是一條直線。這種良好的線性響應(yīng)用對(duì)數(shù)值繪制出一條450角的直線。
6.1.4曲線表示固定體積的進(jìn)樣環(huán)管太大,應(yīng)該使用一個(gè)較小規(guī)格的環(huán)管代替,并重復(fù)6.1.1至6.1.4各步驟(參見(jiàn)圖9)
6.1.5必須知道各組分在研究范圍中的線性。這在制作一個(gè)說(shuō)明在某充入濃度時(shí)的響應(yīng)系數(shù)偏差的表是很有幫助的。(參見(jiàn)表2和表3)。
6.1.6應(yīng)該注意,氮?dú)、甲烷和乙烷在大氣壓下的壓縮性小于1%。而其他天然氣組分在小于大氣壓時(shí)都表現(xiàn)出很大的壓縮性。
6.1.7大多數(shù)組成成份的蒸汽壓小于100kpa(15Psia),不能作為一種純氣體用于線性研究,因?yàn)樗鼈儧](méi)有足夠的蒸汽壓力能使壓力表達(dá)到100kpa(760mm水銀柱)的讀數(shù)。對(duì)于這些組分,與氮?dú)饣蚣淄榛旌峡梢杂脕?lái)建立部分壓力從而使總壓力達(dá)到100kpa(760mm水銀柱)。表四列出38℃(1000F)時(shí)的蒸汽壓力。利用表四,計(jì)算出給定組分與氮混合的最大壓力。計(jì)算式如下:
B=(100×v)/i(2)
P=(i×M)/100(3)
式中:
B=混合壓力,最大值,kpa(mmHg)
V=蒸汽壓力,kpa(mmHg)
I=mol%(百分比摩爾)
P=部分壓力,kpa(mmHg)
M=壓力表壓力,kpa(mmHg)
6.2線性檢查程序
6.2.1連接純組分源至樣品輸入系統(tǒng)。排空該樣品輸入系統(tǒng),觀察壓力表,查看是否有泄漏,(參見(jiàn)圖1:一種建議的岐管裝置)。該樣品輸入系統(tǒng)必須是真空密閉的。
6.2.2小心打開(kāi)針閥,導(dǎo)入純組分,部分壓力達(dá)到13kpa(100mmHg)。
6.2.3記錄精確的部分壓力,操作樣品閥將樣品接入(分析)柱。記錄該純組分的最大面積。
6.2.4分別在表壓為26,29,32,65,78和91kpa(200,300,400,500,600和700mm水銀柱)的壓力下重復(fù)6.2.3,分別記錄每種壓力下得到的最大面積。
6.2.5繪制以面積數(shù)據(jù)為X軸坐標(biāo),以部分壓力為Y軸坐標(biāo)的直線圖象。如圖9所示。
6.2.6可以替代的方法是配制一個(gè)含所有組分的摻合物,并在相關(guān)范圍的各部分壓力下導(dǎo)入樣品彎管。如果可以使用一個(gè)氣體混合器,則這種各種組分的混合物可以摻入甲烷,因此可以給出所有這些組分的響應(yīng)曲線。
注意:如果不能得到氣體色譜檢測(cè)器關(guān)于所有試驗(yàn)氣體組成成份的線性信息,則作為一個(gè)最起碼的要求,超過(guò)5mol%濃度的各氣體組分的線性數(shù)據(jù)應(yīng)該得到。色譜圖象在較寬的濃度范圍不是真正線性的。這種線性只是在感興趣的研究范圍內(nèi)建立。
7.參考標(biāo)準(zhǔn)
7.1需用已知組分的無(wú)水氣體混合物用于與試驗(yàn)樣品進(jìn)行比較。這些混合物必須含有已知百分比的組分,氧氣例外(參見(jiàn)注5),這些組分是未知樣品中待確定的。參考標(biāo)準(zhǔn)中所有組分在使用時(shí)間內(nèi)的蒸汽狀態(tài)中必須是均勻的。在參考標(biāo)準(zhǔn)氣體中的一個(gè)組分的濃度應(yīng)該不小于試驗(yàn)氣體中相同組分的一半,但也不能超過(guò)2倍。
注5:除非該標(biāo)準(zhǔn)氣體貯存的容器經(jīng)試驗(yàn)證明不與氧起化學(xué)反應(yīng)。最好是使用一個(gè)另外的替代辦法校正氧氣含量。
7.2制備—一種參考標(biāo)準(zhǔn)氣體可以用混合純組分的方法獲得。稀釋的干燥空氣是一種氧氣和氮?dú)獾暮线m標(biāo)準(zhǔn)(參見(jiàn)8.5.1)5,6
表四:38℃(1000F)時(shí)的蒸汽壓力A
成分Kpa,絕對(duì)值Psia(磅/英寸2)
氮?dú)?gt;34500>5000
甲烷>34500>5000
二氧化碳>5520>800
乙烷>5520>800
硫化氫2720395
丙烷1300189
異丁烷50172.6
n-丁烷35651.7
異戊烷14120.5
n-戊烷10815.6
n-己烷34.24.96
n-庚烷11.21.62
列出的大多數(shù)當(dāng)前蒸汽壓力數(shù)據(jù)可向德克薩斯A&M大學(xué)系統(tǒng),College站,TX77843,熱動(dòng)力研究中心索取。
8.程序
8.1設(shè)備準(zhǔn)備—色譜柱數(shù)目按操作要求設(shè)置(如8.4,8.5或8.6中所述)。調(diào)整操作條件,使色譜儀穩(wěn)定工作。
8.1.1對(duì)于乙烷和較高的組分,加熱進(jìn)樣環(huán)管。
注6:大多數(shù)現(xiàn)代色譜儀內(nèi)裝閥式烘箱可以進(jìn)行溫度控制。強(qiáng)烈建議在沒(méi)有這種閥式烘箱時(shí),在色譜烘箱中安裝氣體取樣閥,并且在柱溫時(shí)操作。
8.1.2在這些儀器工作穩(wěn)定以后,檢查參考標(biāo)準(zhǔn)氣體的運(yùn)行情況,建立儀器的可重復(fù)性。對(duì)于各組分的百分比摩爾量(mol%),兩次檢查的平均值,或者是最后一次檢查符合前一次檢查的各組分可重復(fù)性限制值,都可能使用為參考標(biāo)準(zhǔn),用于所有連續(xù)的操作,直至儀器操作條件改變。建議每天校準(zhǔn)儀器。
8.2樣品制備—如果有需要,可以至少用兩種方法去除硫化氫(參見(jiàn)附錄A2.3)。
8.2.1樣品制備和注入—樣品在實(shí)驗(yàn)室必須平衡控制高于現(xiàn)場(chǎng)取樣的樣品源溫度20-500F。溫度越高,均衡時(shí)間越短(300ml或更小的樣品容器約2小時(shí))。這種分析方法假定現(xiàn)場(chǎng)取樣方法已經(jīng)消除了混入的液體。如已知樣品的碳?xì)浠衔锫饵c(diǎn)溫度低于樣品暴露的最低溫度,則沒(méi)有必要加熱樣品。
8.2.2從樣品容器至儀器的樣品入口的連接應(yīng)該使用不銹鋼或較短的TFE—碳氟化合物。不能使用銅,乙稀樹(shù)脂,或橡皮管連接。對(duì)于高含量碳?xì)浠衔飿悠酚斜匾褂眉訜峁芫。
8.3樣品注入—注入色譜柱中樣品的體積不應(yīng)超過(guò)0.5ml。(少量體積對(duì)于獲得關(guān)于甲烷的一個(gè)線性探測(cè)器響應(yīng)是很必要的。)使用這種樣品規(guī)格可以獲得關(guān)于確定除次要成份外的所有的成份的滿意精確度。當(dāng)對(duì)于確定濃度不超過(guò)5mol%的組分要求提高靈敏度時(shí),則允許使用的樣品和參考標(biāo)準(zhǔn)的體積不超過(guò)5ml。(避免導(dǎo)入液體至樣品系統(tǒng))。
注6:為全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所研制的一種十組分參考標(biāo)準(zhǔn)可向氣體技術(shù)研究所(伊利諾斯州芝加哥市國(guó)家街南3423號(hào),1L60616)購(gòu)買(mǎi)。
8.3.1排出氣體方法—打開(kāi)樣品圓筒的出口閥,通過(guò)輸入系統(tǒng)和樣品彎管或管道排出樣品氣體。要求排出的量必須是確定了的,并且可由各儀表證實(shí)。樣品彎管壓力應(yīng)接近大氣壓。關(guān)閉樣品圓筒閥門(mén),使彎管或管道中的樣品的壓力趨于穩(wěn)定。然后立即將定量管中的氣體樣品注入色譜柱,以避免污染侵入。
8.3.2水置換性能—如果該樣品是用水置換的方法得到的,則該方法可用于對(duì)樣品環(huán)管或管線的排出及填充。(注意:某些組分,例如二氧化碳,硫化氫和乙烷和更高的碳?xì)浠衔铮赡懿糠值鼗蛉康乇凰簟?
