一种液化天然气的分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及气体地球化学和气体分析化学领域，尤其涉及一种液化天然气的分析 方法。
【背景技术】
[0002] 天然气经压缩、冷却后变成液态，成为液化天然气（简称LNG)。液化天然气通常储 存在低温罐内，其体积约为同量气态天然气体积的1/600,与压缩天然气（CNG)相比，压缩 比大约高3倍，便于通过交通工具远距离运输。20世纪70年代以来，世界液化天然气产量和 贸易量迅速增加。我国已建成大大小小各种液化天然气装置，并从国外大量进口LNG。LNG 可用在发电、玻璃与陶瓷制造、中小城市民用燃气、大中城市天然气备用调峰和LNG汽车等 方面。随着国家对能源需求的不断增长，LNG对优化我国的能源结构，有效解决能源供应安 全、生态环境保护等问题，实现经济和社会的可持续发展发挥着重要的作用。在天然气液化 过程中，天然气需要经过脱水、脱烃（重碳氢化合物）、脱除酸性气体的过程，对于某些类型 的天然气，还可能需要经过脱硫、脱汞、脱苯等过程，然后才能采用深冷工艺使其变成液体。 LNG产品通常须要通过气化后才能使用，它的组成成分决定着它的密度、热值和气化率等与 产品质量密切相关的参数。
[0003] 液化天然气中，主要成分甲烷体积百分含量占90%以上，还含有少量乙烷、丙烷、 氮和其它微量成分。气化后的液化天然气与天然气类似，通常按照天然气组分分析方法进 行，而天然气组分分析的常规方法为气相色谱法。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种检测组分全面、检测限低、可靠性好的液 化天然气的分析方法。
[0005] 为解决上述问题，本发明所述的一种液化天然气的分析方法，包括以下步骤： ⑴将采集的液化天然气样品进行气化后，得到气态样品； ⑵用质谱法测量所述气态样品，以甲烷为100%，分别得到甲烷、氦、氧、硫化氢、羰基硫 和二氧化硫组分的相对含量，设其中氦的相对含量为Xlfe; ⑶所述气态样品经过液氮冷阱后，用质谱法测量，以氦为Xlte，分别得到氢、氦、氮、氧和 氩组分的相对含量； ⑷用气相色谱法测量所述气态样品，以甲烷为100%，分别得到甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、 异丁烷、正丁烷、新戊烷、异戊烷和正戊烷组分的相对含量，设其中异戊烷和正戊烷的相对 含量之和为X5; ⑶用气相色谱法测量所述气态样品，以异戊烷和正戊烷之和为X5，分别得到异戊烷+正 戊烷、己烷、甲基环戊烷、苯、环己烷、庚烷、甲基环己烷、甲苯和辛烷组分的相对含量； (6) 用气相色谱法测量所述气态样品，以甲烷为100%，得到二氧化碳组分的相对含量； (7) 合并所述步骤⑵~所述步骤(6)的数据，得到一套以甲烷为100%，其它组分的相对含 量数据； ⑶将包含甲烷的所有组分数据归一化，分别得到氢、氦、氮、氧、氩、二氧化碳、硫化氢、 幾基硫、^氧化硫、甲烧、乙烧、乙條、丙烷、异丁烧、正丁烧、新戊烧、异戊烧、正戊烧、己烧、 甲基环戊烷、苯、环己烷、庚烷、甲基环己烷、甲苯和辛烷组分的百分含量数据； (9)计算气体密度和热值，计算液化天然气的气化率； (W)计算液化天然气的液体密度。
[0006] 所述步骤⑷气相色谱法中的色谱柱为30mX0. 53mm的Al2O3毛细柱，检测器为氢火 焰离子化检测器。
[0007] 所述步骤(5)气相色谱法中的色谱柱为50mX0. 2mm的PONA毛细柱，检测器为氢火 焰离子化检测器。
[0008] 所述步骤(6)气相色谱法中的色谱柱为30mX0. 32mm的PlotQ毛细柱，检测器为氦 离子化检测器。
[0009] 所述步骤⑶中液化天然气的气化率为气体密度的倒数，单位换算为m3/吨。
[0010] 本发明与现有技术相比具有以下优点： 1、本发明以质谱法和气相色谱法为基础，结合二者的优点，采用不同的分析条件，分析 气化后的液化天然气组分，获得了液化天然气全面的组成及其含量数据，并检测出在常规 的天然气分析方法中没有检测到的个别组分如氩、二氧化硫、苯等。
[0011] 2、本发明采用质谱法和气相色谱法两类不同原理的仪器检测，数据互补性强。在 常规的天然气分析方法中，氮、氧、氦和二氧化碳等非烃类气体的检测限一般为0.01%(v/ V)，而在本发明中，这些气体的检测限达到了 0.0001% (V/V)。
[0012] 3、本发明采用了 3种不同的气相色谱条件对气化后的液化天然气进行精细检测， 数据更全面，互相对照，可靠性更强。
[0013] 4、本发明同样可以用于普通天然气的分析，如液化天然气的原料气的精细分析。 且本发明已经为国内数十家单位提供了技术服务，市场反映效果很好。目前每年有150个 以上样品的分析需求，且呈不断上升趋势。
【具体实施方式】
[0014] 一种液化天然气的分析方法，包括以下步骤： ⑴将从液化天然气储罐或槽车中采集的液化天然气样品通过气化装置气化后，导入带 进口阀和出口阀的天然气采样钢瓶中，然后按照天然气取样导则取样，得到气态样品。其中 样品压强高于0. 2MPa，天然气钢瓶体积大于0. 5L为宜。
[0015] ⑵用质谱法测量气态样品，以甲烷为100%，分别得到甲烷、氦、氧、硫化氢、羰基硫 和二氧化硫组分的相对含量，设其中氦的相对含量为Xlfe。具体过程如下： 按照真空取气方法，从步骤⑴天然气钢瓶中取I. 5ml气体，导入质谱仪（如MAT271型 质谱仪）的进样系统。该质谱仪的进样系统带高真空机组、气体进样口、高真空阀、"U"型 冷阱，进入质谱仪检测区的气体压强为3.OXl(T4Pa。以甲烷为100%，检测得到甲烷、氦、氧、 硫化氢、羰基硫和二氧化硫组分的相对含量，设其中氦的相对含量为Xp
[0016] 说明：乙烷、丙烷和丁烷的相对含量也可以检测到，如果气体中乙烷以上烃类含量 低，那么氩的相对含量可以直接测量，氢和氮的相对含量可以通过解析方法分析出来，则可 以省略第⑶步，如果丙烷以上烃类组分含量低，丙烷和二氧化碳的相对含量也可以通过解 析方法分析出来，则可以省略第(6)步。
[0017] ⑶气态样品经过液