Tải về định dạng Word (97KB) Tải về định dạng PDF (3.7MB)

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3757:1983 về Khí thiên nhiên - Phương pháp xác định hàm lượng hyđrocacbon bằng sắc ký khí do Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật Nhà nước ban hành

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 3757 - 83

KHÍ THIÊN NHIÊN - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HYDROCACBON BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ

Natural gas - Method for the determination of hydrocacbon components by gas chromatography

1. Nguyên tắc của phương pháp

Phương pháp được tiến hành dựa trên nguyên tắc tách các cấu tử hydrocacbon trong khí thiên nhiên bằng máy sắc ký khí sau đó đem so sánh với các cu tử tương ứng của các hỗn hợp chuẩn đã biết trước thành phn và cũng được tách ở các điều kiện phân tích như mẫu thực. Các hydrocacbon nặng của khí thiên nhiên được tập hợp lại trong những pic không cân đối bằng cách đi ngược chiều trực tiếp của khí mang đ tạo thành các pic khí nặng ở cuối. Hàm lượng của các cấu tử được xác định nhờ so sánh chiu cao của pic và diện tích pic.

2. Dụng cụ, vật liệu và thuốc thử

2.1. Dụng cụ, vật liệu.

Máy sắc ký khí GCHF 18 - 3 hoặc các máy sắc ký khác cn thỏa mãn các điều kiện k thuật sau :

Detectơ (detectơ ion hóa ngọn lửa hoặc detec dn nhiệt) phi có độ nhạy thích hp để tạo ra một pic có chiều cao trên máy tự ghi thấp nhất là 20 mm cho mu 0,5 ml chứa 1% n-butan trong các điu kiện phân tích;

Máy tự ghi. Băng biu đ của máy tự ghi phải là loại 10 mV hoặc nhỏ hơn. Thời gian cân bằng cực đại cho toàn băng là 2 giây và tốc độ băng giy tối thiu đạt 2 mm/phút.

Thang nhạy. Gia tăng từng bước thang nhạy của máy phải bảo đảm cho pic cực đại máy tự ghi. Thang nhạy phải chính xác đến 0,5.

Bộ điều khin nhiệt độ. Cột phân tích phi được gi nhiệt độ không đi (sai lệch cho phép không quá 0,3o C) trong quá trình phân tích mẫu thật và mẫu chun, bộ điu khin nhiệt độ phải thỏa mãn được điều kiện trên.

Hệ thống bơm mẫu. Hệ thống van bơm mu bảo đảm đưa các c mẫu 0,25; 0,5; 1,0 1,5; 2 và 2,5 ml. Th tích mẫu đưa vào phải lặp lại trong các ln bơm mẫu liên tiếp nhau. Độ sai lệch giữa hai ln bơm mẫu ch được phép là 1 mm (theo chiều cao của pic) hoặc là 1% (theo diện tích pic). Riêng mu để phân tích hexan và các cu tử nặng hơn phải cho vào các th tích cố định hay từ các ống có đường kính lớn hơn 5 mm.

Cột phân tích (cột tách). Cột tách có kh năng tách được các cu tử từ mêtan đến n.pentan. Bút tự ghi phi tr lại đường cơ bản giữa hai khe pic nối tiếp nhau. Đối với các cu tử được tách sau propan, bút tự ghi ch được lệch 1% so với toàn b dải bảng được đo ở thang nhạy nht của máy. Đảm bo cho phép phân tích kết thúc trong vòng 48 phút. K c việc đo dòng khí mang chi tiết, chun bị cột phân tích xem trong phụ lục 1 của tiêu chuẩn này.

2.2. Thuốc thử

Khí mang và khí phụ trợ (có th là hydrô, nitơ và không khí nén). Lưu lượng của các khí này khi cho máy phi n định, cho phép thay đi không quá 1% trong suốt quá trình phân tích.

Cht làm khô (pentoxit phốt pho, canxi clorua được chuẩn bị như phụ lục 2 của tiêu chun này.

Chất chuẩn. Chun bị hỗn hợp chuẩn xem trong phụ lục 3 của tiêu chun này.

3. Chuẩn bị phân tích

3.1. Chun bị điều kiện phân tích

Vận hành thử máy GCHF 18 - 3

Cột phân tích bằng thép không gỉ dài 3 m, đường kính trong 3 mm được nhồi đy gạch chịu lửa có kích thước hạt 0,15 - 0,25 mm tm 20 % n-hexadecan; nhiệt độ cột phân tích 55oC; lưng mu thử 0,25 ml hoặc 0,5 ml; tốc độ băng giấy 600 mm/ giờ

3.2. Thể tích mẫu phân tích

Th tích mu phân tích được đưa vào máy là 0,25 ml hoặc 0,5 ml.

3.3. Lắp cột phân tích vào máy, điều chnh các điều kiện vận hành ca máy đúng với các điều kiện phân tích. Sau khi chạy thử thấy đường cơ s đã n định và máy hoạt động bình thường tiến hành bơm mẫu chun vào máy đ thử độ vận hành của máy. Độ lp lại phi bảo đảm không thay đi quá 1 mm theo chiều cao hoặc 1% theo diện tích của pic.