8.3.3排真空方法—將輸入系統(tǒng)排空,包括樣品彎管和返回樣品氣瓶的樣品管道,至0.1kpa(1mmHg)絕對(duì)壓力以下。關(guān)閉至抽真空源的閥門(mén),小心計(jì)量從樣品氣瓶來(lái)的燃?xì)鈽悠,直至樣品彎管充氣至壓力表所示的所要求的壓?參見(jiàn)圖1)。注入樣品至色譜儀。
8.4乙烷和較重碳?xì)浠衔锖投趸加玫姆蛛x柱操作—進(jìn)行這種操作是使用氦氣或氫氣作為載氣。如果不是使用熱導(dǎo)性檢測(cè)器,則應(yīng)選擇一種適合于這種檢測(cè)器的載氣。根據(jù)8.1項(xiàng)選擇一個(gè)樣品體積,在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候,反沖洗重組分。獲得關(guān)于參考標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)靈敏度。
8.4.1如果這種柱能將甲烷與氮?dú)夂脱鯕夥蛛x,則可利用這種柱確定甲烷,(例如圖1所示用硅200/500),樣品體積不超過(guò)0.5ml。
8.5適用于氧氣,氮?dú),和甲烷的吸附柱操作—操作是使用氦氣或氫氣作為承載氣體。為了確定甲烷,樣品體積不能超過(guò)5ml。輸入樣品,得到一個(gè)關(guān)于甲烷的靈敏度(注5)。同樣,得到一個(gè)關(guān)于參考標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于氮和甲烷的響應(yīng)。如果需要,可取得一個(gè)關(guān)于干燥空氣對(duì)于氮和氧的響應(yīng)。這種空氣必須在一個(gè)精確測(cè)量的,減少的壓力下輸入,或由一個(gè)摻入氦氣的混合氣體輸入。
8.5.1含有約1%氧氣的一種混合氣體可以以以下方法制備:用氦氣將一個(gè)容器中處于大氣壓下的干燥空氣加壓至2mpa(20atm)。這個(gè)壓力不必精確測(cè)量,因?yàn)樵谶@樣制成的混合物中氦的濃度必須通過(guò)與參考標(biāo)準(zhǔn)中的氦比較確定。百分比氮乘0.268得到氧的mol%或者乘0.280得到氧和氬的總摩爾百分比。不要使用幾天以前制備的氧標(biāo)準(zhǔn)。但是可以允許使用與一種穩(wěn)定組成有關(guān)的氧氣的響應(yīng)系數(shù)。
8.6用于氦氣和氫氣的吸收柱—進(jìn)行這種操作是使用氮?dú)饣蛘邭鍤庾鳛槌休d氣體。輸入1個(gè)1-5ml的樣品,記錄下對(duì)于氦的響應(yīng),然后記錄下對(duì)于氫的響應(yīng),這些響應(yīng)剛好在氧氣的前面(注5)。取得一個(gè)氦氣和氫氣的適當(dāng)濃度的參考標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)響應(yīng)。
9.計(jì)算
9.1各組分?jǐn)?shù)量值的有效數(shù)字的數(shù)位也可能使精度損失或被夸大。所述樣品中任何組分的數(shù)字值將不會(huì)假定為比較標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)中該成分的相應(yīng)證明值更精確。
9.2外標(biāo)法:
9.2.1戊烷和較輕的組分—測(cè)量關(guān)于戊烷和較輕組分的各組分峰值的高度。對(duì)于樣品中和參考標(biāo)準(zhǔn)中相應(yīng)組分經(jīng)過(guò)相同的衰減,計(jì)算樣品中各組分的濃度,如下式:
C=S×(A/B)(4)
式中:
C=樣品中組分濃度,mol%
A=樣品中組分的峰高,mm
B=標(biāo)準(zhǔn)組分的峰高,mm
S=參考標(biāo)準(zhǔn)中組分濃度,mm%
9.2.1.1如果空氣在壓力降低下進(jìn)行氧氣或氮?dú)饣蛘邇烧咄瑫r(shí)校正,則壓力的校正公式,如下:
C=S(A/B)×(Pa/Pb)
式中:
Pa=空氣被輸送時(shí)的壓力
Pb=輸送過(guò)程中真實(shí)的壓力表壓力值,兩個(gè)壓力用相同的單位表示:
9.2.1.2對(duì)于干燥空氣,使用78.1%氮和21.9%氧的結(jié)構(gòu)值。因?yàn)闅鍤饨?jīng)過(guò)一個(gè)分子篩柱,在本試驗(yàn)的正常條件下用氧氣洗提。
9.2.2乙烷和較重組分—測(cè)量反向流動(dòng)峰值的乙烷部分,庚烷和較重組分部分的面積(參見(jiàn)附錄A1,圖A1.1和x3.6)。還應(yīng)測(cè)量樣品色譜上兩個(gè)戊烷峰值的面積,并調(diào)整所有實(shí)測(cè)面積至相同的衰減基準(zhǔn)。
9.2.3計(jì)算反向流動(dòng)峰值的經(jīng)修正過(guò)的面積,如下式所示:
修正的C6面積=72/86×測(cè)量的C6面積
修正的C7面積=92/A×測(cè)量的C7和較重組分的面積
式中:
A=C7和較重組分的平均克分子量
注7—98這個(gè)值對(duì)于C7和較重組分作為平均克分子量使用已足夠精確。C8和較重組分的較小量通常被本組分中產(chǎn)生的較輕的甲基環(huán)戊烷和甲基環(huán)乙烷所抵消。
一個(gè)關(guān)于C7和較重組分的克分子量的精確值可從附錄A1.3中找到。
9.2.4樣品中兩個(gè)部分的濃度計(jì)算如下:
mol%C6=(已修正C6面積)×(mol%iC5 nC5)/(iC5 nC5面積)。
mol%C7 =(已修正C7面積)×(mol%iC5 nC5)/(iC5 nC5面積)。
9.2.4.1如果iC5 nC5的摩爾百分比是由以小量規(guī)格樣品的分別注入的,則該值不需要重新確認(rèn)。
9.2.5如果在n一丁烷后面承載氣體反向,則整個(gè)反向流動(dòng)面積可以和C6和較重組分,或C5和較重組分相同的方式計(jì)算。該實(shí)測(cè)面積應(yīng)該使用關(guān)于A值的整個(gè)反向流動(dòng)組分的平均分子量加以修正。參考標(biāo)準(zhǔn)(沒(méi)有C6和較重組分)的一個(gè)相等規(guī)格的樣品的iC5和nC5的摩爾百分比和反向流動(dòng)峰值的面積也可用于計(jì)算最后的摩爾百分比值。
9.2.6為規(guī)范摩爾百分比值,將每個(gè)值乘100,然后除以原始值的和。這些原始值的和將和100%的差異不大于1.0%。
9.2.7參見(jiàn)附錄X2中的樣品計(jì)算
10.精密度
10.1精密度—管線等級(jí)為38MJ/m3(1000Btu/SCF)內(nèi)的各種氣體式樣,經(jīng)實(shí)驗(yàn)室間試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)確定,其試驗(yàn)方法的精密度如下:
10.1.1重復(fù)性—在兩個(gè)由相同的操作員使用相同的儀器在一定的操作條件下對(duì)于相同的試驗(yàn)材料所得的正確結(jié)果之間的差異,如果大于表中所列值,其正確性則值得懷疑:
組分摩爾百分比重復(fù)性
0-0.090.01
0.1-0.90.04
1.0-4.90.07
5.0-100.08
大于100.10
10.1.2再現(xiàn)性—在兩個(gè)由不同的操作人員在不同的試驗(yàn)室對(duì)相同的試驗(yàn)材料得到的兩個(gè)結(jié)果之間的差異如果大于表中所列值,其正確性則值得懷疑:
組分,摩爾百分比再現(xiàn)性
0-0.090.02
0.1-0.90.07
1.0-4.90.10
5.0-100.12
大于100.15
附錄
(強(qiáng)制性信息)
A1補(bǔ)充程序
A1.1只供分析丙烷和較重組分使用
A1.1.1使用柱條件對(duì)丙烷,異丁烷,n-丁烷,異戊烷,己烷,庚烷和較重的組分進(jìn)行分離,而不考慮分離乙烷,和較輕的組分。試驗(yàn)只需10-15分鐘即可做出。
A1.1.2使用一個(gè)5-mbis-(2(2-甲氧乙氧基)乙基)乙醚(BMEE)柱,約30℃,或一個(gè)適當(dāng)長(zhǎng)度的分配柱,并在約5分鐘內(nèi)分離丙烷至n-戊烷。加入至1個(gè)1-5ml樣品至柱內(nèi),在n-戊烷分離出來(lái)以后,逆轉(zhuǎn)承載氣體流動(dòng)方向。得到一個(gè)參考標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)色譜,這個(gè)過(guò)程只需要約5分鐘操作時(shí)間就能完成,因?yàn)檫@里沒(méi)有必要逆轉(zhuǎn)參考樣品的流向。其計(jì)算與全分析法相同
A1.1.3利用在n-丁烷后逆轉(zhuǎn)承載氣體流向的方法可在5分鐘操作時(shí)間確定丙烷,異丁烷,n–丁烷和戊烷和較重的組分。然而,有必要知道戊烷和較重組分的平均克分子量。
A1.2適用于乙烷和重質(zhì)組分的單氣路分析
A1.2.1在許多情況,式樣量為1-5ml樣品體積的單分配氣道足可確定除甲烷外的所有組分,甲烷不能使用這種規(guī)格的樣品根據(jù)測(cè)量峰值高度的方法測(cè)量出來(lái),因?yàn)榧淄榈臐舛雀摺?
A1.2.2注入1-5ml樣品至分配柱,在n-戊烷被分離以后,逆轉(zhuǎn)承載氣體流動(dòng)方向,獲得參考標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)相應(yīng)色譜。測(cè)量乙烷到n-戊烷的峰值高度和參考標(biāo)準(zhǔn)的戊烷峰值面積。用與完全分析方法相同的方法計(jì)算乙烷和較重的組分。甲烷和較輕組分可被認(rèn)為是在100和已確定組分之和的差值。
A1.3.1可以使用一個(gè)較短的分離柱分離重質(zhì)末尾鎦分,和得到一個(gè)較詳細(xì)的關(guān)于逆流部分組成的分析。這種信息提供質(zhì)量數(shù)據(jù)和計(jì)算物理特性如這些部分的分子量等的基礎(chǔ)。
A1.3.2圖A1.1示出用一個(gè)2mBMEE柱在20分鐘內(nèi)分離出來(lái)的組分的一個(gè)色譜。為作出這個(gè)分析,輸入一個(gè)5ml樣品至短柱內(nèi),在n-庚烷分離以后逆轉(zhuǎn)承載氣體。測(cè)定n-戊烷后被洗脫的全部峰面積。用組分的分子量去除對(duì)應(yīng)峰值的面積的方法修正每一個(gè)峰面積至摩爾表示的量。1個(gè)120的值可被用作辛烷和更重些的逆流峰值的分子量。用增加被更正的面積的方法和除法使總數(shù)達(dá)到100,從而計(jì)算出乙烷和更重組分的摩爾百分比。
A2色譜拄的制備和干燥器
A2.1柱的制備—參見(jiàn)E260部分
A2.2干燥器準(zhǔn)備—將一個(gè)10mm直徑×100mm長(zhǎng)度的玻璃管中裝入粒狀五氧化磷或過(guò)氯酸錳,遵守所有的安全注意事項(xiàng)。需要時(shí)安裝,用以干燥樣品。在約一半的干燥劑失去作用后,更換這些干燥劑。
A2.3消除硫化氫
A2.3.1對(duì)于含有高于300ppm的大量硫化氫氣體的樣品,為消除硫化氫,取樣時(shí)連接一個(gè)裝有氫氧化鈉吸收劑(二氧化碳吸收劑)的管子至樣品容器的蓋子上,或者當(dāng)輸入樣品至色譜儀中時(shí),連接至干燥器管子的蓋子上。這個(gè)過(guò)程可同時(shí)消除二氧化碳。其結(jié)果為無(wú)酸性氣體。
A2.3.2還有一個(gè)消除硫化氫的方法,這就是連接一個(gè)充滿硫酸銅的輕石管,置于色譜儀和干燥器之前。這個(gè)方法只能去除少量硫化氫,如果樣品中存在硫化氫;但是可以將對(duì)樣品中二氧化碳的影響減少到最低限度。
A2.4(色譜)柱的布置
