声明

本文是学习GB-T 33445-2016 煤制合成天然气. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们

1 范围

本标准规定了煤制合成天然气的适用范围,术语和定义,技术要求,检验规则,试验方法,输送、标

志、储运及使用。

本标准适用于以煤为原料制取的合成天然气,包括以焦炉煤气、兰炭尾气、炼钢高炉煤气等经过甲

烷化工序处理后制取的合成天然气。通常采用管道输送或压力容器储运。

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/T 11062 天然气 发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法

GB 12268 危险货物品名表

GB/T 13609 天然气取样导则

GB17258 汽车用压缩天然气钢瓶

GB/T 17283 天然气水露点的测定 冷却镜面凝析湿度计法

GB/T 18204.2 公共场所卫生检验方法 第2部分:化学污染物

GB 19158 站用压缩天然气钢瓶

GB/T 22634 天然气水含量与水露点之间的换算

GB/T 27893 天然气中颗粒物含量的测定 称量法

GB/T 28727 气体分析 硫化物的测定 火焰光度气相色谱法

GB 50028 城镇燃气设计规范

GB 50183 石油天然气工程设计防火规范

GB 50251 输气管道工程设计规范

JJG 700 气相色谱仪检定规程

JT 617 汽车运输危险货物规则

TSG R0004 固定式压力容器安全技术监察规程

TSG R0005 移动式压力容器安全技术监察规程

TSG R0006 气瓶安全监察规程

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

煤制合成天然气 coal-based synthetic natural
gas;SNG

以煤为原料制取的以甲烷为主要成分的合成燃气,包括以焦炉煤气、兰炭尾气、炼钢高炉煤气等经

过甲烷化工序后制取的以甲烷为主要成分的合成燃气。

GB/T 33445—2016

4 技术要求

4.1
煤制合成天然气按高位发热量、氢含量、二氧化碳含量分为一类、二类和三类。

4.2 煤制合成天然气的技术指标应符合表1的规定。

4.3
在满足国家有关安全卫生等标准的前提下,对于3个类别之外的煤制合成天然气,供需双方可用
合同或协议来确定其具体要求。

1 煤制合成天然气技术指标

项 目

一类

二类

三类

高位发热量"/(MJ/m³) ≥

35.0

31.4

31.4

氢(H₂)含量"(摩尔分数)/10-2 ≤

3.5

5

供需商定

二氧化碳(CO₂)含量(摩尔分数)/10-2 ≤

2.0

3.0

供需商定

硫化氢(H₂S)含量“/(mg/m³) ≤

1

一氧化碳(CO)含量"(摩尔分数)/10-2 ≤

0.15

氨(NH₃)含量“(摩尔分数)/10-6 ≤

50

固体颗粒/(mg/m³) ≤

1

水露点b,c/℃

在交接点压力下,水露点应比输送条件下最低环境温度低5℃

本标准中气体体积的标准参比条件是101.325 kPa,20℃。

在输送条件下,当管道管顶埋地温度为0℃时,水露点应不高于-5℃。

进入输气管道的煤制合成天然气,水露点的压力应是最高输送压力。

5 检验规则及取样

5.1 检验项目

煤制合成天然气的高位发热量、氢含量、二氧化碳含量、水露点以及在型式检验中发现的不合格或

边缘值项目为出厂检验项目。

5.2 管输煤制合成天然气

稳定生产的管输煤制合成天然气应每8 h
抽样检验一次,当检验结果有任何一项指标不符合本标
准相应类别的技术要求时,则按下一类的技术要求再次检验,直至第三类产品的技术要求;同时追溯上

一级门站的检验结果,直至生产企业。如再次检验仍不符合,可由供需双方协商解决。

管道输送的煤制合成天然气的取样应按GB/T 13609
执行,取样点应在合同规定的天然气交接点。

5.3 压缩煤制合成天然气

压缩煤制合成天然气应组批进行检验, 一个操作班每天不应少于1批。
一个批次抽取一份样品进
行检验。当检验结果有任何一项指标不符合本标准相应类别的技术要求时,则降级再次检验,直至第三
类产品的技术要求;如仍不符合,则判该批产品不合格。供需双方协商解决不符合指标的合成天然气

产品。

压缩煤制合成天然气的取样应按GB/T 13609 执行,取样点由供需双方商定。

GB/T 33445—2016

6 试验方法

6.1 组分测定与高位发热量的计算

煤制合成天然气高位发热量的计算按 GB/T11062 执行,推荐采用附录 A
规定的方法测定煤制合
成天然气的组分。允许采用其他等效的方法测定煤制合成天然气的组分。当测定结果有异议时,附录

