ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к области техники испытаний природного газа и, в частности, устройству и способу для анализа показателей качества продукта природного газа и их применению.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Согласно обязательному национальному стандарту Китая GB 17820-2018 «Природный газ», товарный природный газ, полученный путем предварительной очистки природного газа, добытого на газовых месторождениях или нефтяных месторождениях и транспортируемого по трубопроводам, должен соответствовать требованиям по четырем показателям качества, т.е. высшей теплотворной способности, общему содержанию серы (в пересчете на серу), содержанию сероводорода и содержанию углекислого газа.
[0003] Традиционными методами испытаний, обычно используемыми для показателей качества продукта природного газа, являются следующие. Высшую теплотворную способность обычно получают путем обнаружения композиций с помощью хроматографии, а затем вычисления данных о композициях; общее содержание серы обычно измеряют с помощью кулонометрии, ультрафиолетовой флуоресценции или гидрогенолиза и логометрической колориметрии; содержание сероводорода обычно измеряют с помощью йодометрии, методом метиленового синего, лазерным методом, с помощью хроматографии или колориметрии; а молярную долю диоксида углерода обычно измеряют с помощью хроматографии. Можно видеть, что существует много принципов для методов испытания показателей контроля качества природного газа, и для завершения испытаний необходимы множество приборов и множество загрузок и анализов проб, что приводит к длительным циклам испытаний. Кроме того, из-за необходимости многократной загрузки проб трудно обеспечить согласованность проб; и вышеуказанные проблемы являются техническими проблемами, которые необходимо срочно решить в данной области техники.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] Задачей настоящего изобретения является создание устройства для анализа и способа анализа, которые упрощают получение показателей качества продукта природного газа.
[0005] Для достижения вышеуказанной цели в настоящем изобретении предложено устройство для анализа показателей качества продукта природного газа. Устройство содержит узел загрузки пробы и соединенные параллельно первую, вторую, третью, четвертую и пятую системы хроматографического колоночного анализа, причем первая система хроматографического колоночного анализа выполнена с возможностью отделения сульфидов от природного газа; вторая система хроматографического колоночного анализа выполнена с возможностью отделения углеводородов, имеющих C3 и выше, от природного газа; третья система хроматографического колоночного анализа выполнена с возможностью отделения кислорода, азота, метана и монооксида углерода от природного газа; четвертая система хроматографического колоночного анализа выполнена с возможностью отделения диоксида углерода и этана от природного газа; и пятая система хроматографического колоночного анализа выполнена с возможностью отделения гелия и водорода от природного газа; при этом
каждая система хроматографического колоночного анализа снабжена количественной трубкой, трубкой для газа-носителя и хроматографической колонкой, причем количественная трубка выполнена с возможностью хранения пробы природного газа, а трубка для газа-носителя выполнена с возможностью доставки газа-носителя в систему хроматографического колоночного анализа для воздействия на компоненты пробы природного газа в количественной трубке, подлежащие разделению в хроматографической колонке;
узел загрузки пробы соединен с количественными трубками первой, второй, третьей, четвертой и пятой систем хроматографического колоночного анализа с возможностью управляемого соединения/разъединения для подачи пробы природного газа в количественные трубки первой, второй, третьей, четвертой и пятой систем хроматографического колоночного анализа; и
системы колоночного хроматографического анализа соединены с соответствующими детекторами соответственно.
[0006] Системы хроматографического колоночного анализа соединены с соответствующими детекторами таким образом, что может быть выполнен анализ содержания компонентов, выделенных системами хроматографического колоночного анализа. Первая система хроматографического колоночного анализа соединена с соответствующим детектором для анализа содержания сульфидов в природном газе. Вторая система хроматографического колоночного анализа соединена с соответствующим детектором для анализа содержания углеводородов, имеющих C3 и выше, в природном газе. Третья система хроматографического колоночного анализа соединена с соответствующим детектором для анализа содержания кислорода, азота, метана и монооксида углерода в природном газе. Четвертая система хроматографического колоночного анализа соединена с соответствующим детектором для анализа содержания диоксида углерода и этана в природном газе. Пятая система хроматографического колоночного анализа соединена с соответствующим детектором для анализа содержания гелия и водорода в природном газе.
[0007] С помощью устройства для анализа показателей качества продукта природного газа, представленного в настоящем изобретении, компоненты природного газа разделяют на пять частей для отделения компонентов, целевые аналиты в каждом разделении компонентов отделяют хроматографической колонкой, а затем содержание целевых аналитов в этой части получают посредством соответствующего детектора. Устройство имеет следующие обеспечивающие преимущество эффекты.
[0008] С одной стороны, показатели качества продукта природного газа, включая высшую теплотворную способность, общее содержание серы (в пересчете на серу, мг/м3), содержание сероводорода (мг/м3) и содержание диоксида углерода (молярный процент), могут быть легко определены на основании аналитических результатов пяти частей.
[0009] С другой стороны, это способствует реализации более высокой степени пикового разделения целевых аналитов на хроматограммах, полученных с использованием соответствующих детекторов, и получению более точного результата, и, таким образом, точность полученных показателей качества продукта природного газа может быть гарантирована надежнее.
[0010] Еще с одной стороны, устройство для анализа показателей качества продукта природного газа, представленное в настоящем изобретении, представляет собой встроенное устройство, в котором узел загрузки пробы используется для введения пробы в каждую систему, а затем системы анализа соответственно используются для анализа различных компонентов, что упрощает работу и способствует сокращению длительности цикла испытания.
[0011] В устройстве для анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, предпочтительно первая система хроматографического колоночного анализа выполнена с возможностью отделения оксисульфида углерода, сероводорода, метилмеркаптана, этилмеркаптана, метилсульфида, метилэтилсульфида, диметилдисульфида, этилсульфида, сероуглерода, н-бутилмеркаптана, трет-бутилмеркаптана, изопропилмеркаптана и тиофена от природного газа.