為確定乙烷和更重些的組分,圖A2.1示出一種布置。在這種布置中,(色譜)柱可以快速方便地通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)選擇閥而加以改接。必須要用兩個(gè)柱才能確定在這種實(shí)驗(yàn)方法中包括的所有組分。但是,長(zhǎng)和短的分離柱提供了三種分離柱的可能性,這只要將它們單獨(dú)使用或串聯(lián)使用便可以了。圖A2.1中V1和V2之間的連接應(yīng)該盡可能短(20mm即可),以減少在串聯(lián)使用時(shí)各柱間存在的死角。如果所有被選擇的柱在相同的溫度下操作,則在改變的柱之間的穩(wěn)定時(shí)間可縮減至最短。
(非強(qiáng)制性信息)
X1.參考標(biāo)準(zhǔn)混合
X1.1制備
X1.1.1以下典型組合的氣體混合物作為參考標(biāo)準(zhǔn)使用將可滿足大多數(shù)分析要求(注X1.1)
組分貧氣(摩爾)富氣(摩爾)
氦1.00.5
氫3.00.5
氮4.00.5
甲烷(最大量)8574
乙烷6.010
二氧化碳1.01.0
丙烷4.07.0
異丁烷2.03.0
n-丁烷2.03.0
新戊烷0.51.0
異戊烷0.51.0
n-戊烷0.51.0
己烷 0.10.2
注X1.1:如果該混合氣體是在壓力下貯存的,注意確保任何組分的部分壓力不要超過(guò)該溫度時(shí)其蒸氣壓力和樣品在該溫度貯存和使用時(shí)的壓力。貧氣混合物的臨界冷凝溫度是600F,富氣混合物的臨界冷凝溫度是1000F。
X1.1.2A一個(gè)根據(jù)重量制備參考標(biāo)準(zhǔn)的有用方法如下:
X1.1.2.1準(zhǔn)備以下設(shè)備和材料:
氣瓶,20L
高壓氣瓶,兩個(gè),100ml(A和B)
天平,2000g容量,10mg靈敏度。
純凈組分,甲烷至n戊烷和二氧化碳。
純凈組分應(yīng)有99 %的純度。甲烷應(yīng)貯存在一個(gè)壓力為10mpa(100-atm)的1L氣瓶?jī)?nèi)。進(jìn)行每一個(gè)組分的色譜操作,檢查其給出的組分。
X1.1.2.2將20L氣瓶抽出空氣數(shù)小時(shí)。抽空100mlA高壓氣瓶,取得其真實(shí)重量。用一金屬連接管連接氣瓶A至一個(gè)純凈n-戊烷氣瓶。該金屬氣瓶的長(zhǎng)度經(jīng)計(jì)算應(yīng)約可放入將加入的n-戊烷的數(shù)量。松開(kāi)氣瓶A上的閥門(mén)配合件,用n-戊烷沖洗連接管。擰緊配合件。關(guān)閉n-戊烷氣瓶閥,打開(kāi)氣瓶A閥門(mén),從而從連接管導(dǎo)入n-戊烷,然后關(guān)閉高壓氣瓶A的閥門(mén)。斷開(kāi)氣瓶A并稱量氣瓶A重量,得到加入的n-戊烷重量。
X1.1.2.3類(lèi)似地,順次加入在參考標(biāo)準(zhǔn)中要求的異戊烷,n-丁烷,異丁烷,丙烷,乙烷和二氧化碳。每加入一種組分后,稱量高壓氣瓶A的重量,以取得所加入的組分的重量。用一根盡可能短的,清潔的和小直徑的連接管連接氣瓶A至抽成真空的20-L氣瓶。打開(kāi)20-L氣瓶的閥門(mén),然后再打開(kāi)氣瓶A上的閥門(mén)。這樣,差不多氣瓶A中所有的氣體都將進(jìn)入20-L氣瓶。關(guān)閉氣瓶閥門(mén),斷開(kāi)連接,稱量氣瓶A重量,確定尚未輸入至20-L氣瓶中混合氣體的重量。
X1.1.2.4抽真空100ml高壓氣瓶B。然后,分別充入氦氣和氫氣至氣瓶B,直至達(dá)到在最后混合物中提供這些需要達(dá)到的濃度所要求的壓力。(氦氣和氫氣是與其他組分單獨(dú)制備的,以防止它們的壓力在該100ml氣瓶?jī)?nèi)引起較高碳?xì)浠衔锢淠?。在每一次充入后即稱重氣瓶B的重量,從而得到所加入組分的重量。用一根盡可能短的和清潔的,小直徑連接管將氣瓶B連接至20L氣瓶。打開(kāi)20ml氣瓶的閥門(mén),然后打開(kāi)氣瓶B閥門(mén),這樣,氣瓶B內(nèi)的所有組分差不多可全部進(jìn)入該20-L氣瓶。關(guān)閉這些氣瓶的閥門(mén),稱量氣瓶B的重量,從而求得沒(méi)有進(jìn)入20-L氣瓶的混合氣的重量。
X1.1.2.5稱量一個(gè)1-L的,裝有約10Mpa(100-atm)壓力下的純凈甲烷的氣瓶。將這些甲烷輸送至20-L氣瓶,直至壓力相等。稱量1-L氣瓶重量,從而求得已輸送的甲烷的重量。
X1.1.2.6充分混合該20-L氣瓶?jī)?nèi)所有的物質(zhì),可以在底部以合適方式加熱,例如用熱水或一個(gè)熱燈泡,垂直靜置該氣瓶至少6個(gè)小時(shí)。
X1.1.2.7利用所加入的所有組分的重量和純度,計(jì)算混合氣體的重量構(gòu)成。將重量百分比換算成摩爾百分比。
X1.2用純組分校正
X1.2.1使用氦承載氣體承載一個(gè)0.25-0.5ml的一個(gè)樣品體積進(jìn)入一個(gè)吸收柱,準(zhǔn)備50kpa(375mmHg)絕對(duì)壓力下的甲烷和10kpa(75mmHg)絕對(duì)壓力下的氮?dú)狻T?0kpa(525mmHg)壓力下操作該標(biāo)準(zhǔn)混合物的一個(gè)樣品,取得甲烷和氮?dú)獾姆逯怠?
注X1.2——做完這個(gè)程序的每一個(gè)操作都應(yīng)該是可重復(fù)的,以保證峰值高度在經(jīng)過(guò)關(guān)于壓力差的修正后,其可重現(xiàn)性在1mm或1%平均值以內(nèi)。所有的峰值應(yīng)該經(jīng)過(guò)一個(gè)儀器衰減后記錄下來(lái),該儀器的衰減可以給出最大可測(cè)量峰值高度。
X1.2.2改變承載氣體為氬氣或者為氮?dú)猓诨趨于穩(wěn)定以后,輸入在絕對(duì)壓力7kpa(50-mmHg)下的一個(gè)純凈氦氣樣品,記錄在一個(gè)衰減下的峰值,該衰減允許最大峰值高度。在70kpa(525mmHg)絕對(duì)壓力下,操作該混合物的一個(gè)樣品,得到氦氣峰值。
X1.2.3切換至具有氦承載氣體的分離柱,在70-kpa(525mmHg)絕對(duì)壓力下操作該氣體混合物。然后導(dǎo)入在10kpa(75mmHg)絕對(duì)壓力下的乙烷和丙烷,和在5kpa(38mmHg)絕對(duì)壓力下的丁烷,戊烷和二氧化碳。
X1.2.4在70-kpa(525mmHg)絕對(duì)壓力下操作該氣體混合物。
X1.2.5計(jì)算制備的氣體混合物構(gòu)成,如下所示:
X1.2.5.1相對(duì)于相同的衰減;校準(zhǔn)在該混合物中所有純凈組分和相關(guān)組分的峰值高度(參見(jiàn)注X1.2)。
X1.2.5.2計(jì)算每一種組分的濃度,如下式所示:
C=(100Vf)(A/B)(Pb/Pa)
式中:
C=組分濃度,摩爾;
A=混合物中組分的峰值高度
B=純凈組分的峰值高度
Pa=操作混合物時(shí)的壓力,kpa(mmHg)
Pb=操作組分時(shí)的壓力,kpa(mmHg)
和Vf=純凈組分的體積百分率
注:X1.3——Vf=1.000,如果該校準(zhǔn)組分沒(méi)有雜質(zhì)。
X1.2.5.3規(guī)范數(shù)值至100.0%。
X1.3使用相對(duì)摩爾響應(yīng)值校正
X1.3.1相對(duì)響應(yīng)比率可以由線性數(shù)據(jù)導(dǎo)出,并可用來(lái)計(jì)算響應(yīng)系數(shù)。這樣就可以不需要對(duì)于一個(gè)多組分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行每天的校準(zhǔn)。試驗(yàn)方法適用于任何使用熱導(dǎo)性或熱敏探測(cè)器的氣體色譜分析。
X1.3.2取無(wú)須考慮儀器分析過(guò)程中預(yù)期濃度的摻合物。主要組分(甲烷)被用作平衡氣體,并且可能低于期望的濃度。該組分為每日校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)物,其線性由以前的試驗(yàn)保證。
X1.3.3使用圖1所示儀器或使用一個(gè)機(jī)械氣體混合器,在降低的壓力下注入樣品。分別于90%,75%,60%,45%,30%和15%的絕對(duì)壓力下,獲取可重復(fù)的峰面積或高度。對(duì)于100kpa(760mmHg)的情況,使用的壓力分別為90kpa(684mmHg),75kpa(570mmHg),60kpa(456mmHg),45kpa(342mmHg),30kpa(228mmHg),15kpa(114mmHg)。
X1.3.4作出面積或高度(衰減為與參考組分相同的高度)與濃度的關(guān)系曲線,利用最小二乘方法計(jì)算出該直線的斜率。給出該直線的方程為:Y=a0 a1X,式中Y表示面積或高度,X表示濃度。假設(shè)該直線相交于原點(diǎn),則a0=0。斜率a1可以下式計(jì)算:
a1=ΣXY/(ΣY)2(X1.2)
X1.3.5求出被比較組分的斜率(i)與在每天的校正標(biāo)準(zhǔn)中提供的參考組分的斜率(r)的比值。該比值給出關(guān)于組分(i)的相對(duì)摩爾響應(yīng)系數(shù)(RMRi)。參考組分必須以與被比較組分相同的儀器分析次序表示(巳烷 除外)。例如,如果丙烷是在與丁烷和戊烷一個(gè)柱中被分離出來(lái),并且是依丁烷和戊烷的分離順序,則丙烷便可以是丁烷和戊烷的參考組分。如果乙烷有以和二氧化碳相同的洗提順序,則乙烷可以是二氧化碳的參考組分,巳烷 峰值可以參照丙烷,或以本標(biāo)準(zhǔn)主要部分?jǐn)⑹龅哪菢舆M(jìn)行計(jì)算。
X1.3.6采用一個(gè)4組分標(biāo)準(zhǔn)用于每天的校準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)包括氮、甲烷、乙烷和丙烷。組分較少可消除結(jié)露點(diǎn)問(wèn)題,消除反應(yīng)性問(wèn)題,具有較高的精度,可以在較高壓力下混合。參考組分響應(yīng)系數(shù)可以由已有的參照系數(shù)和相對(duì)摩爾響應(yīng)系數(shù)計(jì)算出來(lái)。下面敘述的是一個(gè)基本計(jì)算,一個(gè)導(dǎo)出相對(duì)摩爾響應(yīng)系數(shù)(圖X1.1)的例子,和一個(gè)示出如何計(jì)算響應(yīng)系數(shù)的表:
響應(yīng)系數(shù)(R)=Mole(摩爾)%/面積(X1.3)
相對(duì)摩爾響應(yīng)(RMRi)=Mole(I)/面積(i)÷Mole(r)/面積(r)(X1.4)
Ric4=RMRic4×RC3(X1.5)
X1.3.7建議定期檢查RMR關(guān)系,該關(guān)系不依賴于溫度,取樣規(guī)格和承載氣體流動(dòng)速度。如果該操作條件發(fā)生了某些改變,則所有組成成份將受到相同的影響,計(jì)算的響應(yīng)系數(shù)將相應(yīng)移動(dòng)。
相對(duì)摩爾響應(yīng)是一個(gè)常數(shù)。該常數(shù)是用被比較組分的斜率除以在參考標(biāo)準(zhǔn)中所提供的該組分的斜率而得到的商。例如:
RMRic4=(斜率ic4)/(KC3)
=9.9594E-71.1315E-6
=0.72958
X2樣品計(jì)算(參見(jiàn)第9部分)
X3有關(guān)避免普通條款錯(cuò)誤的注意事項(xiàng)
X3.1乙烷和更重組分的改變