4. Chuẩn bị mẫu và đưa mẫu vào máy phân tích

4.1. Nếu các mẫu thử có cha khí hydro sunfua (H2S) phải loại bỏ khí này.

4.2. Tạo nhiệt độ cho bình chứa mẫu bằng hoặc cao hơn nhiệt độ khi nạp mẫu. Nối van ra của bình chứa mẫu với van bơm mẫu của máy sắc ký khí bằng cácng kim loại hoặc ống thủy tinh ngắn. Trường hp cn xác định thật chính xác hexan và các cấu tử nặng hơn và mẫu chưa được làm khô phải lắp ống làm khô ở giữa bình cha mẫu và buồng m mẫu của máy sắc ký khí. Không nên dùng ng ni bng cao su.

4.3. M van vào của bộ phận bơm mẫu và đy mu đi qua. Nối đầu thoát ra của mẫu phân ch bộ phận bơm mẫu với ng chứa nước phía dưới để quan sát mức độ lưu lượng mẫu. Điu chỉnh lưu Iượng hợp với 1, 2 giọt trong một giây. Giữ tốc độ như vậy trong 3 phút để cho không k trong ống nối và các bộ phận khác bị đuổi hết ra. Điu chỉnh đường cơ sở của máy tự ghi hợp với điểm O ca băng giấy bơm mẫu vào máy. Nếu bình đựng mẫu không đủ áp suất tự đy được mu vào bộ phận bơm mẫu, có thể dùng thủy ngân hoặc nước mui bão hòa đã axit hóa (pH = 3) để đẩy mẫu vào bộ phận bơm nạp. Có th dùng khí mang đ đưa mẫu vào, phải giữ áp sut n định khi phân tích mẫu chun cũng như phân tích mẫu thực.

5. Xây dựng đường chuẩn

Các mẫu chuẩn của từng cu tử khác nhau được pha ở các nồng độ khác nhau (như quy định phụ lục 3 của tiêu chun này) được bơm lầnợt từ mẫu có nồng độ thấp đến mẫu nồng độ cao. Trên máy, đo chính xác chiều cao h hoc din tích của từng nồng độ khác nhau của cu tử. Vẽ đường chuẩn của từng cấu tử ở các thang nhạy khác nhau trên giấy milimét. (Đường chun này biu thị mối tương quan giữa chiều cao hay diện tích của cu tử với phần trăm th tích).

6. Phân tích các cấu tử hydro cacbon trên cột tách n-hexadecan

Bơm mẫu vào máy sắc ký khí, khi nhận được sắc đồ đến n-pentan thì đảo ngược chiều khí mang (nếu hexan và các cấu tử nặng khác cần được xác định).

Điều chỉnh thang nhạy của máy sao cho píc của từng cu tử có chiều cao cực đại trên băng giấy. Kết thúc phân tích khi hexan và các cấu tử nặng hơn ra khỏi cột và bút tự ghi tr về đường cơ sở.

Chú thích :

1. Vic đảo cột khí mang có th thực hiện sau khi n-butan được tách khỏi cột nếu không cần xác định chi tiết các cấu t nặng hơn từ C5 tr lên.

2. Nếu trong trưng hp mêtan hay êtan trong mu có nồng độ ln hơn 10% th tích thì píc nhận được s vượt thang, có th ly kết qủa mêtan cột tách oxy, hyđro ở zeolit 5A, hoặc cũng có th pha loãng mẫu bằng không khí, Sau đó tính phân trăm th tích của mêtan và êtan theo hệ số pha loãng ca propan giữa hai mu trước và sau khi pha loãng.

3. Trước khi phân tích mẫu thật, ngoài vic kiểm tra độ lặp lại của máy, cn tiến hành kim tra độ n định của y bng cách phân tích một mẫu chuẩn đã biết trước nng độ. Sau đó so sánh chiều cao hoặc din tích của mẫu chuẩn này với đưng chun đã được thiết lập. Nếu thấy có sự sai lch đáng kể phi kim tra lại các điu kiện vận hành của máy.

7. Tính toán kết quả

7.1. Đo chiều cao hay diện tích của các cu tử, hiệu chnh đ đưa về cùng thang nhạy với đường chun tương ứng đã có. So sánh tng cấu tử với đường chun tương ứng và đọc trực tiếp nồng độ của từng cu tử.

7.2. Tính toán kết quả của các cấu tử sau khi đảo ngược dòng khí mang.

Do diện tích hexan và các cấu tử nặng hơn. Thực hiện hiệu chỉnh các kết quả này. Sau đó lấy diện tích đã hiệu chỉnh so sánh với đường chun và đọc được các giá trị của chúng.