[0012] В устройстве для анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, предпочтительно узел загрузки пробы соединен с количественными трубками первой, второй, третьей, четвертой и пятой систем хроматографического колоночного анализа таким образом, что количественные трубки первой, второй, третьей, четвертой и пятой систем хроматографического анализа соединены последовательно; причем узел загрузки пробы содержит впускную трубку для природного газа, выпускную трубку для природного газа и первую, вторую, третью и четвертую соединительные трубки для количественных трубок, при этом первая, вторая, третья и четвертая соединительные трубки для количественных трубок выполнены с возможностью последовательного соединения количественных трубок соответственно, впускная трубка для природного газа соединена с впускным концом количественных трубок, соединенных последовательно, а выпускная трубка для природного газа соединена с выпускным концом количественных трубок, соединенных последовательно.
[0013] В этом предпочтительном варианте осуществления последовательное соединение более полезно для систем анализа для осуществления загрузки одиночной пробы, и согласованность образцов может быть лучше обеспечена. Кроме того, системы могут быть использованы для анализа различных компонентов путем загрузки одиночной пробы, что дополнительно способствует сокращению длительности цикла испытаний.
[0014] В конкретном варианте осуществления впускная трубка для природного газа соединена с впускным концом количественной трубки первой системы хроматографического колоночного анализа, а первая соединительная трубка для количественных трубок соединена с выпускным концом количественной трубки первой системы хроматографического колоночного анализа и впускным концом количественной трубки второй системы хроматографического колоночного анализа соответственно; вторая соединительная трубка для количественных трубок соединена с выпускным концом количественной трубки второй системы хроматографического колоночного анализа и впускным концом количественной трубки третьей системы хроматографического колоночного анализа соответственно; третья соединительная трубка для количественных трубок соединена с выпускным концом количественной трубки третьей системы хроматографического колоночного анализа и впускным концом количественной трубки четвертой системы хроматографического колоночного анализа соответственно; четвертая соединительная трубка для количественных трубок соединена с выпускным концом количественной трубки четвертой системы хроматографического колоночного анализа и впускным концом количественной трубки пятой системы хроматографического колоночного анализа соответственно; а выпускная трубка для природного газа соединена с выпускным концом количественной трубки пятой системы хроматографического колоночного анализа.
[0015] В устройстве для анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, предпочтительно первая система хроматографического колоночного анализа соединена с хемилюминесцентным детектором на серу (SCD), вторая система хроматографического колоночного анализа соединена с пламенно-ионизационным детектором (FID), третья система хроматографического колоночного анализа соединена с термокондуктометрическим детектором (TCD), четвертая система хроматографического колоночного анализа соединена с термокондуктометрическим детектором (TCD), и/или пятая система хроматографического колоночного анализа соединена с термокондуктометрическим детектором (TCD).
[0016] Более предпочтительно устройство для анализа показателей качества продукта природного газа дополнительно содержит хемилюминесцентный детектор на серу, который соединен с первой системой хроматографического колоночного анализа.
[0017] Более предпочтительно устройство для анализа показателей качества продукта природного газа дополнительно содержит пламенно-ионизационный детектор, который соединен со второй системой хроматографического колоночного анализа.
[0018] Более предпочтительно устройство для анализа показателей качества продукта природного газа дополнительно содержит первый термокондуктометрический детектор, который соединен с третьей системой хроматографического колоночного анализа и четвертой системой хроматографического колоночного анализа соответственно.
[0019] Более предпочтительно устройство для анализа показателей качества продукта природного газа дополнительно содержит второй термокондуктометрический детектор, который соединен с пятой системой хроматографического колоночного анализа.
[0020] В устройстве для анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, предпочтительно хроматографическая колонка системы хроматографического колоночного анализа содержит колонку для определения серы; в системе хроматографического колоночного анализа один конец количественной трубки соединен с трубкой для газа-носителя через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, другой конец количественной трубки соединен с впускным концом колонки для определения серы через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, а выпускной конец колонки для определения серы соединен с хемилюминесцентным детектором на серу через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением;
при этом колонка для определения серы обеспечивает разделение оксисульфида углерода, сероводорода, метилмеркаптана, этилмеркаптана, метилсульфида, метилэтилсульфида, диметилдисульфида, этилсульфида, сероуглерода, н-бутилмеркаптана, трет-бутилмеркаптана, изопропилмеркаптана и тиофена.
[0021] Более предпочтительно колонка для определения серы выбрана из одного из хроматографической колонки на основе метилсиликона, хроматографической колонки на основе фталата, хроматографической колонки на основе PLOT со связанным диоксидом кремния, хроматографической колонки на основе PLOT с высоко проницаемостью и оптимизированной хроматографической колонки на основе неполярной стационарной фазы.
[0022] Кроме того, предпочтительно колонка для определения серы выбрана из хроматографической колонки GS-GasPro (относящейся к хроматографической колонке на основе PLOT со связанным диоксидом кремния) и хроматографической колонки DB-Sulfur SCD (относящейся к оптимизированной хроматографической колонке на основе неполярной стационарной фазы).
[0023] Кроме того, предпочтительно колонка для определения серы представляет собой хроматографическую колонку DB-Sulfur SCD. Хроматографическая колонка DB-Sulfur SCD имеет длину от 50 м до 60 м. В конкретном варианте осуществления хроматографическая колонка DB-Sulfur SCD имеет размеры: 60 м в длину и 0,32 мм в диаметре с толщиной пленки жидкой фазы 4,2 мкм.
[0024] Хроматографическая колонка DB-Sulfur SCD обладает более высокими характеристиками по сравнению с другими типами хроматографических колонок и может выполнять полный анализ на сульфиды в течение подходящего периода времени. Хотя хроматографическая колонка GS-GasPro может выполнять полный анализ на сульфиды, полный анализ занимает около 45 минут, что не подходит для производственных нужд. Кроме того, хроматографическая колонка на основе метилсиликона, хроматографическая колонка на основе фталата и хроматографическая колонка на основе PLOT со связанным диоксидом кремния не могут выполнять полный анализ соединений серы и даже имеют феномен хвостообразования.