在天然氣中,重尾餾分混合物的數(shù)量在處理和輸入樣品時(shí)是很容易改變的,從而給出相當(dāng)大錯(cuò)誤的低或高的值。被觀察到的這些組分的濃度在數(shù)量上的變化是因?yàn)樵陔x開(kāi)該系統(tǒng)時(shí),較重的組分被收集在樣品環(huán)管內(nèi)。小直徑管道的表面影響如同一個(gè)分離柱,因此,當(dāng)確定比戊烷重的組分時(shí),在取樣和輸入系統(tǒng)中不能使用。同時(shí),在取樣系統(tǒng)中,含油薄膜的積累效應(yīng)更加劇了這個(gè)問(wèn)題。氣體越富,這個(gè)問(wèn)題越嚴(yán)重。定期地檢查該儀器的C6和更重組分的可重復(fù)性,對(duì)相同樣品做幾次檢查操作。保持含有巳烷或更重成分的樣品供定期檢查用是有幫助的。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有重質(zhì)未餾組分峰值加大跡象時(shí),應(yīng)當(dāng)用丙酮徹底清潔取樣閥和彎管。這個(gè)問(wèn)題對(duì)于某些輸入系統(tǒng),即使清潔過(guò),并且對(duì)于具有特殊取樣彎管規(guī)格的輸入系統(tǒng),也屢有發(fā)生。這個(gè)污染問(wèn)題借助于某些技術(shù)可降低至最小,例如用惰性氣體清洗,加熱取樣彎管,使用真空系統(tǒng),或其他類(lèi)似有效措施。
2.1樣品計(jì)算
如果待取樣的樣品含有二氧化碳或硫化氫,或二者皆有,則應(yīng)使用徹底干燥的樣品氣瓶,連接器和管線,因?yàn)樗麑⑦x擇性地大量吸附酸性氣體。如果有氫存在,則應(yīng)使用鋁,不銹鋼或其他不和硫化氫起化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)的氣瓶,閥門(mén),管道和連接器件等。
X3.3樣品露點(diǎn)
X3.31因?yàn)橐后w凝結(jié),非代表性樣品屢有發(fā)生。應(yīng)維持所有的樣品在碳?xì)浠衔锫饵c(diǎn)之上。如果冷卻狀態(tài)時(shí)溫度低于露點(diǎn),則在使用前應(yīng)加熱高于露點(diǎn)溫度10度或更高,并保持?jǐn)?shù)小時(shí)。如果不知道露點(diǎn),則應(yīng)加熱至高于取樣溫度以上。
X3.4樣品入口系統(tǒng)
X3.4.1不要使用橡皮或塑料等可能吸收樣品組分的材料。系統(tǒng)流程要盡量短,干燥,和小型,以減少?zèng)_洗要求。
X3.5式樣量的重復(fù)性
X3.5.1樣品環(huán)管上面變動(dòng)的背壓(回壓)可能降低樣品規(guī)格的可重復(fù)性。
X3.5.2經(jīng)常在同樣的承載氣體流動(dòng)方向進(jìn)行全部反向流動(dòng)的確定試驗(yàn)。然后,在該相同承載氣體流動(dòng)方向進(jìn)行全部單峰確定和相應(yīng)的參考運(yùn)行。
X3.5.3確保輸入干燥器處于良好狀態(tài)。附在柱上的潮氣將加大反向流動(dòng)峰值。
X3.5.4通過(guò)反向流動(dòng)承載氣體數(shù)小時(shí)清洗色譜柱,確保色譜柱清潔。
X3.5.5當(dāng)旋轉(zhuǎn)反向流動(dòng)閥門(mén)時(shí),則在柱端存在一個(gè)壓力條件的反向,這將干擾承載氣體的流動(dòng)。這個(gè)氣流應(yīng)很快達(dá)到相同的流速和基線高度。如果不能,則(缺一行)。
X3.6參考標(biāo)準(zhǔn)
X3.6.1保持參考標(biāo)準(zhǔn)在 15℃或一個(gè)高于碳?xì)浠衔锫饵c(diǎn)的溫度。如果該參考標(biāo)準(zhǔn)必須暴露在一個(gè)較低的溫度下,則在移動(dòng)一個(gè)樣品之前,在底部加熱數(shù)小時(shí)。如果不明白組成成分,則利用附件A2中闡明的程序,用純凈的n-戊烷和異戊烷檢查n-戊烷和異戊烷的值。
X3.7測(cè)量
X3.7.1峰圖的基線和頂部應(yīng)能清楚地觀察到,以便進(jìn)行峰高的測(cè)定。不要把固定起點(diǎn)線當(dāng)作基線,而要使用實(shí)際的觀察到的基線。靈敏度較高時(shí),這個(gè)基線可能有稍許漂移,但不會(huì)造成什么影響,不必經(jīng)常移動(dòng)至固定起點(diǎn)線。使用一個(gè)帶狀圖記錄器是理想的。用面積測(cè)量學(xué)或幾何圖形測(cè)量的方法可測(cè)量回流峰值面積。該回流面積,和用于比較的戊烷峰值,應(yīng)當(dāng)以相同的方法測(cè)量。即,使用面積測(cè)量學(xué)方法,或幾何圖形測(cè)量方法,但是不要二種測(cè)量方法混用。當(dāng)使用一種面積測(cè)量學(xué)方法時(shí),小心進(jìn)行幾次跟蹤,并使用平均值。用第二組跟蹤值檢查該平均值。
X3.8其他
X3.8.1載氣中的水汽可能會(huì)造成逆轉(zhuǎn)流,可以用在儀器前面設(shè)置一個(gè)分子篩吸收盒的方法予以防止。如果和每一個(gè)承載氣體氣瓶一起改變,則1米長(zhǎng)的6mm管道,管道內(nèi)設(shè)置30-60mesh(目)的分子篩就夠用了。
X3.8.2定期檢查承載氣體流動(dòng)系統(tǒng),用肥皂水檢查泄漏,或泄漏探測(cè)器溶液。
X3.8.3如果顯示噪聲接觸,應(yīng)使用電動(dòng)接觸清除器。
X3.8.4一個(gè)靈敏度低的記錄器可以形成沒(méi)有頂部的方頭峰值。如果經(jīng)再次調(diào)整不能消除這種現(xiàn)象,則應(yīng)檢查記錄器的電子線路部分。
1.適用范圍*
本試驗(yàn)方法包括了表(1)中所示的天然氣和類(lèi)似氣體混合物的化學(xué)組分范圍的測(cè)定方法?捎糜趯(duì)含有微量正已烷和重質(zhì)碳?xì)浠衔锏呢毺烊粴膺M(jìn)行簡(jiǎn)單分析;或根據(jù)要求確定某種或多種組份。
本標(biāo)準(zhǔn)并未對(duì)相關(guān)的所有安全問(wèn)題都提出建議。因此,在使用本標(biāo)準(zhǔn)之前應(yīng)建立相應(yīng)的安全和健康防護(hù)措施并制定出相關(guān)制度及適用范圍。
2.參考文獻(xiàn)
2.1ASTM(美國(guó)材料試驗(yàn)學(xué)會(huì))標(biāo)準(zhǔn)
D2597含有二氧化氮和二氧化碳的餾除甲烷烴類(lèi)液體混合物的氣相色譜分析
D3588氣體燃料熱值及比重和相對(duì)密度的計(jì)算。
E260填充柱氣相色譜法。
3.試驗(yàn)方法概要
3.1采用氣相色譜法(GC)進(jìn)行物理分離,并與在相同操作條件下獲得的已知組分的參比標(biāo)準(zhǔn)混合物的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較即可測(cè)定某一個(gè)代表性樣品組分。通過(guò)改變載氣在色譜柱內(nèi)的流動(dòng)方向,樣品的大量重尾組分聚集生成不規(guī)則的色譜峰,致使重質(zhì)烴餾分組合成為C5和重質(zhì)組分,C6和重質(zhì)組分,或C7和重質(zhì)組分。按照參比標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)比較峰高,峰面積或兩者獲得的相應(yīng)值,即可對(duì)該樣品的組分進(jìn)行計(jì)算。
表1天然氣組成成份和包括范圍
組成成份摩爾%
氦0.01-10
氫0.01-10
氧0.01-20
氮0.01-100
二氧化碳0.01-20
甲烷0.01-100
乙烷0.01-100
硫化氫0.3-30
丙烷0.01-100
異丁烷0.01-10
n-丁烷0.01-10
新戊(季戊)烷0.01-2
異戊烷0.01-2
n-戊烷0.01-2
同分異構(gòu)己烷0.01-2
庚烷 0.01-1
*1.本試驗(yàn)方法屬于美國(guó)材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)(ASTM)D03關(guān)于氣體燃料的范疇,由關(guān)于氣體燃料化學(xué)組成成份分析的分會(huì)D03107直接負(fù)責(zé)。
本版本于2003年5月10日批準(zhǔn),2003年7月出版發(fā)行,最初批準(zhǔn)日期是1962年,最近的前一個(gè)版本是2001年批準(zhǔn)的,標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)是D1945-96(2001)。
2.ASTM標(biāo)準(zhǔn)年刊,05.02卷。
3.ASTM標(biāo)準(zhǔn)年刊,05.05卷。
4.ASTM標(biāo)準(zhǔn)年刊,14.02卷。
*改變部分的一個(gè)概述請(qǐng)參看本標(biāo)準(zhǔn)的末尾部分。
4.意義和用途
4.1本試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的意義是為計(jì)算樣品的物理特性提供了數(shù)據(jù),如熱值和相對(duì)密度,或者是為監(jiān)測(cè)在一個(gè)混合物中的一種或多種組成成份的濃度提供了數(shù)據(jù)。
5.儀器設(shè)備
5.1檢測(cè)器—該檢測(cè)器應(yīng)該是一個(gè)熱導(dǎo)型的,或在靈敏度和穩(wěn)定性方面等效。熱導(dǎo)檢測(cè)器必須具有足夠大的靈敏度,在一個(gè)0.25ml樣品中,每1mol%n—丁烷產(chǎn)生至少一個(gè)0.5mv(毫伏)的信號(hào)。
5.2記錄儀—可以是長(zhǎng)條紙記錄器,或者是電子積分器,或者二者皆備,用于顯示被分離組份。當(dāng)使用電子積分儀時(shí),長(zhǎng)條紙記錄器便沒(méi)有必要,但它對(duì)于評(píng)估儀器的性能是很理想的。
5.2.1記錄儀應(yīng)該是一個(gè)滿刻度為5mv或5mv以下的帶狀圖記錄儀(1mv最佳)。圖形寬度不小于150mm。最大記錄筆響應(yīng)時(shí)間為2秒(最佳1秒),要求最小紙帶速度為10mm/分。如果該色譜是用人工方法求取面積進(jìn)行處理的,則最理想的速度是100mm/分。
5.2.2電子或計(jì)算積分器—檢驗(yàn)分離效果和響應(yīng)與紙帶記錄器所顯示的相當(dāng)。推薦具有沿切線消除峰值檢測(cè)功能的基準(zhǔn)跟蹤方法。
5.3衰減器—如色譜儀采用人工方式來(lái)解釋,則必須使用裝有檢測(cè)器輸出信號(hào)的衰減器,以便在圖表范圍內(nèi)保持最高峰圖。此外,精確度應(yīng)小于該衰減器各檔間量程的0.5%。
5.4樣品輸入系統(tǒng)
5.4.1構(gòu)成樣品輸入系統(tǒng)的材料不能與樣品中的組成成份起化學(xué)反應(yīng),也不能吸收這些組成成份。最佳構(gòu)成材料是不銹鋼。不能使用銅、青銅,或其他含銅合金。從氣閥至GC柱入口的樣品輸入系統(tǒng)必須維持在常溫±1℃。
5.4.2在將一種氣相樣品輸入分析柱的承載氣體之前應(yīng)采取一些措施。該氣相樣品已裝在一個(gè)固定體積環(huán)管或園管部分,而該環(huán)管或園管所構(gòu)成的總?cè)莘e一般不超過(guò)0.5ml(1個(gè)大氣壓下)。如果要求增加分析乙烷和更重部分的精度,則可使用較大的取樣規(guī)格(參考試驗(yàn)方法D2597)。該取樣體積是可重復(fù)的,從而,各順序操作對(duì)于每一種組成成分誤差可小于1%。如果考慮精度的影響,可采用以下樣品輸入系統(tǒng)。
5.4.3圖1示出一個(gè)附加的供真空進(jìn)樣的管線裝置。
5.5柱溫控制
5.5.1等溫—當(dāng)采用等溫操作時(shí),在樣品操作和相應(yīng)參照操作過(guò)程中,保持分析柱溫度為恒溫0.3℃。
5.5.2溫度程序控制—如有可能,可使用溫度程序控制。烘箱溫度不應(yīng)超過(guò)柱內(nèi)物質(zhì)的推薦溫度極限。
5.6檢測(cè)器溫度控制—在樣品操作和相應(yīng)參照操作過(guò)程中,保持檢測(cè)器溫度為恒溫0.3℃。探測(cè)器溫度應(yīng)等于或高于最高柱溫。