A 规定的方法为仲裁方法。

6.2 氢含量的测定

推荐采用附录 A
规定的方法测定煤制合成天然气中氢含量。允许采用其他等效的方法测定煤制

合成天然气中氢含量。当测定结果有异议时,附录A 规定的方法为仲裁方法。

6.3 硫化氢含量的测定

按GB/T
28727规定的方法测定煤制合成天然气中硫化氢含量。允许采用其他等效的方法测定煤

制合成天然气中硫化氢含量。当测定结果有异议时,GB/T 28727
规定的方法为仲裁方法。

6.4 一氧化碳、二氧化碳含量的测定

推荐采用附录 A
规定的方法测定煤制合成天然气中一氧化碳、二氧化碳含量;当附录 A 规定的方
法无法检出时,推荐采用附录B
规定的方法。允许采用其他等效的方法测定煤制合成天然气中一氧化

碳、二氧化碳含量。当测定结果有异议时,本标准规定的方法为仲裁方法。

6.5 氨含量的测定

推荐采用附录C
规定的方法测定煤制合成天然气中氨含量。允许采用其他等效的方法测定煤制

合成天然气中氨含量。当测定结果有异议时,附录 C 规定的方法为仲裁方法。

6.6 固体颗粒含量的测定

按GB/T 27893
规定的方法测定煤制合成天然气中固体颗粒含量。允许采用其他等效的方法测定

煤制合成天然气中固体颗粒含量。当测定结果有异议时,GB/T 27893
规定的方法为仲裁方法。

6.7 水露点的测定

按GB/T17283
规定的方法测定煤制合成天然气中水露点,对于在已知压力下的水露点,可按
GB/T 22634
将其换算到其他压力下的水露点。允许采用其他等效的方法测定煤制合成天然气水露

点。当测定结果有异议时,GB/T 17283 规定的方法为仲裁方法。

7 输送、标志、储运及使用

7.1 输送、标志及储运

7.1.1 煤制合成天然气在输送和使用过程中应执行 GB12268 、JT 617 、TSG
R0004 、TSG R0005 的 相
关规定,遵守《危险化学品安全管理条例》《特种设备安全监察条例》等国家和当地的安全法规。

7.1.2 煤制合成天然气在长输管网输送过程中应满足GB50028 、GB50183 、GB
50251 的有关规定。煤

制合成天然气在管道混输前应在管网上标出"SNG"。

7.1.3 压缩煤制合成天然气的储存容器应符合 TSG
R0006、《气瓶安全监察规定》的有关规定。压缩煤

GB/T 33445—2016

制合成天然气钢瓶应符合 GB17258 和 GB19158 的相关规定。

7.2 使用

7.2.1 在煤制合成天然气交接点的压力和温度条件下,应不存在液态烃。

7.2.2 煤制合成天然气中固体颗粒含量应不影响天然气的输送和使用。

7.2.3
作为城镇燃气的煤制合成天然气,应具有可以察觉的臭味。燃气中加臭剂的添加应符合
GB 50028 的规定。

GB/T 33445—2016

A

(规范性附录)