[0025] В устройстве для анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, предпочтительно хроматографическая колонка второй системы хроматографического колоночного анализа содержит первую колонку предварительного разделения и первую хроматографическую аналитическую колонку; во второй системе хроматографического колоночного анализа один конец количественной трубки соединен с трубкой для газа-носителя через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, другой конец количественной трубки соединен с впускным концом первой колонки предварительного разделения через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, выпускной конец первой колонки предварительного разделения соединен с впускным концом первой хроматографической аналитической колонки через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, трубка для газа-носителя соединена с выпускным концом первой колонки предварительного разделения и впускным концом первой хроматографической аналитической колонки соответственно через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, а впускной конец первой колонки предварительного разделения и выпускной конец первой хроматографической аналитической колонки соединены с пламенно-ионизационным детектором соответственно через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением;
при этом первая колонка предварительного разделения обеспечивает отделение углеводородных компонентов C6+ (углеводородных компонентов, содержащих 6 или более атомов углерода) от углеводородных компонентов C5- (углеводородных компонентов, содержащих 5 или менее атомов углерода); и
первая хроматографическая аналитическая колонка обеспечивает разделение пропана, изобутана, н-бутана, неопентана, изопентана и н-пентана.
[0026] Более предпочтительно первая колонка предварительного разделения выбрана из одного из колонки предварительного разделения OV-1 и капиллярной колонки DB-1. Более предпочтительно первая колонка предварительного разделения представляет собой колонку предварительного разделения OV-1. Более предпочтительно набивочный материал колонки предварительного разделения OV-1 содержит Целит 545 размером 80-100 меш и силикон OV-1, где содержание силикона OV-1 составляет 10%-20% в расчете на массу целита 545 (силикон OV-1 10% Целит 545 80/100 меш). Более предпочтительно колонка предварительного разделения OV-1 имеет длину от 1,0 м до 2,0 м. Более предпочтительно капиллярная колонка DB-1 имеет длину от 3,0 м до 5,0 м. В конкретном варианте осуществления колонка предварительного разделения OV-1 имеет размеры: наружный диаметр 1,6 мм; внутренний диаметр 1,0 мм; и длина 1,0 м. В конкретном варианте осуществления капиллярная колонка DB-1 имеет размеры: длина 5,0 м; диаметр 0,55 мм; толщина пленки жидкой фазы 20 мкм.
[0027] Более предпочтительно первая хроматографическая аналитическая колонка выбрана из одного из хроматографической колонки HP-Al/S, капиллярной колонки HP-PLOT Al2O3 S, капиллярной колонки PONA и капиллярной колонки Plot Q. Более предпочтительно первая хроматографическая аналитическая колонка представляет собой хроматографическую колонку HP-Al/S. Более предпочтительно хроматографическая колонка HP-Al/S имеет длину от 30 м до 50 м. Более предпочтительно капиллярная колонка HP-PLOT Al2O3 S имеет длину от 25 м до 50 м. Более предпочтительно капиллярная колонка PONA имеет длину от 50 м до 100 м. Более предпочтительно капиллярная колонка Plot Q имеет длину от 25 м до 30 м. В конкретном варианте осуществления хроматографическая колонка HP-Al/S имеет размеры: длина 50 м; диаметр 0,53 мм; толщина пленки жидкой фазы 15 мкм.
[0028] В устройстве для анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, предпочтительно хроматографическая колонка третьей системы хроматографического колоночного анализа содержит вторую колонку предварительного разделения и вторую хроматографическую аналитическую колонку; в третьей системе хроматографического колоночного анализа один конец количественной трубки соединен с трубкой для газа-носителя через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, другой конец количественной трубки соединен со впускным концом второй колонки предварительного разделения через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, выпускной конец второй колонки предварительного разделения соединен со впускным концом второй хроматографической аналитической колонки через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, трубка для газа-носителя соединена с выпускным концом второй колонки предварительного разделения и впускным концом второй хроматографической аналитической колонки соответственно через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, а выпускной конец второй хроматографической аналитической колонки соединен с термокондуктометрическим детектором через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением;
при этом вторая колонка предварительного разделения обеспечивает отделение кислорода, азота, метана и монооксида углерода от природного газа; а вторая хроматографическая аналитическая колонка обеспечивает разделение кислорода, азота, метана и монооксида углерода.
[0029] Более предпочтительно вторая колонка предварительного разделения выбрана из одного из колонки Porapak N, колонки Porapak Q и колонки Porapak QS. Более предпочтительно вторая колонка предварительного разделения представляет собой колонку Porapak N. Более предпочтительно набивочный материал колонки Porapak N имеет номер сита от 80 до 100. Более предпочтительно колонка Porapak N имеет длину от 3 м до 5 м. В конкретном варианте осуществления колонка Porapak N имеет размеры: длина 1,0 м; наружный диаметр 3,2 мм; и внутренний диаметр 2,1 мм.
[0030] Более предпочтительно вторая хроматографическая аналитическая колонка выбрана из одного из колонки с молекулярным ситом 13X и колонки с молекулярным ситом 5A. Более предпочтительно вторая хроматографическая аналитическая колонка представляет собой колонку с молекулярным ситом MS-13X. Более предпочтительно колонка с молекулярным ситом MS-13X имеет длину от 3,0 м до 5,0 м. В конкретном варианте осуществления колонка с молекулярным ситом MS-13X имеет размеры: длина 5,0 м; наружный диаметр 3,2 мм; и внутренний диаметр 2,1 мм.