5.7載氣控制—儀器內(nèi)應(yīng)裝有專用設(shè)施,以便為載氣通過(guò)分析儀和探測(cè)器提供一定的流速。在整個(gè)樣品和參考標(biāo)準(zhǔn)分析過(guò)程中該流速應(yīng)不超過(guò)恒定速度的1%。為了提高載氣純度,在進(jìn)入色譜分析儀前,使載氣通過(guò)一個(gè)適宜的過(guò)濾器。
5.8柱
5.8.1構(gòu)成柱體的材料不能與樣品中的組成成份起化學(xué)反應(yīng),或吸收樣品中的組成成份。構(gòu)造的最佳材料是不銹鋼。不能使用銅或含銅合金。
5.8.2吸附型和分配型柱均可用于色譜分析。
注2—參見(jiàn)E260作法
5.8.2.1吸附型柱—必須與氧氣,氮?dú)夂图淄槿綦x。建議使用80/100目的13X分子篩直接注入。如果使用預(yù)切割柱濾除干擾的碳?xì)浠衔,則可使用5A柱。如使用記錄儀,則記錄儀筆必須返回各連續(xù)峰值之間的基線。按以下公式計(jì)算,其解(R)必須是1.5或大于1.5:
R(1,2)=(x2-x1/y2 y1)×2(1)
式中:
x1,x2表示停留時(shí)間
y1,y2表示峰值寬度。
5.8.2.2分配型柱—能使乙烷從戊烷和二氧化碳中離析出來(lái)。如果使用了記錄儀,則記錄儀筆必須回退至丙烷的各峰值和連續(xù)峰值之間的基準(zhǔn)線,即各組成成份的2%滿刻度偏差以內(nèi)的基準(zhǔn)線。這些組份是用衰減峰值的測(cè)量方法在丙烷之前洗提出來(lái)的。二氧化碳的分離應(yīng)是充分的,使得含有0.1mol%二氧化碳的0.25ml樣品能產(chǎn)生一個(gè)清晰,可測(cè)定的響應(yīng)值。上式中計(jì)算的分離度(R)必須為1.5或大于1.5。分離應(yīng)在40分鐘內(nèi)完成,包括n—戊烷屈服于組響應(yīng)替換出乙烷和更重組分的逆向流動(dòng)。
5.8.3概述—其他可采用并能提供另人滿意的有關(guān)組份分離的拄填充材料。在使用多色譜柱時(shí),最好采用重尾鎦分的前段反沖洗法。
5.9干燥器—如水分不影響分析,則在樣品進(jìn)入系統(tǒng)中必須提供干燥器,安裝在進(jìn)樣閥前面。干燥器必須消除水氣,而不會(huì)除掉所選待測(cè)定的組分。
5.10閥門(mén)—閥門(mén)或試樣分流器或這二者均可用于試樣轉(zhuǎn)換,反沖或同時(shí)分析用。
5.11壓力計(jì)—可能是U管型或凹型,裝有一個(gè)精確刻度的和易于閱讀的刻度盤(pán),包括0-900mm(36英尺)或更大一些的水銀柱壓力范圍。U管形較有用,因?yàn)樵撔蛪毫τ?jì)允許用高達(dá)2個(gè)大氣壓的樣品壓力充注樣品環(huán)管,因此擴(kuò)大了所有組成成份的范圍。凹型壓力計(jì)可提供較好的精度,當(dāng)用純組分校準(zhǔn)時(shí)使用尤佳。達(dá)到一個(gè)大氣壓的樣品可被輸入。對(duì)于任何一種形式的壓力計(jì),用mm表示的刻度比英寸刻度精確。注意水銀的處理,因?yàn)樗y是有毒的。避免接觸皮膚,如果接觸了,則應(yīng)徹底用水沖洗。
5.12真空泵—必須具有產(chǎn)生一個(gè)1mm水銀柱絕對(duì)壓力或更小壓力的一個(gè)真空的能力。
6.儀器準(zhǔn)備
6.1線性檢查—為建立熱導(dǎo)式檢測(cè)器的線性響應(yīng),有必要完成以下程序:
6.1.1主要測(cè)定的組分(天然氣中的甲烷),通過(guò)固定尺寸的樣品環(huán)管,在13kpa(100mmHg)部分壓力增加的情況下(從13增加至100kpa(100-760mmHg)或常壓注入色譜儀。
6.1.2相應(yīng)于各壓力增加而形成的區(qū)域面積的綜合峰值響應(yīng)與其部分壓力的關(guān)系示于圖9。(參見(jiàn)圖9)
6.1.3圖形應(yīng)該是一條直線。這種良好的線性響應(yīng)用對(duì)數(shù)值繪制出一條450角的直線。
6.1.4曲線表示固定體積的進(jìn)樣環(huán)管太大,應(yīng)該使用一個(gè)較小規(guī)格的環(huán)管代替,并重復(fù)6.1.1至6.1.4各步驟(參見(jiàn)圖9)
6.1.5必須知道各組分在研究范圍中的線性。這在制作一個(gè)說(shuō)明在某充入濃度時(shí)的響應(yīng)系數(shù)偏差的表是很有幫助的。(參見(jiàn)表2和表3)。
6.1.6應(yīng)該注意,氮?dú)、甲烷和乙烷在大氣壓下的壓縮性小于1%。而其他天然氣組分在小于大氣壓時(shí)都表現(xiàn)出很大的壓縮性。
6.1.7大多數(shù)組成成份的蒸汽壓小于100kpa(15Psia),不能作為一種純氣體用于線性研究,因?yàn)樗鼈儧](méi)有足夠的蒸汽壓力能使壓力表達(dá)到100kpa(760mm水銀柱)的讀數(shù)。對(duì)于這些組分,與氮?dú)饣蚣淄榛旌峡梢杂脕?lái)建立部分壓力從而使總壓力達(dá)到100kpa(760mm水銀柱)。表四列出38℃(1000F)時(shí)的蒸汽壓力。利用表四,計(jì)算出給定組分與氮混合的最大壓力。計(jì)算式如下:
B=(100×v)/i(2)
P=(i×M)/100(3)
式中:
B=混合壓力,最大值,kpa(mmHg)
V=蒸汽壓力,kpa(mmHg)
I=mol%(百分比摩爾)
P=部分壓力,kpa(mmHg)
M=壓力表壓力,kpa(mmHg)
6.2線性檢查程序
6.2.1連接純組分源至樣品輸入系統(tǒng)。排空該樣品輸入系統(tǒng),觀察壓力表,查看是否有泄漏,(參見(jiàn)圖1:一種建議的岐管裝置)。該樣品輸入系統(tǒng)必須是真空密閉的。
6.2.2小心打開(kāi)針閥,導(dǎo)入純組分,部分壓力達(dá)到13kpa(100mmHg)。
6.2.3記錄精確的部分壓力,操作樣品閥將樣品接入(分析)柱。記錄該純組分的最大面積。
6.2.4分別在表壓為26,29,32,65,78和91kpa(200,300,400,500,600和700mm水銀柱)的壓力下重復(fù)6.2.3,分別記錄每種壓力下得到的最大面積。
6.2.5繪制以面積數(shù)據(jù)為X軸坐標(biāo),以部分壓力為Y軸坐標(biāo)的直線圖象。如圖9所示。
6.2.6可以替代的方法是配制一個(gè)含所有組分的摻合物,并在相關(guān)范圍的各部分壓力下導(dǎo)入樣品彎管。如果可以使用一個(gè)氣體混合器,則這種各種組分的混合物可以摻入甲烷,因此可以給出所有這些組分的響應(yīng)曲線。
注意:如果不能得到氣體色譜檢測(cè)器關(guān)于所有試驗(yàn)氣體組成成份的線性信息,則作為一個(gè)最起碼的要求,超過(guò)5mol%濃度的各氣體組分的線性數(shù)據(jù)應(yīng)該得到。色譜圖象在較寬的濃度范圍不是真正線性的。這種線性只是在感興趣的研究范圍內(nèi)建立。
7.參考標(biāo)準(zhǔn)
7.1需用已知組分的無(wú)水氣體混合物用于與試驗(yàn)樣品進(jìn)行比較。這些混合物必須含有已知百分比的組分,氧氣例外(參見(jiàn)注5),這些組分是未知樣品中待確定的。參考標(biāo)準(zhǔn)中所有組分在使用時(shí)間內(nèi)的蒸汽狀態(tài)中必須是均勻的。在參考標(biāo)準(zhǔn)氣體中的一個(gè)組分的濃度應(yīng)該不小于試驗(yàn)氣體中相同組分的一半,但也不能超過(guò)2倍。
注5:除非該標(biāo)準(zhǔn)氣體貯存的容器經(jīng)試驗(yàn)證明不與氧起化學(xué)反應(yīng)。最好是使用一個(gè)另外的替代辦法校正氧氣含量。
7.2制備—一種參考標(biāo)準(zhǔn)氣體可以用混合純組分的方法獲得。稀釋的干燥空氣是一種氧氣和氮?dú)獾暮线m標(biāo)準(zhǔn)(參見(jiàn)8.5.1)5,6
表四:38℃(1000F)時(shí)的蒸汽壓力A
成分Kpa,絕對(duì)值Psia(磅/英寸2)
氮?dú)?gt;34500>5000
甲烷>34500>5000
二氧化碳>5520>800
乙烷>5520>800
硫化氫2720395
丙烷1300189
異丁烷50172.6
n-丁烷35651.7
異戊烷14120.5
n-戊烷10815.6
n-己烷34.24.96
n-庚烷11.21.62
列出的大多數(shù)當(dāng)前蒸汽壓力數(shù)據(jù)可向德克薩斯A&M大學(xué)系統(tǒng),College站,TX77843,熱動(dòng)力研究中心索取。
8.程序
8.1設(shè)備準(zhǔn)備—色譜柱數(shù)目按操作要求設(shè)置(如8.4,8.5或8.6中所述)。調(diào)整操作條件,使色譜儀穩(wěn)定工作。
8.1.1對(duì)于乙烷和較高的組分,加熱進(jìn)樣環(huán)管。
注6:大多數(shù)現(xiàn)代色譜儀內(nèi)裝閥式烘箱可以進(jìn)行溫度控制。強(qiáng)烈建議在沒(méi)有這種閥式烘箱時(shí),在色譜烘箱中安裝氣體取樣閥,并且在柱溫時(shí)操作。
8.1.2在這些儀器工作穩(wěn)定以后,檢查參考標(biāo)準(zhǔn)氣體的運(yùn)行情況,建立儀器的可重復(fù)性。對(duì)于各組分的百分比摩爾量(mol%),兩次檢查的平均值,或者是最后一次檢查符合前一次檢查的各組分可重復(fù)性限制值,都可能使用為參考標(biāo)準(zhǔn),用于所有連續(xù)的操作,直至儀器操作條件改變。建議每天校準(zhǔn)儀器。
8.2樣品制備—如果有需要,可以至少用兩種方法去除硫化氫(參見(jiàn)附錄A2.3)。
8.2.1樣品制備和注入—樣品在實(shí)驗(yàn)室必須平衡控制高于現(xiàn)場(chǎng)取樣的樣品源溫度20-500F。溫度越高,均衡時(shí)間越短(300ml或更小的樣品容器約2小時(shí))。這種分析方法假定現(xiàn)場(chǎng)取樣方法已經(jīng)消除了混入的液體。如已知樣品的碳?xì)浠衔锫饵c(diǎn)溫度低于樣品暴露的最低溫度,則沒(méi)有必要加熱樣品。
8.2.2從樣品容器至儀器的樣品入口的連接應(yīng)該使用不銹鋼或較短的TFE—碳氟化合物。不能使用銅,乙稀樹(shù)脂,或橡皮管連接。對(duì)于高含量碳?xì)浠衔飿悠酚斜匾褂眉訜峁芫。
8.3樣品注入—注入色譜柱中樣品的體積不應(yīng)超過(guò)0.5ml。(少量體積對(duì)于獲得關(guān)于甲烷的一個(gè)線性探測(cè)器響應(yīng)是很必要的。)使用這種樣品規(guī)格可以獲得關(guān)于確定除次要成份外的所有的成份的滿意精確度。當(dāng)對(duì)于確定濃度不超過(guò)5mol%的組分要求提高靈敏度時(shí),則允許使用的樣品和參考標(biāo)準(zhǔn)的體積不超過(guò)5ml。(避免導(dǎo)入液體至樣品系統(tǒng))。
注6:為全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所研制的一種十組分參考標(biāo)準(zhǔn)可向氣體技術(shù)研究所(伊利諾斯州芝加哥市國(guó)家街南3423號(hào),1L60616)購(gòu)買(mǎi)。
8.3.1排出氣體方法—打開(kāi)樣品圓筒的出口閥,通過(guò)輸入系統(tǒng)和樣品彎管或管道排出樣品氣體。要求排出的量必須是確定了的,并且可由各儀表證實(shí)。樣品彎管壓力應(yīng)接近大氣壓。關(guān)閉樣品圓筒閥門(mén),使彎管或管道中的樣品的壓力趨于穩(wěn)定。然后立即將定量管中的氣體樣品注入色譜柱,以避免污染侵入。
8.3.2水置換性能—如果該樣品是用水置換的方法得到的,則該方法可用于對(duì)樣品環(huán)管或管線的排出及填充。(注意:某些組分,例如二氧化碳,硫化氫和乙烷和更高的碳?xì)浠衔铮赡懿糠值鼗蛉康乇凰簟?