煤制合成天然气组分含量的测定

A.1 仪器

采用配备热导检测器+氢火焰离子化检测器的气相色谱仪。

检测限(以甲烷计):热导检测器为100.0×10-⁶
(摩尔分数),氢火焰离子化检测器为1.0×10⁻ 5(摩

尔分数)。

A.2 原理

采用多维色谱和三阀四柱切换技术的色谱流程,运用气相色谱法定性、定量分析样品中的目标

组分。

A.3 测定条件

A.3.1 载气:高纯氩,流量参照相应的仪器说明书。

A.3.2
辅助气:高纯氢,流量参照相应的仪器说明书;零级空气,流量参照相应的仪器说明书;仪表空气

(≥0.5 MPa)。

A.3.3 标准样品:与样品中相应组分含量相近的气体标准样品。

A.3.4 预分离柱:长约2.0 m、内 径 2 mm 的不锈钢柱,内装0.15
mm~0.18 mm 的 SE-30 (覆盖有 SE-

30固定相的硅藻土担体),或者其他等效色谱柱。

A.3.5 分析柱:色谱柱 I: 长约4.0 m、内 径 2 mm 的不锈钢柱,内装0.15
mm~0.18 mm 的 Porapak Q

(一种高分子聚合物),或其他等效色谱柱。该柱用于分析煤制合成天然气中二氧化碳组分含量。

色谱柱Ⅱ:长约2.0 m、 内 径 2 mm 的不锈钢柱,内装0.18 mm~0.25mm 的 5 A
分子筛,或其他等

效色谱柱。该柱用于分析煤制合成天然气中氢、氧、氮、甲烷、
一氧化碳组分含量。

色谱柱Ⅲ:长50 m、内径0.53 mm, 内涂层10μm 的 Al2O₃/KCl
毛细柱,或其他等效色谱柱。该柱

用于分析煤制合成天然气中非甲烷烃组分含量。

A.3.6
其他条件:色谱柱温度、检测器温度、样气流量等其他条件参考仪器说明书。

A.3.7 定量管:1.0 mL。

A.3.8 参考的气路流程示意图参见图 A.1。

GB/T 33445—2016

style="width:10.28661in;height:5.9334in" />

说明:

1——载气钢瓶;

7——切换十通阀;

13——火焰离子化检测器;

2——钢瓶减压器; 8— 切换六通阀;

14——5A 分子筛填充柱;

3——气路三通;

9——Porapak Q填充柱;

15——毛细柱;

4——定量管;

10——精密稳流阀;

16——分流(不分流)毛细柱进样口;
5——精密稳压阀;

11——零级空气瓶;

17-— 热导检测器;
6——样气进口;

12——高纯氢气瓶;

18——预分离柱。

A.1 参考的气路流程示意图

A.4 测定步骤

A.4.1

按照仪器说明书规定开机并设定仪器的各项参数,通过色谱工作站观察色谱仪是否处于稳定的工

作状态。

A.4.2

仪器的尾气应进行妥善处理。

A.4.3

开启仪器至稳定后按仪器说明书的操作步骤完成样品分析。

平行测定气体标准样品和样品气至少两次,直至相邻两次测定结果相对偏差不大于5%,取其平

均值。

A.4.4 停机

按照仪器说明书的规定执行。

A.4.5 定量重复性

定量重复性参照JJG 700 执行。

GB/T 33445—2016

A.5 结 果 处 理

各组分含量按式(A. 1) 计算:

style="width:1.57994in;height:0.63338in" /> … … … … … … … … … …(A. 1)

式中:

φ:-—样品气中被测组分的含量(摩尔分数);

A,—— 样品气中被测组分的峰面积;

A 、- 气体标准样品中相应已知组分的峰面积;

φ、 ——气体标准样品中相应已知组分的含量(摩尔分数)。

典型色谱图参见图 A.2。

style="width:11.21331in;height:4.97332in" />

说明:

1 — 二 氧 化 碳 ; 8 — — 一氧化碳; 14 — — 正丁烷;

2 — — 乙烯; 9 — — 乙烷; 15 — — 新戊烷;

3 — — 乙烷; 10 — — 乙烯; 16 — — 异戊烷;

4 — — 氢; 11 — — 丙烷; 17 — — 正戊烷;

5 — — 氧; 12 — — 丙烯; 18 正已烷;

6 — — 氮; 1 异丁烷; 19 — — 正庚烷。

7 — — 甲烷;

图 A.2 典 型 色 谱 图

GB/T 33445—2016

B

(规范性附录)

煤制合成天然气中一氧化碳和二氧化碳含量的测定

B.1 仪器

采用配备甲烷化炉(镍转化炉)和氢火焰离子化检测器的气相色谱仪测定煤制合成天然气中的一氧

化碳和二氧化碳含量。

检测限为1.0×10-⁶ (摩尔分数)。

B.2 原理

分析柱实现煤制合成天然气中的一氧化碳和二氧化碳组分分离,甲烷化炉(镍转化炉)实现一氧化
碳和二氧化碳转化成甲烷后被氢火焰离子化检测器响应,运用气相色谱法定性、定量分析样品中的目标