[0031] В устройстве для анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, предпочтительно хроматографическая колонка четвертой системы хроматографического колоночного анализа содержит третью колонку предварительного разделения и третью хроматографическую аналитическую колонку; в четвертой системе хроматографического колоночного анализа один конец количественной трубки соединен с трубкой для газа-носителя через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, другой конец количественной трубки соединен с впускным концом третьей колонки предварительного разделения через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, выпускной конец третьей колонки предварительного разделения соединен с впускным концом третьей хроматографической аналитической колонки через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, трубка для газа-носителя соединена с выпускным концом третьей колонки предварительного разделения и впускным концом третьей хроматографической аналитической колонки соответственно через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, а выпускной конец третьей хроматографической аналитической колонки соединен с термокондуктометрическим детектором через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением;
причем третья колонка предварительного разделения обеспечивает отделение этана и CO2 от природного газа; а третья хроматографическая аналитическая колонка обеспечивает разделение этана и CO2.
[0032] Более предпочтительно третья колонка предварительного разделения выбрана из одного из колонки Porapak N, колонки Porapak Q и колонки Porapak QS. Более предпочтительно третья колонка предварительного разделения представляет собой колонку Porapak N. Более предпочтительно набивочный материал колонки Porapak N имеет номер сита от 80 до 100. Более предпочтительно колонка Porapak N имеет длину от 1 м до 2 м. В конкретном варианте осуществления колонка Porapak N имеет размеры: длина 1,0 м; наружный диаметр 3,2 мм и внутренний диаметр 2,1 мм.
[0033] Более предпочтительно третья хроматографическая аналитическая колонка выбрана из одного из колонки Porapak N, колонки Porapak Q и колонки Porapak QS. Более предпочтительно третья хроматографическая аналитическая колонка представляет собой колонку Porapak N. Более предпочтительно набивочный материал колонки Porapak N имеет номер сита от 80 до 100. Более предпочтительно колонка Porapak N имеет длину от 2 м до 3 м. В конкретном варианте осуществления колонка Porapak N имеет размеры: длина 2,0 м; наружный диаметр 3,2 мм и внутренний диаметр 2,1 мм.
[0034] В устройстве для анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, предпочтительно хроматографическая колонка пятой системы хроматографического колоночного анализа содержит четвертую колонку предварительного разделения и четвертую хроматографическую аналитическую колонку; в пятой системе хроматографического колоночного анализа один конец количественной трубки соединен с трубкой для газа-носителя через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, другой конец количественной трубки соединен с впускным концом четвертой колонки предварительного разделения через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, выпускной конец четвертой колонки предварительного разделения соединен со впускным концом четвертой хроматографической аналитической колонки через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, трубка для газа-носителя соединена с выпускным концом четвертой колонки предварительного разделения и впускным концом четвертой хроматографической аналитической колонки соответственно через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, а выпускной конец четвертой хроматографической аналитической колонки соединен с термокондуктометрическим детектором через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением;
причем четвертая колонка предварительного разделения обеспечивает отделение гелия и водорода от природного газа; а четвертая хроматографическая аналитическая колонка обеспечивает разделение гелия и водорода.
[0035] Более предпочтительно четвертая колонка предварительного разделения выбрана из одного из колонки Porapak N, колонки Porapak Q и колонки Porapak QS. Более предпочтительно четвертая колонка предварительного разделения представляет собой колонку Porapak N. Более предпочтительно набивочный материал колонки Porapak N имеет номер сита от 80 до 100. Более предпочтительно колонка Porapak N имеет длину от 1 м до 2 м. В конкретном варианте осуществления колонка Porapak N имеет размеры: длина 1,0 м; наружный диаметр 3,2 мм и внутренний диаметр 2,1 мм.
[0036] Более предпочтительно четвертая хроматографическая аналитическая колонка выбрана из одного из колонки с молекулярным ситом 13X и колонки с молекулярным ситом 5A. Более предпочтительно четвертая хроматографическая аналитическая колонка представляет собой колонку с молекулярным ситом MS-5A. Более предпочтительно набивочный материал колонки с молекулярным ситом MS-5A имеет номер сита от 60 до 80. Более предпочтительно колонка с молекулярным ситом MS-5A имеет длину от 3,0 м до 5,0 м. В конкретном варианте осуществления колонка с молекулярным ситом MS-5A имеет размеры: длина 3,0 м; наружный диаметр 3,2 мм и внутренний диаметр 2,1 мм 3,2 × 2,1 мм × 3,0 м.
[0037] В устройстве для анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, первая система хроматографического колоночного анализа предпочтительно содержит первый клапан для загрузки пробы, который представляет собой многоходовой клапан, имеющий первое рабочее положение и второе рабочее положение; в первой системе хроматографического колоночного анализа первый клапан для загрузки пробы соединен с двумя концами количественной трубки, трубкой газа-носителя и хроматографической колонкой, при этом первый клапан для загрузки пробы управляет соединением/разъединением соединительного трубопровода между компонентами первой системы хроматографического колоночного анализа и соединением/разъединением соединительного трубопровода между узлом загрузки пробы и первой системой хроматографического колоночного анализа;
когда первый клапан для загрузки пробы переключен в первое рабочее положение, обеспечена возможность непосредственного выведения газа в узле загрузки пробы из первой системы хроматографического колоночного анализа после прохождения через количественную трубку; а когда первый клапан для загрузки пробы переключен во второе рабочее положение, введения потока газа в трубке для газа-носителя первой системы хроматографического колоночного анализа в хроматографическую колонку первой системы хроматографического колоночного анализа через количественную трубку первой системы хроматографического колоночного анализа.