8.3.3排真空方法—將輸入系統(tǒng)排空,包括樣品彎管和返回樣品氣瓶的樣品管道,至0.1kpa(1mmHg)絕對(duì)壓力以下。關(guān)閉至抽真空源的閥門(mén),小心計(jì)量從樣品氣瓶來(lái)的燃?xì)鈽悠,直至樣品彎管充氣至壓力表所示的所要求的壓?參見(jiàn)圖1)。注入樣品至色譜儀。
8.4乙烷和較重碳?xì)浠衔锖投趸加玫姆蛛x柱操作—進(jìn)行這種操作是使用氦氣或氫氣作為載氣。如果不是使用熱導(dǎo)性檢測(cè)器,則應(yīng)選擇一種適合于這種檢測(cè)器的載氣。根據(jù)8.1項(xiàng)選擇一個(gè)樣品體積,在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候,反沖洗重組分。獲得關(guān)于參考標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)靈敏度。
8.4.1如果這種柱能將甲烷與氮?dú)夂脱鯕夥蛛x,則可利用這種柱確定甲烷,(例如圖1所示用硅200/500),樣品體積不超過(guò)0.5ml。
8.5適用于氧氣,氮?dú),和甲烷的吸附柱操作—操作是使用氦氣或氫氣作為承載氣體。為了確定甲烷,樣品體積不能超過(guò)5ml。輸入樣品,得到一個(gè)關(guān)于甲烷的靈敏度(注5)。同樣,得到一個(gè)關(guān)于參考標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于氮和甲烷的響應(yīng)。如果需要,可取得一個(gè)關(guān)于干燥空氣對(duì)于氮和氧的響應(yīng)。這種空氣必須在一個(gè)精確測(cè)量的,減少的壓力下輸入,或由一個(gè)摻入氦氣的混合氣體輸入。
8.5.1含有約1%氧氣的一種混合氣體可以以以下方法制備:用氦氣將一個(gè)容器中處于大氣壓下的干燥空氣加壓至2mpa(20atm)。這個(gè)壓力不必精確測(cè)量,因?yàn)樵谶@樣制成的混合物中氦的濃度必須通過(guò)與參考標(biāo)準(zhǔn)中的氦比較確定。百分比氮乘0.268得到氧的mol%或者乘0.280得到氧和氬的總摩爾百分比。不要使用幾天以前制備的氧標(biāo)準(zhǔn)。但是可以允許使用與一種穩(wěn)定組成有關(guān)的氧氣的響應(yīng)系數(shù)。
8.6用于氦氣和氫氣的吸收柱—進(jìn)行這種操作是使用氮?dú)饣蛘邭鍤庾鳛槌休d氣體。輸入1個(gè)1-5ml的樣品,記錄下對(duì)于氦的響應(yīng),然后記錄下對(duì)于氫的響應(yīng),這些響應(yīng)剛好在氧氣的前面(注5)。取得一個(gè)氦氣和氫氣的適當(dāng)濃度的參考標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)響應(yīng)。
9.計(jì)算
9.1各組分?jǐn)?shù)量值的有效數(shù)字的數(shù)位也可能使精度損失或被夸大。所述樣品中任何組分的數(shù)字值將不會(huì)假定為比較標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)中該成分的相應(yīng)證明值更精確。
9.2外標(biāo)法:
9.2.1戊烷和較輕的組分—測(cè)量關(guān)于戊烷和較輕組分的各組分峰值的高度。對(duì)于樣品中和參考標(biāo)準(zhǔn)中相應(yīng)組分經(jīng)過(guò)相同的衰減,計(jì)算樣品中各組分的濃度,如下式:
C=S×(A/B)(4)
式中:
C=樣品中組分濃度,mol%
A=樣品中組分的峰高,mm
B=標(biāo)準(zhǔn)組分的峰高,mm
S=參考標(biāo)準(zhǔn)中組分濃度,mm%
9.2.1.1如果空氣在壓力降低下進(jìn)行氧氣或氮?dú)饣蛘邇烧咄瑫r(shí)校正,則壓力的校正公式,如下:
C=S(A/B)×(Pa/Pb)
式中:
Pa=空氣被輸送時(shí)的壓力
Pb=輸送過(guò)程中真實(shí)的壓力表壓力值,兩個(gè)壓力用相同的單位表示:
9.2.1.2對(duì)于干燥空氣,使用78.1%氮和21.9%氧的結(jié)構(gòu)值。因?yàn)闅鍤饨?jīng)過(guò)一個(gè)分子篩柱,在本試驗(yàn)的正常條件下用氧氣洗提。
9.2.2乙烷和較重組分—測(cè)量反向流動(dòng)峰值的乙烷部分,庚烷和較重組分部分的面積(參見(jiàn)附錄A1,圖A1.1和x3.6)。還應(yīng)測(cè)量樣品色譜上兩個(gè)戊烷峰值的面積,并調(diào)整所有實(shí)測(cè)面積至相同的衰減基準(zhǔn)。
9.2.3計(jì)算反向流動(dòng)峰值的經(jīng)修正過(guò)的面積,如下式所示:
修正的C6面積=72/86×測(cè)量的C6面積
修正的C7面積=92/A×測(cè)量的C7和較重組分的面積
式中:
A=C7和較重組分的平均克分子量
注7—98這個(gè)值對(duì)于C7和較重組分作為平均克分子量使用已足夠精確。C8和較重組分的較小量通常被本組分中產(chǎn)生的較輕的甲基環(huán)戊烷和甲基環(huán)乙烷所抵消。
一個(gè)關(guān)于C7和較重組分的克分子量的精確值可從附錄A1.3中找到。
9.2.4樣品中兩個(gè)部分的濃度計(jì)算如下:
mol%C6=(已修正C6面積)×(mol%iC5 nC5)/(iC5 nC5面積)。
mol%C7 =(已修正C7面積)×(mol%iC5 nC5)/(iC5 nC5面積)。
9.2.4.1如果iC5 nC5的摩爾百分比是由以小量規(guī)格樣品的分別注入的,則該值不需要重新確認(rèn)。
9.2.5如果在n一丁烷后面承載氣體反向,則整個(gè)反向流動(dòng)面積可以和C6和較重組分,或C5和較重組分相同的方式計(jì)算。該實(shí)測(cè)面積應(yīng)該使用關(guān)于A值的整個(gè)反向流動(dòng)組分的平均分子量加以修正。參考標(biāo)準(zhǔn)(沒(méi)有C6和較重組分)的一個(gè)相等規(guī)格的樣品的iC5和nC5的摩爾百分比和反向流動(dòng)峰值的面積也可用于計(jì)算最后的摩爾百分比值。
9.2.6為規(guī)范摩爾百分比值,將每個(gè)值乘100,然后除以原始值的和。這些原始值的和將和100%的差異不大于1.0%。
9.2.7參見(jiàn)附錄X2中的樣品計(jì)算
10.精密度
10.1精密度—管線等級(jí)為38MJ/m3(1000Btu/SCF)內(nèi)的各種氣體式樣,經(jīng)實(shí)驗(yàn)室間試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)確定,其試驗(yàn)方法的精密度如下:
10.1.1重復(fù)性—在兩個(gè)由相同的操作員使用相同的儀器在一定的操作條件下對(duì)于相同的試驗(yàn)材料所得的正確結(jié)果之間的差異,如果大于表中所列值,其正確性則值得懷疑:
組分摩爾百分比重復(fù)性
0-0.090.01
0.1-0.90.04
1.0-4.90.07
5.0-100.08
大于100.10
10.1.2再現(xiàn)性—在兩個(gè)由不同的操作人員在不同的試驗(yàn)室對(duì)相同的試驗(yàn)材料得到的兩個(gè)結(jié)果之間的差異如果大于表中所列值,其正確性則值得懷疑:
組分,摩爾百分比再現(xiàn)性
0-0.090.02
0.1-0.90.07
1.0-4.90.10
5.0-100.12
大于100.15
附錄
(強(qiáng)制性信息)
A1補(bǔ)充程序
A1.1只供分析丙烷和較重組分使用
A1.1.1使用柱條件對(duì)丙烷,異丁烷,n-丁烷,異戊烷,己烷,庚烷和較重的組分進(jìn)行分離,而不考慮分離乙烷,和較輕的組分。試驗(yàn)只需10-15分鐘即可做出。
A1.1.2使用一個(gè)5-mbis-(2(2-甲氧乙氧基)乙基)乙醚(BMEE)柱,約30℃,或一個(gè)適當(dāng)長(zhǎng)度的分配柱,并在約5分鐘內(nèi)分離丙烷至n-戊烷。加入至1個(gè)1-5ml樣品至柱內(nèi),在n-戊烷分離出來(lái)以后,逆轉(zhuǎn)承載氣體流動(dòng)方向。得到一個(gè)參考標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)色譜,這個(gè)過(guò)程只需要約5分鐘操作時(shí)間就能完成,因?yàn)檫@里沒(méi)有必要逆轉(zhuǎn)參考樣品的流向。其計(jì)算與全分析法相同
A1.1.3利用在n-丁烷后逆轉(zhuǎn)承載氣體流向的方法可在5分鐘操作時(shí)間確定丙烷,異丁烷,n–丁烷和戊烷和較重的組分。然而,有必要知道戊烷和較重組分的平均克分子量。
A1.2適用于乙烷和重質(zhì)組分的單氣路分析
A1.2.1在許多情況,式樣量為1-5ml樣品體積的單分配氣道足可確定除甲烷外的所有組分,甲烷不能使用這種規(guī)格的樣品根據(jù)測(cè)量峰值高度的方法測(cè)量出來(lái),因?yàn)榧淄榈臐舛雀摺?
