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
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。
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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
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
4.1
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。
表 1 煤制合成天然气技术指标
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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。
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
7.1.1 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
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制合成天然气钢瓶应符合 GB17258 和 GB19158 的相关规定。
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
(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; |
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2——钢瓶减压器; | 8— 切换六通阀; |
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3——气路三通; |
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4——定量管; |
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16——分流(不分流)毛细柱进样口; |
5——精密稳压阀; |
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17-— 热导检测器; |
6——样气进口; |
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图 A.1 参考的气路流程示意图
A.4 测定步骤
A.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,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 尾 气 处 理
仪器的尾气应进行妥善处理。
A.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。
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。
图 A.2 典 型 色 谱 图
GB/T 33445—2016
(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;
15——切换十通阀;
4——精密稳压阀; |
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16——样气流量计; |
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5——预分离柱2; |
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17——样气进口; |
6——镍转化炉; |
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图 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;
3——二氧化碳。
图 B.2 典型色谱图
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(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%。
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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
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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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