[0038] Более предпочтительно первый клапан для загрузки пробы представляет собой шестиходовой клапан, имеющий первое рабочее положение и второе рабочее положение, причем шестиходовой клапан снабжен первым отверстием клапана, вторым отверстием клапана, третьим отверстием клапана, четвертым отверстием клапана, пятым отверстием клапана и шестым отверстием клапана в последовательности по часовой стрелке; когда шестиходовой клапан находится в первом рабочем положении, шестое отверстие клапана соединено с первым отверстием клапана, второе отверстие клапана соединено с третьим отверстием клапана, а четвертое отверстие клапана соединено с пятым отверстием клапана; когда шестиходовой клапан находится во втором рабочем положении, первое отверстие клапана соединено со вторым отверстием клапана, третье отверстие клапана соединено с четвертым отверстием клапана, а пятое отверстие клапана соединено с шестым отверстием клапана; и
каждое из шестого отверстия и пятого отверстия первого клапана для загрузки пробы соединено с узлом загрузки пробы, количественная трубка первой системы хроматографического колоночного анализа имеет один конец, соединенный с первым отверстием первого клапана для загрузки пробы, и другой конец, соединенный с четвертым отверстием первого клапана для загрузки пробы, трубка для газа-носителя первой системы хроматографического колоночного анализа соединена со вторым отверстием первого клапана для загрузки пробы, а колонка для определения серы соединена с третьим отверстием первого клапана для загрузки пробы.
[0039] В устройстве для анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, вторая система хроматографического колоночного анализа предпочтительно содержит второй клапан для загрузки пробы, который представляет собой многоходовой клапан, имеющий первое рабочее положение и второе рабочее положение; во второй системе хроматографического колоночного анализа второй клапан для загрузки пробы соединен с двумя концами количественной трубки, трубкой для газа-носителя и хроматографической колонкой, а второй клапан для загрузки пробы управляет соединением/разъединением соединительного трубопровода между компонентами второй системы хроматографического колоночного анализа и соединением/разъединением соединительного трубопровода между узлом загрузки пробы и второй системой хроматографического колоночного анализа;
когда второй клапан для загрузки пробы переключен в первое рабочее положение, обеспечена возможность непосредственного выведения газа в узле загрузки пробы из второй системы хроматографического колоночного анализа после прохождения через количественную трубку; а когда второй клапан для загрузки пробы переключен во второе рабочее положение, обеспечена возможность введения газа в трубке для газа-носителя второй системы хроматографического колоночного анализа в хроматографическую колонку второй системы хроматографического колоночного анализа через количественную трубку второй системы хроматографического колоночного анализа.
[0040] Более предпочтительно во второй системе хроматографического колоночного анализа второй клапан для загрузки пробы соединен с двумя концами количественной трубки, трубкой для газа-носителя, двумя концами первой колонки предварительного разделения, впускным концом первой хроматографической аналитической колонки и пламенно-ионизационным детектором, а второй клапан для загрузки пробы управляет соединением/разъединением соединительного трубопровода между компонентами второй системы хроматографического колоночного анализа и соединением/разъединением соединительного трубопровода между узлом загрузки пробы и второй системой хроматографического колоночного анализа;
когда второй клапан для загрузки пробы переключен в первое рабочее положение, обеспечена возможность непосредственного выведения газа в узле загрузки пробы из второй системы хроматографического колоночного анализа после прохождения через количественную трубку, введения газа в трубке для газа-носителя второй системы хроматографического колоночного анализа в первую колонку предварительного разделения со стороны ее выпускного конца, выведения потока из впускного конца первой колонки предварительного разделения, а затем введения потока в пламенно-ионизационный детектор, при этом обеспечена возможность введения газа в трубке для газа-носителя второй системы хроматографического колоночного анализа в первую хроматографическую аналитическую колонку через впускной конец первой хроматографической аналитической колонки; а когда второй клапан для загрузки пробы переключен во второе рабочее положение, обеспечена возможность введения потока газа в трубке для газа-носителя второй системы хроматографического колоночного анализа в первую колонку для предварительного разделения через количественную трубку второй системы хроматографического колоночного анализа, введения через выпускной конец первой колонки предварительного разделения и выведения потока из выпускного конца первой колонки предварительного разделения, а затем введения в первую хроматографическую аналитическую колонку через впускной конец первой хроматографической аналитической колонки.
[0041] Кроме того, предпочтительно второй клапан для загрузки пробы представляет собой десятиходовой клапан, имеющий первое рабочее положение и второе рабочее положение, при этом второй клапан для загрузки пробы снабжен первым отверстием клапана, вторым отверстием клапана, третьим отверстием клапана, четвертым отверстием клапана, пятым отверстием клапана, шестым отверстием клапана, седьмым отверстием клапана, восьмым отверстием клапана, девятым отверстием клапана и десятым отверстием клапана в последовательности по часовой стрелке; когда второй клапан для загрузки пробы находится в первом рабочем положении, десятое отверстие клапана соединено с первым отверстием клапана, второе отверстие клапана соединено с третьим отверстием клапана, четвертое отверстие клапана соединено с пятым отверстием клапана, шестое отверстие клапана соединено с седьмым отверстием клапана, а восьмое отверстие клапана соединено с девятым отверстием клапана; когда второй клапан для загрузки пробы находится во втором рабочем положении, первое отверстие клапана соединено со вторым отверстием клапана, третье отверстие клапана соединено с четвертым отверстием клапана, пятое отверстие клапана соединено с шестым отверстием клапана, седьмое отверстие клапана соединено с восьмым отверстием клапана, а девятое отверстие клапана соединено с десятым отверстием клапана; и
каждое из десятого отверстия и девятого отверстия второго клапана для загрузки пробы соединено с узлом загрузки пробы, количественная трубка второй системы хроматографического колоночного анализа имеет один конец, соединенный с первым отверстием второго клапана для загрузки пробы, и другой конец, соединенный с восьмым отверстием второго клапана для загрузки пробы, трубка для газа-носителя второй системы хроматографического колоночного анализа соединена с каждым из седьмого отверстия и четвертого отверстия второго клапана для загрузки пробы, первая колонка предварительного разделения имеет впускной конец, соединенный со вторым отверстием второго клапана для загрузки пробы, и выпускной конец, соединенный с шестым отверстием второго клапана для загрузки пробы, впускной конец первой хроматографической аналитической колонки соединен с пятым отверстием второго клапана для загрузки пробы, а третье отверстие второго клапана для загрузки пробы соединено с пламенно-ионизационным детектором.