A1.2.2注入1-5ml樣品至分配柱,在n-戊烷被分離以后,逆轉(zhuǎn)承載氣體流動(dòng)方向,獲得參考標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)相應(yīng)色譜。測(cè)量乙烷到n-戊烷的峰值高度和參考標(biāo)準(zhǔn)的戊烷峰值面積。用與完全分析方法相同的方法計(jì)算乙烷和較重的組分。甲烷和較輕組分可被認(rèn)為是在100和已確定組分之和的差值。
A1.3.1可以使用一個(gè)較短的分離柱分離重質(zhì)末尾鎦分,和得到一個(gè)較詳細(xì)的關(guān)于逆流部分組成的分析。這種信息提供質(zhì)量數(shù)據(jù)和計(jì)算物理特性如這些部分的分子量等的基礎(chǔ)。
A1.3.2圖A1.1示出用一個(gè)2mBMEE柱在20分鐘內(nèi)分離出來(lái)的組分的一個(gè)色譜。為作出這個(gè)分析,輸入一個(gè)5ml樣品至短柱內(nèi),在n-庚烷分離以后逆轉(zhuǎn)承載氣體。測(cè)定n-戊烷后被洗脫的全部峰面積。用組分的分子量去除對(duì)應(yīng)峰值的面積的方法修正每一個(gè)峰面積至摩爾表示的量。1個(gè)120的值可被用作辛烷和更重些的逆流峰值的分子量。用增加被更正的面積的方法和除法使總數(shù)達(dá)到100,從而計(jì)算出乙烷和更重組分的摩爾百分比。
A2色譜拄的制備和干燥器
A2.1柱的制備—參見(jiàn)E260部分
A2.2干燥器準(zhǔn)備—將一個(gè)10mm直徑×100mm長(zhǎng)度的玻璃管中裝入粒狀五氧化磷或過(guò)氯酸錳,遵守所有的安全注意事項(xiàng)。需要時(shí)安裝,用以干燥樣品。在約一半的干燥劑失去作用后,更換這些干燥劑。
A2.3消除硫化氫
A2.3.1對(duì)于含有高于300ppm的大量硫化氫氣體的樣品,為消除硫化氫,取樣時(shí)連接一個(gè)裝有氫氧化鈉吸收劑(二氧化碳吸收劑)的管子至樣品容器的蓋子上,或者當(dāng)輸入樣品至色譜儀中時(shí),連接至干燥器管子的蓋子上。這個(gè)過(guò)程可同時(shí)消除二氧化碳。其結(jié)果為無(wú)酸性氣體。
A2.3.2還有一個(gè)消除硫化氫的方法,這就是連接一個(gè)充滿硫酸銅的輕石管,置于色譜儀和干燥器之前。這個(gè)方法只能去除少量硫化氫,如果樣品中存在硫化氫;但是可以將對(duì)樣品中二氧化碳的影響減少到最低限度。
A2.4(色譜)柱的布置
為確定乙烷和更重些的組分,圖A2.1示出一種布置。在這種布置中,(色譜)柱可以快速方便地通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)選擇閥而加以改接。必須要用兩個(gè)柱才能確定在這種實(shí)驗(yàn)方法中包括的所有組分。但是,長(zhǎng)和短的分離柱提供了三種分離柱的可能性,這只要將它們單獨(dú)使用或串聯(lián)使用便可以了。圖A2.1中V1和V2之間的連接應(yīng)該盡可能短(20mm即可),以減少在串聯(lián)使用時(shí)各柱間存在的死角。如果所有被選擇的柱在相同的溫度下操作,則在改變的柱之間的穩(wěn)定時(shí)間可縮減至最短。
(非強(qiáng)制性信息)
X1.參考標(biāo)準(zhǔn)混合
X1.1制備
X1.1.1以下典型組合的氣體混合物作為參考標(biāo)準(zhǔn)使用將可滿足大多數(shù)分析要求(注X1.1)
組分貧氣(摩爾)富氣(摩爾)
氦1.00.5
氫3.00.5
氮4.00.5
甲烷(最大量)8574
乙烷6.010
二氧化碳1.01.0
丙烷4.07.0
異丁烷2.03.0
n-丁烷2.03.0
新戊烷0.51.0
異戊烷0.51.0
n-戊烷0.51.0
己烷 0.10.2
注X1.1:如果該混合氣體是在壓力下貯存的,注意確保任何組分的部分壓力不要超過(guò)該溫度時(shí)其蒸氣壓力和樣品在該溫度貯存和使用時(shí)的壓力。貧氣混合物的臨界冷凝溫度是600F,富氣混合物的臨界冷凝溫度是1000F。
X1.1.2A一個(gè)根據(jù)重量制備參考標(biāo)準(zhǔn)的有用方法如下:
X1.1.2.1準(zhǔn)備以下設(shè)備和材料:
氣瓶,20L
高壓氣瓶,兩個(gè),100ml(A和B)
天平,2000g容量,10mg靈敏度。
純凈組分,甲烷至n戊烷和二氧化碳。
純凈組分應(yīng)有99 %的純度。甲烷應(yīng)貯存在一個(gè)壓力為10mpa(100-atm)的1L氣瓶?jī)?nèi)。進(jìn)行每一個(gè)組分的色譜操作,檢查其給出的組分。
X1.1.2.2將20L氣瓶抽出空氣數(shù)小時(shí)。抽空100mlA高壓氣瓶,取得其真實(shí)重量。用一金屬連接管連接氣瓶A至一個(gè)純凈n-戊烷氣瓶。該金屬氣瓶的長(zhǎng)度經(jīng)計(jì)算應(yīng)約可放入將加入的n-戊烷的數(shù)量。松開(kāi)氣瓶A上的閥門(mén)配合件,用n-戊烷沖洗連接管。擰緊配合件。關(guān)閉n-戊烷氣瓶閥,打開(kāi)氣瓶A閥門(mén),從而從連接管導(dǎo)入n-戊烷,然后關(guān)閉高壓氣瓶A的閥門(mén)。斷開(kāi)氣瓶A并稱量氣瓶A重量,得到加入的n-戊烷重量。
X1.1.2.3類(lèi)似地,順次加入在參考標(biāo)準(zhǔn)中要求的異戊烷,n-丁烷,異丁烷,丙烷,乙烷和二氧化碳。每加入一種組分后,稱量高壓氣瓶A的重量,以取得所加入的組分的重量。用一根盡可能短的,清潔的和小直徑的連接管連接氣瓶A至抽成真空的20-L氣瓶。打開(kāi)20-L氣瓶的閥門(mén),然后再打開(kāi)氣瓶A上的閥門(mén)。這樣,差不多氣瓶A中所有的氣體都將進(jìn)入20-L氣瓶。關(guān)閉氣瓶閥門(mén),斷開(kāi)連接,稱量氣瓶A重量,確定尚未輸入至20-L氣瓶中混合氣體的重量。
X1.1.2.4抽真空100ml高壓氣瓶B。然后,分別充入氦氣和氫氣至氣瓶B,直至達(dá)到在最后混合物中提供這些需要達(dá)到的濃度所要求的壓力。(氦氣和氫氣是與其他組分單獨(dú)制備的,以防止它們的壓力在該100ml氣瓶?jī)?nèi)引起較高碳?xì)浠衔锢淠?。在每一次充入后即稱重氣瓶B的重量,從而得到所加入組分的重量。用一根盡可能短的和清潔的,小直徑連接管將氣瓶B連接至20L氣瓶。打開(kāi)20ml氣瓶的閥門(mén),然后打開(kāi)氣瓶B閥門(mén),這樣,氣瓶B內(nèi)的所有組分差不多可全部進(jìn)入該20-L氣瓶。關(guān)閉這些氣瓶的閥門(mén),稱量氣瓶B的重量,從而求得沒(méi)有進(jìn)入20-L氣瓶的混合氣的重量。
X1.1.2.5稱量一個(gè)1-L的,裝有約10Mpa(100-atm)壓力下的純凈甲烷的氣瓶。將這些甲烷輸送至20-L氣瓶,直至壓力相等。稱量1-L氣瓶重量,從而求得已輸送的甲烷的重量。
X1.1.2.6充分混合該20-L氣瓶?jī)?nèi)所有的物質(zhì),可以在底部以合適方式加熱,例如用熱水或一個(gè)熱燈泡,垂直靜置該氣瓶至少6個(gè)小時(shí)。
X1.1.2.7利用所加入的所有組分的重量和純度,計(jì)算混合氣體的重量構(gòu)成。將重量百分比換算成摩爾百分比。
X1.2用純組分校正
X1.2.1使用氦承載氣體承載一個(gè)0.25-0.5ml的一個(gè)樣品體積進(jìn)入一個(gè)吸收柱,準(zhǔn)備50kpa(375mmHg)絕對(duì)壓力下的甲烷和10kpa(75mmHg)絕對(duì)壓力下的氮?dú)狻T?0kpa(525mmHg)壓力下操作該標(biāo)準(zhǔn)混合物的一個(gè)樣品,取得甲烷和氮?dú)獾姆逯怠?