组分。

B.3 测定条件

B.3.1 载气:高纯氮,流量参照相应的仪器说明书。

B.3.2
辅助气:高纯氢,流量参照相应的仪器说明书。零级空气,流量参照相应的仪器说明书。

B.3.3 标准样品:与样品中相应组分含量相近的气体标准样品。

B.3.4 预分离柱:长约2.0 m、内 径 2 mm 的不锈钢柱,内装0.15
mm~0.18 mm 的 SE-30 (覆盖有 SE-

30固定相的硅藻土担体),或者其他等效色谱柱。

分析柱:长约4.0 m、 内 径 2 mm 的不锈钢柱,内装0.15 mm~0.18 mm 的
Porapak Q( 一种高分子

聚合物),或其他等效色谱柱。该柱用于分析煤制合成天然气中二氧化碳组分含量。

B.3.5 甲烷化炉(镍转化炉):转化率≥95%;温度按使用说明书。

B.3.6
其他条件:色谱柱温度、检测器温度、样气流量等其他条件参考仪器说明书。

B.3.7 定量管:1.0 mL。

B.3.8 参考的气路流程示意图参见图 B.1。

GB/T 33445—2016

style="width:10.05329in;height:4.54014in" />

说明:

1——载气钢瓶: 7-—氢火焰离子化检测器;

2——钢瓶减压器; 8— 精密稳流阀;

3— 气路四通; 9——零级空气瓶;

11

13——切换六通阀;

14— 预分离柱1;

15——切换十通阀;

4——精密稳压阀;

10——高纯氢气瓶;

16——样气流量计;
5——预分离柱2;

11-—气路三通;

17——样气进口;
6——镍转化炉;

12——分析柱;

18——定量管。

B.1 参考的气路流程示意图

B.4 操作步骤

B.4.1 开机

按照仪器说明书规定开机并设定仪器的各项参数,至各参数处于稳定状态。

B.4.2 尾气处理

仪器的尾气应进行妥善处理。

B.4.3 测定

开启仪器至稳定后按仪器说明书的操作步骤完成样品分析。

平行测定气体标准样品和样品气至少两次,直至相邻两次测定结果相对偏差不大于5%,取其平

均值。

B.4.4 停机

按照仪器说明书的规定执行。

B.4.5 定量重复性

定量重复性参照JJG700 执行。

B.5 结果处理

各组分含量按式(B.1) 计算:

GB/T 33445—2016

style="width:1.58671in;height:0.63338in" />

……………

………… (B.1)

式 中 :

φ; — — 样品气中被测组分的含量(体积分数);

A,— 样品气中被测组分的峰面积;

A、 —— 气体标准样品中相应已知组分的峰面积;

φ、 — 气体标准样品中相应已知组分的含量(体积分数)。

典型色谱图参见图 B.2。

style="width:9.73327in;height:5.79986in" />

说明:

1——一氧化碳;

2—— 甲烷;

3——二氧化碳。

图 B.2 典型色谱图

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C

(规范性附录)

煤制合成天然气中微量氨的测定

C.1 方法原理

在抗坏血酸存在和加热(95℃)条件下,氨与茚三酮在弱酸性的乙酸-乙酸钠缓冲介质中反应生成

蓝紫色化合物,在分光光度计568 nm 波长条件下比色定量。

C.2 试剂和材料

除非另有说明,分析时均使用符合国家标准的分析纯试剂。实验用水为新鲜制备的无氨蒸馏水,水

的制备方法按GB/T 18204.2规定执行。

——氯化铵;

——茚三酮;

— 正丙醇;

——正丁醇;

—— 乙二醇;

——冰乙酸;

——0.5%草酸溶液;

—— 乙酸钠标准溶液:c(NaAc) 约为4 mol/L;

——氢氧化钠标准溶液:c(NaOH) 约为1 mol/L;

——抗坏血酸;

——吸收液:0.01 mol/L 硫酸溶液;

氨标准贮备液:1.00 mg/mL 的氯化铵,使用时稀释成10μg/mL 标准工作溶液;

——茚三酮溶液:纯化后的茚三酮2.4 g、正丙醇15 mL、 正丁醇30 mL、
乙二醇60 mL, 溶解混匀,

保存于棕色瓶;

—— 乙酸-乙酸钠缓冲剂:4 mol/L 乙酸钠溶液100 mL,
煮沸蒸发至原体积一半,加入冰乙酸

30mL, 加水稀释至100 mL, 取该溶液60 mL, 加入1 mol/L 氢氧化钠100 mL,
混匀;

——0.2%抗坏血酸:用0.5%草酸溶液配制,临用新配;

—— 1:1盐酸溶液(体积分数);

— 盐酸:0.1 mol/L;