[0042] В устройстве для анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, третья система хроматографического колоночного анализа предпочтительно содержит третий клапан для загрузки пробы, который представляет собой многоходовой клапан, имеющий первое рабочее положение и второе рабочее положение; в третьей системе хроматографического колоночного анализа третий клапан для загрузки пробы соединен с двумя концами количественной трубки, трубкой для газа-носителя и хроматографической колонкой, при этом третий клапан для загрузки пробы управляет соединением/разъединением соединительного трубопровода между компонентами третьей системы хроматографического колоночного анализа и соединением/разъединением соединительного трубопровода между узлом загрузки пробы и третьей системой хроматографического колоночного анализа;
когда третий клапан для загрузки пробы переключен в первое рабочее положение, обеспечена возможность непосредственного выведения газа в узле загрузки пробы из третьей системы хроматографического колоночного анализа после прохождения через количественную трубку; а когда третий клапан для загрузки пробы переключен во второе рабочее положение, обеспечена возможность введения потока газа в трубке для газа-носителя третьей системы хроматографического колоночного анализа в хроматографическую колонку третьей системы хроматографического колоночного анализа через количественную трубку третьей системы хроматографического колоночного анализа.
[0043] Более конкретно, в третьей системе хроматографического колоночного анализа третий клапан для загрузки пробы соединен с двумя концами количественной трубки, трубкой для газа-носителя, двумя концами второй колонки предварительного разделения и впускным концом второй хроматографической аналитической колонки, а третий клапан для загрузки пробы управляет соединением/разъединением соединительного трубопровода между компонентами третьей системы хроматографического колоночного анализа и соединением/разъединением соединительного трубопровода между узлом загрузки пробы и третьей системой хроматографического колоночного анализа;
когда третий клапан для загрузки пробы переключен в первое рабочее положение, обеспечена возможность непосредственного выведения газа в узле загрузки пробы из третьей системы хроматографического колоночного анализа после прохождения через количественную трубку, введения газа в трубке для газа-носителя третьей системы хроматографического колоночного анализа во вторую колонку предварительного разделения со стороны ее выпускного конца и выведения потока из впускного конца второй колонки предварительного разделения для выведения из трех систем анализа, при этом обеспечена возможность введения газа в трубке для газа-носителя третьей системы хроматографического колоночного анализа во вторую хроматографическую аналитическую колонку через впускной конец второй хроматографической аналитической колонки; а когда третий клапан для загрузки пробы переключен во второе рабочее положение, обеспечена возможность введения потока газа в трубке для газа-носителя третьей системы хроматографического колоночного анализа во вторую колонку предварительного разделения через количественную трубку третьей системы хроматографического колоночного анализа, введения через впускной конец второй колонки предварительного разделения и выведения потока из выпускного конца второй колонки предварительного разделения, а затем введения во вторую хроматографическую аналитическую колонку через впускной конец второй хроматографической аналитической колонки.
[0044] Кроме того, предпочтительно третий клапан для загрузки пробы представляет собой десятиходовой клапан, имеющий первое рабочее положение и второе рабочее положение, причем третий клапан для загрузки пробы снабжен первым отверстием клапана, вторым отверстием клапана, третьим отверстием клапана, четвертым отверстием клапана, пятым отверстием клапана, шестым отверстием клапана, седьмым отверстием клапана, восьмым отверстием клапана, девятым отверстием клапана и десятым отверстием клапана в последовательности по часовой стрелке; когда третий клапан для загрузки пробы находится в первом рабочем положении, десятое отверстие клапана соединено с первым отверстием клапана, второе отверстие клапана соединено с третьим отверстием клапана, четвертое отверстие клапана соединено с пятым отверстием клапана, шестое отверстие клапана соединено с седьмым отверстием клапана, а восьмое отверстие клапана соединено с девятым отверстием клапана; когда третий клапан для загрузки пробы находится во втором рабочем положении, первое отверстие клапана соединено со вторым отверстием клапана, третье отверстие клапана соединено с четвертым отверстием клапана, пятое отверстие клапана соединено с шестым отверстием клапана, седьмое отверстие клапана соединено с восьмым отверстием клапана, а девятое отверстие клапана соединено с десятым отверстием клапана; и
каждое из десятого отверстия и девятого отверстия третьего клапана для загрузки пробы соединено с узлом загрузки пробы, количественная трубка третьей системы хроматографического колоночного анализа имеет один конец, соединенный с первым отверстием третьего клапана для загрузки пробы, и другой конец, соединенный с восьмым отверстием третьего клапана для загрузки пробы, трубка для газа-носителя третьей системы хроматографического колоночного анализа соединена с седьмым отверстием и четвертым отверстием третьего клапана для загрузки пробы, вторая колонка предварительного разделения имеет впускной конец, соединенный со вторым отверстием третьего клапана для загрузки пробы, и выпускной конец, соединенный с шестым отверстием третьего клапана для загрузки пробы, а впускной конец второй хроматографической аналитической колонки соединен с пятым отверстием третьего клапана для загрузки пробы.
[0045] В устройстве для анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, четвертая система хроматографического колоночного анализа предпочтительно содержит четвертый клапан для загрузки пробы, который представляет собой многоходовой клапан, имеющий первое рабочее положение и второе рабочее положение; в четвертой системе хроматографического колоночного анализа четвертый клапан для загрузки пробы соединен с двумя концами количественной трубки, трубкой для газа-носителя и хроматографической колонкой, при этом четвертый клапан для загрузки пробы управляет соединением/разъединением соединительного трубопровода между компонентами четвертой системы хроматографического колоночного анализа и соединением/разъединением соединительного трубопровода между узлом загрузки пробы и четвертой системой хроматографического колоночного анализа;
когда четвертый клапан для загрузки пробы переключен в первое рабочее положение, обеспечена возможность непосредственного выведения газа в узле загрузки пробы из четвертой системы хроматографического колоночного анализа после прохождения через количественную трубку; а когда четвертый клапан для загрузки пробы переключен во второе рабочее положение, обеспечена возможность введения потока газа в трубке для газа-носителя четвертой системы хроматографического колоночного анализа в хроматографическую колонку четвертой системы хроматографического колоночного анализа через количественную трубку четвертой системы хроматографического колоночного анализа.
