ICS75.060 SY E24 备案号：57738—2017 中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T7507—2016 代替SY/T7507-—1997 天然气中水含量的测定 电解法 Determination of water content in natural gas - Electrolytic method 2016-12—05发布 2017-05—01实施 国家能源局 发布 SY/T75072016 目 次 前言 范围 规范性引用文件 2 试验原理 3 4 试剂和材料 5 仪器 试验方法 6 允许差 结果表述 附录A（资料性附录） 101.325kPa，20℃下气体的水露点与水含量的对照表 SY/T7507—2016 前言 本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。 本标准代替SY/T7507—1997《天然气中水含量的测定电解法》。 本标准与SY/T7507—1997相比，主要技术变化如下： 在范围中增加了“不含有与五氧化二磷发生除吸湿以外的各种反应的物质如乙二醇、氨等的 天然气”（见第1章） 增加了规范性引用文件（见第2章） 增加了试验原理（见第3章）； 在试剂和材料中删除了非必须的试剂和材料（见第4章）： 删除了原标准中的试验准备（见1997年版的第5章）： 删除了原标准中的仪器量程、测量精度、电解池结构、工作条件，并补充了“现场使用的水 分仪，电源必须满足现场防爆等级的要求”（见第5章，1997年版的第4章）； 删除了原标准中的测定步骤，增加了试验方法（见第6章，1997年版的第6章）； 在结果表述中增加了“取同一操作者连续两次不超过表1规定数值的测定结果的平均值作为 报出数据”，“天然气在工况压力下的水露点应采用GB/T22634计算”（见第8章）。 删除了原标准第9章。 本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 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：中国石油西南油气田分公司天然气研究院、聚光科技（杭州）股份有限公司、 中国石油华北油田分公司、石油工业天然气质量监督检验中心、中国石油天然气质量控制与能量计量 重点实验室。 本标准主要起草人：何斌、李鹰、韩敬、梅永贵、迟永杰、鲁春。 学兔兔ww.bzfsw.con SY/T7507-2016 天然气水含量的测定 电解法 1范围 本标准规定了采用电解法测定天然气中水含量的方法。 本标准适用于水体积分数（）小于4000×10-，及不含有与五氧化二磷发生除吸湿以外的各种 反应的物质如乙二醇、氨等的天然气，天然气在无凝液和总硫含量小于500mg/m时，不干扰测定。 警告：本标准不涉及与其应用有关的安全问题。在使用本标准前，使用者有责任制订相应的安全 和保护措施，并明确其限定的适用范围。 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 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/T13609天然气取样导则 GB/T22634天然气水含量与水露点之间的换算（GB/T22634—2008，ISO18453:2004，MOD） 3试验原理 用涂敷了磷酸的两电极形成一个电解池，在两电极间施加一直流电压，气体中的水分被池内作为 吸湿剂的五氧化二磷膜层连续吸收，生成磷酸，并被电解为氢和氧，同时五氧化二磷得以再生。当吸 收和电解达到平衡后，进人电解池的水分全部被五氧化二磷膜层吸收，并全部被电解。若已知环境温 度、环境压力和样气流量，根据法拉第电解定律和气体定律可推导出水的电解电流与样气湿度之间的 关系为公式（1）： 1-QpT.F0x10- 3p,TV (1) 式中： 一参比温度，单位为开尔文（K），T=273.15K； F. 电量，单位为库伦（C），F=96485C， 一标准大气压，单位为千帕（kPa)，P=101.325kPa； Po- 水的电解电流，单位为微安（μA）： 0- 一样气流量，单位为毫升每分钟（mL/min）： 一样气水含量的体积分数，10； 环境压力，单位为帕（Pa）； 环境的绝对温度，单位为开尔文（K）： 一标准状态下样气的摩尔体积，单位为升每摩尔（L/mol）。 学兔兔wwwbzfsu.con SY/T7507—2016 由公式（1）可见，电解电流与水蒸气的浓度成正比，因此可通过测量电解电流来测量样气的水含 量。在标准大气压和20条件下，理想气体以100mL/min的流量流经电解池，当样气水含量的体积 分数为1×10°时，由公式（1）计算出水的电解电流为13.4μA。 