天然气检测技术创新研究

【摘要】本文应用现有的Agilent 6890 plus、Agilent 3000A气相色谱分析系统，实现对天然气外销气、内部计量点天然气、伴生气以及与处理厂之间原料气等不同气质天然气的快速准确检测。在遵守法规和确保仪器安全的条件下，合理选择检测系统，优化技术参数，提高天然气检测的准确度。中原油田分公司天然气产销厂通过一年多的实践证实了本次创新研究对天然气外销气、内部计量点天然气、伴生气以及与处理厂之间原料气等不同气质天然气的快速准确检测，使输差得到了有效控制，避免了不必要的经济损失。

【关键词】天然气检测技术 Agilent 6890 plus Agilent 3000A 创新研究

目前，现有气体检测设备Agilent 6890 plus、Agilent 3000A气相色谱分析系统广泛用于天然气外销气、伴生气、原料气的检测分析。两种设备检测方法有所区别，在实际应用中各有优缺点，选择适合的检测手段对不同气质的天然气进行检测分析，有利于提高天然气检测的准确度。

1 Agilent 6890 plus气相色谱分析系统

中原油田分公司天然气产销厂引进的Agilent 6890 plus气相色谱分析系统采用3阀4柱，双通道、双检测器，系统利用电子模块控制气路的压力和流量，使气路压力、流量更稳定更精确。FID和 TCD 检测器的灵敏度很高，线性、稳定性好。系统内两个定量管串联，实现一次进样，两个检测器同时进行检测，TCD检测器检测CH4、CO2、C2H6、N2，FID检测C3～C10组分，两个检测器同时独立工作，消除了相互间的干扰，检测结果准确、重复性好。该系统检测数据的重复性、再现性符合GB/T13610-2003《天然气的组成分析 气相色谱法》标准的要求。

1.1 存在的问题

该系统主要用于外销天然气、内部计量点天然气检测，由于Agilent 6890 plus 气相色谱仪体积较大，只适合室内分析天然气样品。离线色谱分析系统需要人工到现场采集样品，送回实验室检测。由于外界环境温度通常低于管线温度，所以相对密度检测结果偏低，只能将Agilent 6890 plus气相色谱仪应用于相对密度较低、重组分较少的外销商品天然气检测。1.2 改进措施

为了更大限度提升检测的准确度，针对离线色谱分析系统存在样品气受环境温度影响较大的问题，我们在应用中做了以下改进：

1.2.1？两措施确保样品气反映真实气体的气质

一是为了确保样品的代表性，实行专瓶专用，按标准要求反复吹扫，在采样瓶出口处加装排气尾管。二是为确保采样瓶的天然气与管道气体温度一致，采用水浴加热法。

1.2.2？建立不同的检测方法，确保标准气与样品气气质一致

针对伴生气、气井气、干气中组分浓度的不同，技术人员配制了不同浓度的标气。在原化学工作站的基础上，研究组经过讨论分析，由原来的一种检测方法分类建立三种检测方法。

1.2.3？增加校准频次

技术人员通过多次测定已知组分浓度的标准气面积求得多个校正因子，再利用自动平均功能而获得稳定的平均校正因子，减小了系统误差和偶然因素对测定结果所造成的不良影响，使分析结果准确性大大提高。

1.2.4？用空气源代替氮气进行吹扫

用空气源代替氮气进行吹扫，可以降低氮气残留对检测结果的影响，再通过适当增加样品气吹扫管路的时间，完全可以消除氮气残留的影响，提高了检测结果的准确度。

2 Agilent 3000A 便携式气相色谱分析系统

Agilent 3000A便携气相色谱分析系统采用双通道双TCD检测器，内置载气钢瓶和24V直流可冲电池电源，配置专用数据采集、处理软件，增加了样品加热处理装置。其自动化程度非常高，结构设计合理，便于携带，无需长时间预热，分析检测速度极快，分析CH4-C10H22样品天然气只需要6分钟，特别适用于现场移动检测气质。

2.1 存在的问题

Agilent3000A气相色谱分析系统的应用，重点在于在遵守法规和确保仪器安全的条件下如何提高天然气的相对密度值。由于相对密度和气量之间存在着这样的关系：

这是因为，相对密度和气量之间存在着这样的关系：

气量与相对密度倒数的方根成正比，即气体的相对密度越大，气量越小；气体相对密度越小，气量越大。根据经验，一般相对密度值每相差1%就会影响0.5%气量输差，造成伴生气相对密度检测值低于气体的实际相对密度。2.2 改进措施

为了最大限度的提高天然气检测相对密度值的准确性，在应用过程中，我们做了以下改进：

2.2.1？改装车载车辆，对进样系统加热、保温

正常情况下，对伴生气而言，加热与不加热的样品气相比，加热过的气体相对密度检测值高出0.5%左右，如果采样时遇到一股带液量大的气体，相对密度检测结果在样品气加热状态下检测值偏高，大大提升了伴生气检测密度值的准确性，这种方法应用于伴生气交接计量点，可从集输系统气量计量源头上避免了计量输差的产生。

2.2.2？优化分析参数，最大限度提高天然气相对密度

技术人员创建了A N A1、A N A2、ANA3、ANA4四种方法，使每种方法的色谱柱温度均不相同，ANA3方法120℃的柱温有利于重组分脱吸，从而使相对密度值增加，而降低Plot U柱温，由70℃降到65℃，可使得N2与CH4完全分离，避免N2被误当作CH4定量，使样品相对密度偏小，这对提高检测的重复性和准确定量起到了非常关键的作用。2.2.3？现场快速分析样品，提高机动能力，减少输差损失

由于Agilent 3000A检测速度快，ANA3方法分析只要5分钟，不需要长时间预热，有效避免了个别采油厂利用检测过程时间长，期间进行流程调整切换作弊的行为。而技术人员在有限的时间内可以多检测几次管道天然气样品，排除异常值，取相对密度较高的数据作为本月该计量点的分析结果用于计量交接。

3 结论

根据天然气气质的不同分别采用Agilent 6890 plus、Agilent 3000A气相色谱分析系统对外销商品天然气、内部计量点天然气、伴生气以及与处理厂之间原料气等不同气质天然气进行检测，符合生产实际情况的要求，在此基础上，加强对老仪器维护保养，合理安排伴生气现场分析时间等措施，确保了检测结果的准确性。

参考文献

[1] Agilent 6890 plus气相色谱仪中英文说明书.美国安捷伦公司生产

[2] GC3000A中英文工作站软件