[0046] Более предпочтительно в четвертой системе хроматографического колоночного анализа четвертый клапан для загрузки пробы соединен с двумя концами количественной трубки, трубкой для газа-носителя, двумя концами третьей колонки предварительного разделения и впускным концом третьей хроматографической аналитической колонки, а четвертый клапан для загрузки пробы управляет соединением/разъединением соединительного трубопровода между компонентами четвертой системы хроматографического колоночного анализа и соединением/разъединением соединительного трубопровода между узлом загрузки пробы и четвертой системой хроматографического колоночного анализа;
когда четвертый клапан для загрузки пробы переключен в первое рабочее положение, обеспечена возможность непосредственного выведения газа в узле загрузки пробы из четвертой системы хроматографического колоночного анализа после прохождения через количественную трубку, обеспечена возможность введения газа в трубке для газа-носителя четвертой системы хроматографического колоночного анализа в третью колонку предварительного разделения со стороны ее выпускного конца и выведения потока из впускного конца третьей колонки предварительного разделения для выведения из трех систем анализа, при этом обеспечена возможность введения газа в трубке для газа-носителя четвертой системы хроматографического колоночного анализа в третью хроматографическую аналитическую колонку через впускной конец третьей хроматографической аналитической колонки; а когда четвертый клапан для загрузки пробы переключен во второе рабочее положение, обеспечена возможность введения потока газа в трубке для газа-носителя четвертой системы хроматографического колоночного анализа в третью колонку предварительного разделения через количественную трубку четвертой системы хроматографического колоночного анализа, введения через впускной конец третьей колонки предварительного разделения и выведения потока из выпускного конца третьей колонки предварительного разделения, а затем введения в третью хроматографическую аналитическую колонку через впускной конец третьей хроматографической аналитической колонки.
[0047] Кроме того, предпочтительно четвертый клапан для загрузки пробы представляет собой десятиходовой клапан, имеющий первое рабочее положение и второе рабочее положение, причем четвертый клапан для загрузки пробы снабжен первым отверстием клапана, вторым отверстием клапана, третьим отверстием клапана, четвертым отверстием клапана, пятым отверстием клапана, шестым отверстием клапана, седьмым отверстием клапана, восьмым отверстием клапана, девятым отверстием клапана и десятым отверстием клапана в последовательности по часовой стрелке; когда четвертый клапан для загрузки пробы находится в первом рабочем положении, десятое отверстие клапана соединено с первым отверстием клапана, второе отверстие клапана соединено с третьим отверстием клапана, четвертое отверстие клапана соединено с пятым отверстием клапана, шестое отверстие клапана соединено с седьмым отверстием клапана, а восьмое отверстие клапана соединено с девятым отверстием клапана; когда четвертый клапан для загрузки пробы находится во втором рабочем положении, первое отверстие клапана соединено со вторым отверстием клапана, третье отверстие клапана соединено с четвертым отверстием клапана, пятое отверстие клапана соединено с шестым отверстием клапана, седьмое отверстие клапана соединено с восьмым отверстием клапана, а девятое отверстие клапана соединено с десятым отверстием клапана; и
каждое из десятого отверстия и девятого отверстия четвертого клапана для загрузки пробы соединено с узлом загрузки пробы, количественная трубка четвертой системы хроматографического колоночного анализа имеет один конец, соединенный с первым отверстием четвертого клапана для загрузки пробы, и другой конец, соединенный с восьмым отверстием четвертого клапана для загрузки пробы, трубка для газа-носителя четвертой системы хроматографического колоночного анализа соединена с седьмым отверстием и четвертым отверстием четвертого клапана для загрузки пробы, третья колонка предварительного разделения имеет впускной конец, соединенный со вторым отверстием четвертого клапана для загрузки пробы, и выпускной конец, соединенный с шестым отверстием четвертого клапана для загрузки пробы, а впускной конец третьей хроматографической аналитической колонки соединен с пятым отверстием четвертого клапана для загрузки пробы.
[0048] В устройстве для анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, пятая система хроматографического колоночного анализа предпочтительно содержит пятый клапан для загрузки пробы, который представляет собой многоходовой клапан, содержащий первое рабочее положение и второе рабочее положение; в пятой системе хроматографического колоночного анализа пятый клапан для загрузки пробы соединен с двумя концами количественной трубки, трубкой для газа-носителя и хроматографической колонкой, при этом пятый клапан для загрузки пробы управляет соединением/разъединением соединительного трубопровода между компонентами пятой системы хроматографического колоночного анализа и соединением/разъединением соединительного трубопровода между узлом загрузки пробы и пятой системой хроматографического колоночного анализа;
когда пятый клапан для загрузки пробы переключен в первое рабочее положение, обеспечена возможность непосредственного выведения газа в узле загрузки пробы из пятой системы хроматографического колоночного анализа после прохождения через количественную трубку; и когда пятый клапан для загрузки пробы переключен во второе рабочее положение, обеспечена возможность введения потока газа в трубке для газа-носителя пятой системы хроматографического колоночного анализа в хроматографическую колонку пятой системы хроматографического колоночного анализа через количественную трубку пятой системы хроматографического колоночного анализа.
