ICS75.060 E 24 中华人民共和国国家标准 GB/T13610—2020 代替GB/T13610—2014 天然气的组成分析 气相色谱法 Analysis of natural gas compositionGas chromatography 2020-09-29发布 2021-04-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T13610—2020 目 次 前言 1 范围 2 规范性引用文件 3 方法提要 试剂与材料 4 仪器与设备 6 操作步骤 7 计算· 13 8 精密度· 14 附录A（规范性附录） 补充方法 15 附录B（资料性附录） 色谱柱的排列 17 附录C（规范性附录) 干燥器的制备和硫化氢的脱除 附录D（资料性附录) 常见误差和预防措施 19 附录E（资料性附录） 计算示例 21 GB/T13610—2020 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 2014相比，除编辑性修改外，主要技术变化如下： 一在“范围”中增加了"一氧化碳”组分，浓度范围为“0.01%～1%”（见第1章）； 一标准气浓度要求修改为“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 摩尔分数应不天于10%，也不低于样品中相应组分浓度的1/2。对于摩尔分数于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1/2，也不大于该组分浓度的2倍。 标准气中组分的最低浓度宜不小于0.1%”（见4.2，2014年版的4.2）。 修改了精密度的表述方式。组分的浓度范围的边界点由原来的不连续变为连续但不交叉。如 章）。 本标准由全国天然气标准化技术委员会（SAC/TC244)提出并归口。 本标准起草单位：中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司天然气研究院、中国石油天然气 股份有限公司西南油气田分公司输气管理处、中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司、大庆油 田有限责任公司、中国测试技术研究院化学研究所、晋城市质量技术检验测试所（国家煤层气产品质量 监督检验中心）、中国石油天然气股份有限公司新疆油田分公司实验检测研究院、中国计量科学研究院、 中油国际管道有限公司、广东大鹏液化天然气有限公司、中海石油气电集团有限责任公司、中国石油天 然气股份有限公司西南油气田分公司、中国石油天然气集团有限公司天然气质量控制和能量计量重点 实验室。 本标准主要起草人：曾文平、唐蒙、常宏岗、迟永杰、王伟杰、王晓琴、周理、罗敏、图孟格勒、刘鸿、 谭为群、王维康、王强、倪丰平、吴海、王华青、杨建明、蔡黎、马希斐、刘冰、罗勤、倪锐 本标准所代替标准的历次版本发布情况为： GB/T13610—1992,GB/T13610—2003.GB/T13610—2014。 GB/T13610—2020 天然气的组成分析 气相色谱法 警示一一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。 1 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，也适用于一个或儿个组分的测定。 表1 天然气的组分及浓度范围 浓度范围 组分 摩尔分数/% 氨 0.01~10 氢 0.01~10 氧 0.01~20 氮 0.01~100 二氧化碳 0.01~100 甲烧 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 5Z1C 新戊烷 0.01~2 异戊烷 0.01~2 正戊烷 0.01~2 已烷 0.01~2 庚烷和更重组分 0.01~1 一氧化碳” 0.01~1 硫化氢 0.3~30 常规天然气一般不含一氧化碳组分，煤制天然气等特殊样品中可能含有的一氧化碳组分可采用本标准规定的 方法进行检测。 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 1 GB/T13610—2020 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/T28766天然气分析系统性能评价 3方法提要 具有代表性的天然气样品（以下简称气样）和已知组成的标准混合气（以下简称标准气），在同样的 向，获得一组不规则的峰，这组重组分可以是Cs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，计算获得气样的相应组成 天然气中较重组分的补充分析方法见附录A。 4试剂与材料 4.1载气 4.1.1氨气或氢气 氢气或氮气纯度不低于99.99%。 4.1.2氮气或氩气 氮气或氩气纯度不低于99.99%。 4.2 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/T5274.1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质。 标准气的所有组分应处于均匀的气态。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1/2。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1/2，也不大于该组分浓度的2倍。标准气中 组分的最低浓度宜不小于0.1%。 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 进样系统 应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0.25mL～2mL，内径2mm。如果内径小于 2mm，定量管应带加热器。 对于在真空下的进样，可选用图1所示的管线排列， 2 GB/T13610—2020 压力表 样品进样阀 针阀 载气 真空计 到真空泵 到色谱柱 口 样品瓶 图1用于真空下进样的管线排列 5.3柱温控制 恒温操作时，柱温保持恒定，其变化应在0.3℃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。 5.4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。 5.5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。 5.6色谱柱 5.6.1一般要求 色谱柱的材料对气样中的组分应呈惰性和无吸附性，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。色谱柱的排列参见附录B。 5.6.2 吸附柱 应能完全分离氧、氮、甲烷和一氧化碳，分离度R应大于或等于1.5，分离度按式（1)计算。图2和 图3是采用吸附柱获得的一例典型色谱图。 R=2(tz-ti)/(W2+W) .(1) 式中： t一一在相邻的两个峰中，第1个色谱峰的绝对保留时间，单位为秒(s)； 一第2个色谱峰的绝对保留时间，单位为秒（s)； t2 Wi—一第1个色谱峰的峰宽，单位为秒(s)； W2——相邻的第2个色谱峰的峰宽，单位为秒(s。 3 GB/T13610—2020 3 2 八 t/min 5 4 2 说明： 1——氧； 2——氮; 3——甲烷。 色谱条件： 色谱柱：13X分子筛，0.25mm~0.18mm（60目80目）； 柱长：2m； 载气：氢气，30mL/min； 进样量：0.25mL。 图 2 2分离氧、氮和甲烷的典型色谱图 12 4 6 8 /min 说明： 1——甲烷； 一氧化碳。 色谱条件： 色谱柱：13X分子筛，0.18mm~0.15mm（80目100目）； 柱长：3m； 载气：氢气，30mL/min； 进样量：0.25mL。 图3分离甲烷和一氧化碳的典型色谱图 4