8. Đánh giá kết quả

8.1. Sai lệch cho phép giữa hai lần xác định song song không vượt quá các giá trị trong bảng 1

Bảng 1

Cu tử (% th tích)

Sai lệch cho phép, %

Từ 0 đến 1

0,05

Lớn hơn 1 đến 5

0,07

» 5 » 25

0,15

» 25

0,40

C6 các phn nặng hơn

5 % theo tng số

8.2. Sai lệch cho phép của các kết quả xác định song song giữa hai phòng thí nghiệm không vượt quá các giá trị trong bảng 2

Bảng 2

Cu tử (% th tích)

Sai lệch lớn nhất, %

Từ 0 đến 1

Lớn hơn 1 đến 5

» 5 » 25

Lớn hơn 25

C6 các phn nặng hơn

0,06

0,10

0,20

0,60

10% tổng số

 

PHỤ LỤC 1

CHẾ TẠO CỘT PHÂN TÍCH N - HEXADECAN

1. Rửa sạch cột thép không gỉ dài 3m đường kính trong 3 mm bằng nước ct. Sau đó rửa lại bằng axêtôn ri làm khô bằng cách thi không khí khô và sạch qua cột.

2. Sấy khô 20 g gạch chịu lửa có c hạt từ 0,15 - 0,25 mm trong tủ, sấy ở nhiệt độ 3500 C trong 6 giờ. Sau đó làm nguội trong nh hút m.

3. Cân 5g n - hexadexan (loại tinh khiết dùng cho sắc ký khí). Cho n - hexadecan vào cốc dung tích 250ml rồi thêm vào đó 60 ml clorofom tinh khiết phân tích. Rửa cốc đựng n - hexadecan nhiều lần bằng clorofom. Khuấy đều hỗn hp sau đó đ t từ 20 g gạch chịu lửa đã hoạt hóa vào cc đựng dung dịch, vừa đ vừa dùng đũa thủy tinh khuấy. Đ cách điện hn hợp ở nhit độ phòng đến khi nhận được gạch chịu lửa khô. Đem sấy tiếp hỗn hợp nhiệt độ 55°C trong 2 giờ. Đặt vào bình hút m đ làm nguội.

4. Bịt đầu cột thép đã rửa sạch theo điều 1 bng bông thủy tinh dầy khoảng 0,5 cm và một lưới đồng ngoài, đu này được ni với một máy hút chân không qua một bình bo him. Đầu còn lại của cột được lắp với một ống nạp cột hay một phễu thủy tinh nhỏ. Khẽ đổ gạch chịu lửa đã tm n - hexadecan vào ống nạp mẫu hoặc thủy tinh. Mở máy hút chân không, gõ nhẹ cột liên tục (nếu có máy rung, lắp cột vào máy rung) trong suốt quá trình nạp cột

 

PHỤ LỤC 2

CHUẨN BỊ CHẤT LÀM KHÔ

Trộn những viên bi thủy tinh nhỏ ( đường kính 0,5 - 0,3 cm) với bột pentoxit phốt pho trong cốc sứ. Nạp đầy những hạt này vào ống thủy tinh có chiều dài 10 cm, đường kính 0,5 ÷ 0,6 cm rồi bịt hai đầu ống bằng 1 lớp bông thủy tinh.

Lắp ống vào vị trí để làm khô mẫu. Thay ống làm khô khác khi thấy 1/2 ống làm khô bị chảy rửa ( hiện tượng thủy tinh hóa)

Nếu dùng canxi clorua (CaCl2) thay cho pentoxit phốt pho, chọn các hạt canxi clorua có kích thước từ 2 ÷ 3 cm và chuẩn bị giống như trên.

 

PHỤ LỤC 3

PHA MẪU CHUẨN

Pha các chất chuẩn có các nồng độ khác nhau trong các chai có th tích 350 - 500 ml theo cách sau: Dùng 2 buret, một có dung tích 50 ml và một có dung tích 250 ml. Các buret này đều có khóa 3 chiu - một đầu và đầu kia ni với bình thăng bằng và được lắp theo hình 1 (xem phụ bản). Buret nhỏ dùng để định mức chính xác các th tích khí chun gốc và khí nitơ (N2). Dùng bình thăng bằng của buret nhỏ bằng chính hn hợp khí ở buret lớn. Dùng bình thăng bằng buret lớn đẩy hỗn hợp khí chuẩn vừa pha được vào một chai đựng đầy nước muối bão hòa đã axit hóa.

Bảng 3 là một đin hình về các th tích khí cn thiết để pha dãy chất chuẫn cho cu tử propan.

Bảng 3

Thể tích khí C3H6 chuẩn, ml

Thể tích khí N2, ml

Nồng độ, % V

25,3

225

10,0300

50,7

200

8,0400

24,6

228

0,9830

12,4

232

0,5120

25,3

225

0,2060

25,4

225

0,0997

25,9

225

0,0610

 

Tìm kiếm

Thông tin Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN3757:1983
Loại văn bảnTiêu chuẩn Việt Nam
Số hiệuTCVN3757:1983
Cơ quan ban hành
Người ký***
Lĩnh vựcCông nghiệp
Ngày ban hành30/03/1983
Ngày hiệu lực...
Ngày công báo...
Số công báoCòn hiệu lực
Tình trạng hiệu lựcKhông xác định
Cập nhật14 năm trước