4试剂和材料 试剂和材料包括： a）高纯氮气，99.99%（体积分数）： b）减压阀； c）不锈钢管：Φ3mm×0.5mm； d）秒表：分辨率不低于0.1s， e）空盒气压表：测量范围800hPa1060hPa，测量不确定度不大于2.0hPa； f）皂膜流量计：测量不确定度不大于1%。 5仪器 满足下列要求的任何电解式水含量分析仪均可使用： a）有调节测试流量和旁通流量的装置， b）仪器气路系统应无死体积，或死体积应尽量小； c）仪器气路系统应无泄漏， d）当样品气水含量（以体积分数表示）大于5×10°时，仪器指示值上升（或下降）达到已知气 体湿度的63%（或37%）所需的时间不大于5min e）电解池的吸收效率应大于98% f）现场使用的水分仪，电源应满足现场防爆等级的要求。 6试验方法 6.1采样 应按GB/T13609的规定对管输天然气进行取样，取样管线应采用不锈钢管线，并尽量短。在高 压取样时，应使用减压阀，使样品压力达到仪器的测量压力。应使样品温度高于水露点温度2℃，以 防止样品中的水分在取样管线和分析仪中凝析。在低温环境中建议加热和保温管线。 为防止天然气中的粉尘、液态烃等杂质污染仪器的电解池，应在仪器电解池之前配备过滤器，将 杂质除去。 6.2测定 6.2.1 测定方法和测定前的准备应按仪器说明书的要求进行。 6.2.2 仪器测量前本底值越低越好，必要时可采用高纯氮气吹扫仪器和管线，以降低本底值。 6.2.3在测定时应把仪器的测量流量调节到仪器说明书规定的温度和压力下的流量。 7允许差 同一操作者两次连续测定结果之差不得超过表1规定的数值。 2 学兔兔wwbzfs.con SY/T7507-2016 表1允许相对误差 水体积分数中 允许相对误差（以较小测得值为基准） 10-6 % ≤100 10 >100 5 8 结果表述 测得的水含量为体积分数（10），取同一操作者连续两次不超过表1规定数值的测定结果的平均 值作为报出数据。 由附录A中可查得相应的101.325kPa，20C下的露点温度值和质量浓度（g/m）值。天然气在工 况压力下的水露点应采用GB/T22634计算。 学兔兔wwbzfsw.con SY/T7507—2016 附 录A （资料性附录） 101.325kPa，20℃c下气体的水露点与水含量的对照表 20℃下气体的水露点与水含量的对照表见表A.1。 101.325kPa， 表A.1 101.325kPa, 20℃下气体的水露点与水含量的对照表 露点温度 体积分数中 质量浓度 露点温度 体积分数 质量浓度 10- g/m C 10- g/m 80 0.5409 0.0004052 48 49.67 0.03721 79 0.6370 0.0004772 47 56.05 0.04199 78 0.7489 0.0005610 46 63.17 0.04732 -77 0.8792 0.0006586 45 71.13 0.03528 76 1.030 0.0007716 44 80.01 0.05994 75 1.206 0.0009034 43 89.91 0.06735 74 1.409 0.001055 42 100.9 0.07558 73 1.643 0.001231 41 113.2 0.08480 72 1.913 0.001433 40 126.8 0.09499 71 2.226 0.001667 39 142.0 0.1064 OL 2.584 0.001936 8E- 158.7 0.1189 69 2.997 0.002245 37 177.2 0.1327 68 3.471 0.002600 36 197.9 0.1482 67 4.013 0.003006 35 220.7 0.1653 66 4.634 0.003471 34 245.8 0.1841 65 5.343 0.004002 33 273.6 0.2050 64 6.153 0.004609 32 304.2 0.2279 63 7.076 0.005301 31 333.0 0.2532 62 8.128 0.006089 30 375.3 0.2811 61 9.322 0.006983 29 416.2 0.3118 60 10.68 0.008000 28 461.3 0.3456 59 12.22 0.009154 27 510.8 0.3826 58 13.96 0.01046 26 565.1 0.4233 57 15.93 0.01193 25 624.9 0.4681 56 18.16 0.01360 24 690.1 0.5170 55 20.68 0.01549 23 761.7 0.5706 54 23.51 0.01761 22 840.0 0