活性炭。

C.3 仪器

C.3.1 大型气泡吸收管:有10 mL 刻度线,按GB/T 18204.2 规定。

C.3.2 具塞比色管:10 mL。

C.3.3 紫外可见分光光度计:可测波长568 nm, 波长准确度:±0.5 nm,
波长重复性:0.35 nm。

C.3.4 湿式气体流量计:分度值为0.01 L,示值误差为±1%。

GB/T 33445—2016

C.4 采样

用硅胶管或聚四氟乙烯软管依次将取样管接头、 一个内装5 mL
吸收液的大型气泡吸收管、湿式流 量计连接。以0.5 L/min 流量,采气10 L,
及时记录采样点的温度及大气压力。采样后,样品在室温下

保存,尽快于24 h 内分析。

C.5 操作步骤

C.5.1 茚三酮的纯化

取10 g 茚三酮溶解于40 mL 热水(约50℃)中。加0. 1 g 抗坏血酸后煮沸5 min
。趁热过滤,向滤 液中加10 mL1:1 盐酸溶液,加1 g 活性炭,煮沸3 min,
趁热过滤(滤纸先用0.1 mol/L 盐酸冲洗)。 滤液静置约24 h
使其结晶。通过玻璃漏斗过滤,用常温下的水冲洗结晶物,并置纸上在室温下干燥,保

存在棕色瓶中。常温下可干燥贮存约30 d。

C.5.2 标准曲线的建立

取10 mL 具塞比色管5支,按表C. 1 制备标准系列管。

在各管中加入吸收液2.50 mL、茚三酮溶液3.0 mL、乙酸- 乙酸钠缓冲剂1.0 mL
、0.2% 抗坏血酸 0.25 mL, 再加水至10 mL 刻度,混匀,95℃水浴30 min
后,立即取出,放入自来水中冷却。用1 cm 比 色皿,于波长568 nm
处,以零号管作参比,测定各管溶液的吸光度。以氨含量(μg)
作横坐标,吸光度为

纵坐标,建立曲线。

表 C.1 系列氨标准溶液

管号

0

1

2

3

4

标准工作液(10μg/mL)/mL

0

0.20

0.40

0.60

0.80

氨含量/μg

0

2

4

6

8

C.5.3 样品测定

吸取样品溶液2.50 mL 于具塞比色管中,按建立标准曲线的操作步骤(C.5.2)
加入茚三酮溶液等并

测定吸光度。在每批样品测定的同时,用5 mL
未采样的吸收液作试剂空白测定。

注:若样品的氨含量超出校准曲线检测范围,将样品溶液稀释后测定。

C.6 结果计算

C.6.1 将采样体积按式(C.1) 换算成标准状态下的采样体积。

style="width:3.45347in;height:0.63338in" />

…………

…………… (C.1)

式中:

V。 ——标准状态下(0℃,101.3 kPa) 的采样体积的数值,单位为升(L);

V,—- 采样体积,由采样流量乘以采样时间而得,单位为升(L);

Po— 采样时的大气压力,单位为千帕(kPa);

style="width:2.7601in;height:0.6534in" />GB/T 33445—2016

t — 采样时的温度,单位为摄氏度(℃)。

C.6.2 煤制合成天然气中氨的含量按式(C.2) 计算。

式中:

… … ……… (C.2)

c —— 煤制合成天然气中氨的含量(摩尔分数),10-⁶ ;

m — 从标准曲线查得的样品溶液中氨的质量,单位为微克(μg);

m 0 从标准曲线查得的空白溶液中氨的质量,单位为微克(μg);

V 。 — 标准状态下(0℃,101.3 kPa) 的采样体积的数值,单位为升(L);

17.03--氨的摩尔质量,单位为克每摩尔(g/mol)。

取平行测定结果的算术平均值为测定结果。两次平行测定结果的相对偏差应不大于3%。

C.7 测定范围、检测限及干扰

C.7.1 测定范围

按本方法规定的条件采样10 L, 样品可测浓度范围为(0~2.1)×10-
(摩尔分数)。

C.7.2 检测限

若采样体积为10 L, 检测限为0.08×10- (摩尔分数)。

C.7.3 干扰

甲醛、乙醛、甲醇、乙醇、苯、甲苯、二甲苯、苯酚等有机物和 Mg²+ 、Mn²+
、Ca²+ 、K+ 、Zn²+ 、SO、

Cl- 、NO₃ 、Al³+ 、NO₂ 、H₂PO₄ 、CN
等无机离子对本法无干扰。有机胺和氨基酸对本法可产生正

干扰。

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