注X1.2——做完這個(gè)程序的每一個(gè)操作都應(yīng)該是可重復(fù)的,以保證峰值高度在經(jīng)過(guò)關(guān)于壓力差的修正后,其可重現(xiàn)性在1mm或1%平均值以內(nèi)。所有的峰值應(yīng)該經(jīng)過(guò)一個(gè)儀器衰減后記錄下來(lái),該儀器的衰減可以給出最大可測(cè)量峰值高度。
X1.2.2改變承載氣體為氬氣或者為氮?dú)猓诨趨于穩(wěn)定以后,輸入在絕對(duì)壓力7kpa(50-mmHg)下的一個(gè)純凈氦氣樣品,記錄在一個(gè)衰減下的峰值,該衰減允許最大峰值高度。在70kpa(525mmHg)絕對(duì)壓力下,操作該混合物的一個(gè)樣品,得到氦氣峰值。
X1.2.3切換至具有氦承載氣體的分離柱,在70-kpa(525mmHg)絕對(duì)壓力下操作該氣體混合物。然后導(dǎo)入在10kpa(75mmHg)絕對(duì)壓力下的乙烷和丙烷,和在5kpa(38mmHg)絕對(duì)壓力下的丁烷,戊烷和二氧化碳。
X1.2.4在70-kpa(525mmHg)絕對(duì)壓力下操作該氣體混合物。
X1.2.5計(jì)算制備的氣體混合物構(gòu)成,如下所示:
X1.2.5.1相對(duì)于相同的衰減;校準(zhǔn)在該混合物中所有純凈組分和相關(guān)組分的峰值高度(參見(jiàn)注X1.2)。
X1.2.5.2計(jì)算每一種組分的濃度,如下式所示:
C=(100Vf)(A/B)(Pb/Pa)
式中:
C=組分濃度,摩爾;
A=混合物中組分的峰值高度
B=純凈組分的峰值高度
Pa=操作混合物時(shí)的壓力,kpa(mmHg)
Pb=操作組分時(shí)的壓力,kpa(mmHg)
和Vf=純凈組分的體積百分率
注:X1.3——Vf=1.000,如果該校準(zhǔn)組分沒(méi)有雜質(zhì)。
X1.2.5.3規(guī)范數(shù)值至100.0%。
X1.3使用相對(duì)摩爾響應(yīng)值校正
X1.3.1相對(duì)響應(yīng)比率可以由線性數(shù)據(jù)導(dǎo)出,并可用來(lái)計(jì)算響應(yīng)系數(shù)。這樣就可以不需要對(duì)于一個(gè)多組分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行每天的校準(zhǔn)。試驗(yàn)方法適用于任何使用熱導(dǎo)性或熱敏探測(cè)器的氣體色譜分析。
X1.3.2取無(wú)須考慮儀器分析過(guò)程中預(yù)期濃度的摻合物。主要組分(甲烷)被用作平衡氣體,并且可能低于期望的濃度。該組分為每日校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)物,其線性由以前的試驗(yàn)保證。
X1.3.3使用圖1所示儀器或使用一個(gè)機(jī)械氣體混合器,在降低的壓力下注入樣品。分別于90%,75%,60%,45%,30%和15%的絕對(duì)壓力下,獲取可重復(fù)的峰面積或高度。對(duì)于100kpa(760mmHg)的情況,使用的壓力分別為90kpa(684mmHg),75kpa(570mmHg),60kpa(456mmHg),45kpa(342mmHg),30kpa(228mmHg),15kpa(114mmHg)。
X1.3.4作出面積或高度(衰減為與參考組分相同的高度)與濃度的關(guān)系曲線,利用最小二乘方法計(jì)算出該直線的斜率。給出該直線的方程為:Y=a0 a1X,式中Y表示面積或高度,X表示濃度。假設(shè)該直線相交于原點(diǎn),則a0=0。斜率a1可以下式計(jì)算:
a1=ΣXY/(ΣY)2(X1.2)
X1.3.5求出被比較組分的斜率(i)與在每天的校正標(biāo)準(zhǔn)中提供的參考組分的斜率(r)的比值。該比值給出關(guān)于組分(i)的相對(duì)摩爾響應(yīng)系數(shù)(RMRi)。參考組分必須以與被比較組分相同的儀器分析次序表示(巳烷 除外)。例如,如果丙烷是在與丁烷和戊烷一個(gè)柱中被分離出來(lái),并且是依丁烷和戊烷的分離順序,則丙烷便可以是丁烷和戊烷的參考組分。如果乙烷有以和二氧化碳相同的洗提順序,則乙烷可以是二氧化碳的參考組分,巳烷 峰值可以參照丙烷,或以本標(biāo)準(zhǔn)主要部分?jǐn)⑹龅哪菢舆M(jìn)行計(jì)算。
X1.3.6采用一個(gè)4組分標(biāo)準(zhǔn)用于每天的校準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)包括氮、甲烷、乙烷和丙烷。組分較少可消除結(jié)露點(diǎn)問(wèn)題,消除反應(yīng)性問(wèn)題,具有較高的精度,可以在較高壓力下混合。參考組分響應(yīng)系數(shù)可以由已有的參照系數(shù)和相對(duì)摩爾響應(yīng)系數(shù)計(jì)算出來(lái)。下面敘述的是一個(gè)基本計(jì)算,一個(gè)導(dǎo)出相對(duì)摩爾響應(yīng)系數(shù)(圖X1.1)的例子,和一個(gè)示出如何計(jì)算響應(yīng)系數(shù)的表:
響應(yīng)系數(shù)(R)=Mole(摩爾)%/面積(X1.3)
相對(duì)摩爾響應(yīng)(RMRi)=Mole(I)/面積(i)÷Mole(r)/面積(r)(X1.4)
Ric4=RMRic4×RC3(X1.5)
X1.3.7建議定期檢查RMR關(guān)系,該關(guān)系不依賴于溫度,取樣規(guī)格和承載氣體流動(dòng)速度。如果該操作條件發(fā)生了某些改變,則所有組成成份將受到相同的影響,計(jì)算的響應(yīng)系數(shù)將相應(yīng)移動(dòng)。
相對(duì)摩爾響應(yīng)是一個(gè)常數(shù)。該常數(shù)是用被比較組分的斜率除以在參考標(biāo)準(zhǔn)中所提供的該組分的斜率而得到的商。例如:
RMRic4=(斜率ic4)/(KC3)
=9.9594E-71.1315E-6
=0.72958
X2樣品計(jì)算(參見(jiàn)第9部分)
X3有關(guān)避免普通條款錯(cuò)誤的注意事項(xiàng)
X3.1乙烷和更重組分的改變
在天然氣中,重尾餾分混合物的數(shù)量在處理和輸入樣品時(shí)是很容易改變的,從而給出相當(dāng)大錯(cuò)誤的低或高的值。被觀察到的這些組分的濃度在數(shù)量上的變化是因?yàn)樵陔x開(kāi)該系統(tǒng)時(shí),較重的組分被收集在樣品環(huán)管內(nèi)。小直徑管道的表面影響如同一個(gè)分離柱,因此,當(dāng)確定比戊烷重的組分時(shí),在取樣和輸入系統(tǒng)中不能使用。同時(shí),在取樣系統(tǒng)中,含油薄膜的積累效應(yīng)更加劇了這個(gè)問(wèn)題。氣體越富,這個(gè)問(wèn)題越嚴(yán)重。定期地檢查該儀器的C6和更重組分的可重復(fù)性,對(duì)相同樣品做幾次檢查操作。保持含有巳烷或更重成分的樣品供定期檢查用是有幫助的。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有重質(zhì)未餾組分峰值加大跡象時(shí),應(yīng)當(dāng)用丙酮徹底清潔取樣閥和彎管。這個(gè)問(wèn)題對(duì)于某些輸入系統(tǒng),即使清潔過(guò),并且對(duì)于具有特殊取樣彎管規(guī)格的輸入系統(tǒng),也屢有發(fā)生。這個(gè)污染問(wèn)題借助于某些技術(shù)可降低至最小,例如用惰性氣體清洗,加熱取樣彎管,使用真空系統(tǒng),或其他類(lèi)似有效措施。
2.1樣品計(jì)算
如果待取樣的樣品含有二氧化碳或硫化氫,或二者皆有,則應(yīng)使用徹底干燥的樣品氣瓶,連接器和管線,因?yàn)樗麑⑦x擇性地大量吸附酸性氣體。如果有氫存在,則應(yīng)使用鋁,不銹鋼或其他不和硫化氫起化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)的氣瓶,閥門(mén),管道和連接器件等。
X3.3樣品露點(diǎn)
X3.31因?yàn)橐后w凝結(jié),非代表性樣品屢有發(fā)生。應(yīng)維持所有的樣品在碳?xì)浠衔锫饵c(diǎn)之上。如果冷卻狀態(tài)時(shí)溫度低于露點(diǎn),則在使用前應(yīng)加熱高于露點(diǎn)溫度10度或更高,并保持?jǐn)?shù)小時(shí)。如果不知道露點(diǎn),則應(yīng)加熱至高于取樣溫度以上。
X3.4樣品入口系統(tǒng)
X3.4.1不要使用橡皮或塑料等可能吸收樣品組分的材料。系統(tǒng)流程要盡量短,干燥,和小型,以減少?zèng)_洗要求。
X3.5式樣量的重復(fù)性
X3.5.1樣品環(huán)管上面變動(dòng)的背壓(回壓)可能降低樣品規(guī)格的可重復(fù)性。
X3.5.2經(jīng)常在同樣的承載氣體流動(dòng)方向進(jìn)行全部反向流動(dòng)的確定試驗(yàn)。然后,在該相同承載氣體流動(dòng)方向進(jìn)行全部單峰確定和相應(yīng)的參考運(yùn)行。
X3.5.3確保輸入干燥器處于良好狀態(tài)。附在柱上的潮氣將加大反向流動(dòng)峰值。
X3.5.4通過(guò)反向流動(dòng)承載氣體數(shù)小時(shí)清洗色譜柱,確保色譜柱清潔。
X3.5.5當(dāng)旋轉(zhuǎn)反向流動(dòng)閥門(mén)時(shí),則在柱端存在一個(gè)壓力條件的反向,這將干擾承載氣體的流動(dòng)。這個(gè)氣流應(yīng)很快達(dá)到相同的流速和基線高度。如果不能,則(缺一行)。
X3.6參考標(biāo)準(zhǔn)
X3.6.1保持參考標(biāo)準(zhǔn)在 15℃或一個(gè)高于碳?xì)浠衔锫饵c(diǎn)的溫度。如果該參考標(biāo)準(zhǔn)必須暴露在一個(gè)較低的溫度下,則在移動(dòng)一個(gè)樣品之前,在底部加熱數(shù)小時(shí)。如果不明白組成成分,則利用附件A2中闡明的程序,用純凈的n-戊烷和異戊烷檢查n-戊烷和異戊烷的值。
X3.7測(cè)量
X3.7.1峰圖的基線和頂部應(yīng)能清楚地觀察到,以便進(jìn)行峰高的測(cè)定。不要把固定起點(diǎn)線當(dāng)作基線,而要使用實(shí)際的觀察到的基線。靈敏度較高時(shí),這個(gè)基線可能有稍許漂移,但不會(huì)造成什么影響,不必經(jīng)常移動(dòng)至固定起點(diǎn)線。使用一個(gè)帶狀圖記錄器是理想的。用面積測(cè)量學(xué)或幾何圖形測(cè)量的方法可測(cè)量回流峰值面積。該回流面積,和用于比較的戊烷峰值,應(yīng)當(dāng)以相同的方法測(cè)量。即,使用面積測(cè)量學(xué)方法,或幾何圖形測(cè)量方法,但是不要二種測(cè)量方法混用。當(dāng)使用一種面積測(cè)量學(xué)方法時(shí),小心進(jìn)行幾次跟蹤,并使用平均值。用第二組跟蹤值檢查該平均值。
X3.8其他
X3.8.1載氣中的水汽可能會(huì)造成逆轉(zhuǎn)流,可以用在儀器前面設(shè)置一個(gè)分子篩吸收盒的方法予以防止。如果和每一個(gè)承載氣體氣瓶一起改變,則1米長(zhǎng)的6mm管道,管道內(nèi)設(shè)置30-60mesh(目)的分子篩就夠用了。
X3.8.2定期檢查承載氣體流動(dòng)系統(tǒng),用肥皂水檢查泄漏,或泄漏探測(cè)器溶液。
X3.8.3如果顯示噪聲接觸,應(yīng)使用電動(dòng)接觸清除器。
X3.8.4一個(gè)靈敏度低的記錄器可以形成沒(méi)有頂部的方頭峰值。如果經(jīng)再次調(diào)整不能消除這種現(xiàn)象,則應(yīng)檢查記錄器的電子線路部分。