[0049] Более предпочтительно в пятой системе хроматографического колоночного анализа пятый клапан для загрузки пробы соединен с двумя концами количественной трубки, трубкой для газа-носителя, двумя концами четвертой колонки предварительного разделения и впускным концом четвертой хроматографической аналитической колонки, при этом пятый клапан для загрузки пробы управляет соединением/разъединением соединительного трубопровода между компонентами пятой системы хроматографического колоночного анализа и соединением/разъединением соединительного трубопровода между узлом загрузки пробы и пятой системой хроматографического колоночного анализа;
когда пятый клапан для загрузки пробы переключен в первое рабочее положение, обеспечена возможность непосредственного выведения газа в узле загрузки пробы из пятой системы хроматографического колоночного анализа после прохождения через количественную трубку, обеспечена возможность введения потока газа в трубке для газа-носителя пятой системы хроматографического колоночного анализа в четвертую колонку предварительного разделения со стороны ее выпускного конца и выведения потока из впускного конца четвертой колонки предварительного разделения для выведения из трех систем анализа, при этом обеспечена возможность введения газа в трубке для газа-носителя пятой системы хроматографического колоночного анализа в четвертую хроматографическую аналитическую колонку через впускной конец четвертой хроматографической аналитической колонки; а когда пятый клапан для загрузки пробы переключен во второе рабочее положение, обеспечена возможность введения потока газа в трубке для газа-носителя пятой системы хроматографического колоночного анализа в четвертую колонку предварительного разделения через количественную трубку пятой системы хроматографического колоночного анализа, введения через впускной конец четвертой колонки предварительного разделения и выведения потока из выпускного конца четвертой колонки предварительного разделения, а затем введения в четвертую хроматографическую аналитическую колонку через впускной конец четвертой хроматографической аналитической колонки.
[0050] Кроме того, предпочтительно пятый клапан для загрузки пробы представляет собой десятиходовой клапан, имеющий первое рабочее положение и второе рабочее положение, при этом пятый клапан для загрузки пробы снабжен первым отверстием клапана, вторым отверстием клапана, третьим отверстием клапана, четвертым отверстием клапана, пятым отверстием клапана, шестым отверстием клапана, седьмым отверстием клапана, восьмым отверстием клапана, девятым отверстием клапана и десятым отверстием клапана в последовательности по часовой стрелке; когда пятый клапан для загрузки пробы находится в первом рабочем положении, десятое отверстие клапана соединено с первым отверстием клапана, второе отверстие клапана соединено с третьим отверстием клапана, четвертое отверстие клапана соединено с пятым отверстием клапана, шестое отверстие клапана соединено с седьмым отверстием клапана, а восьмое отверстие клапана соединено с девятым отверстием клапана; когда пятый клапан для загрузки пробы находится во втором рабочем положении, первое отверстие клапана соединено со вторым отверстием клапана, третье отверстие клапана соединено с четвертым отверстием клапана, пятое отверстие клапана соединено с шестым отверстием клапана, седьмое отверстие клапана соединено с восьмым отверстием клапана, а девятое отверстие клапана соединено с десятым отверстием клапана; и
каждое из десятого отверстия и девятого отверстия пятого клапана для загрузки пробы соединено с узлом загрузки пробы, количественная трубка пятой системы хроматографического колоночного анализа имеет один конец, соединенный с первым отверстием пятого клапана для загрузки пробы, и другой конец, соединенный с восьмым отверстием пятого клапана для загрузки пробы, трубка для газа-носителя пятой системы хроматографического колоночного анализа соединена с седьмым отверстием и четвертым отверстием пятого клапана для загрузки пробы, четвертая колонка предварительного разделения имеет впускной конец, соединенный со вторым отверстием пятого клапана для загрузки пробы, и выпускной конец, соединенный с шестым отверстием пятого клапана для загрузки пробы, а впускной конец четвертой хроматографической аналитической колонки соединен с пятым отверстием пятого клапана для загрузки пробы.
[0051] В конкретном варианте осуществления узел загрузки пробы содержит впускную трубку для природного газа, выпускную трубку для природного газа и первую, вторую, третью и четвертую соединительные трубки для количественных трубок, причем первая, вторая, третья и четвертая соединительные трубки для количественных трубок выполнены с возможностью последовательного соединения количественных трубок соответственно, впускная трубка для природного газа соединена с впускным концом количественных трубок, соединенных последовательно, а выпускная трубка для природного газа соединена с выпускным концом количественных трубок, соединенных последовательно.
[0052] В этом случае первый, второй, третий, четвертый и пятый клапаны загрузки пробы соединены последовательно через первую, вторую, третью и четвертую соединительные трубки для количественных трубок, а впускная трубка для природного газа и выпускная трубка для природного газа соединены соответственно с первым и последним клапанами для загрузки пробы первого, второго, третьего, четвертого и пятого клапанов для загрузки пробы, которые соединены последовательно.
[0053] В устройстве для анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, данное устройство предпочтительно также содержит аппарат для программируемого изменения температуры, в котором расположены колонка для определения серы первой системы хроматографического колоночного анализа и/или первая хроматографическая аналитическая колонка второй системы хроматографического колоночного анализа.
[0054] В устройстве для анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, данное устройство предпочтительно также содержит термостат, в котором расположены вторая хроматографическая аналитическая колонка третьей системы хроматографического колоночного анализа, третья хроматографическая аналитическая колонка четвертой системы хроматографического колоночного анализа и/или четвертая хроматографическая аналитическая колонка пятой системы хроматографического колоночного анализа.
[0055] В устройстве для анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, предпочтительно объем количественной трубки первой системы хроматографического колоночного анализа составляет 1 мл.
[0056] В устройстве для анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, предпочтительно объем количественной трубки второй системы хроматографического колоночного анализа составляет 100 мкл.
[0057] В устройстве для анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, предпочтительно объем количественной трубки третьей системы хроматографического колоночного анализа составляет 1 мл.
[0058] В устройстве для анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, предпочтительно объем количественной трубки четвертой системы хроматографического колоночного анализа составляет 1 мл.
[0059] В устройстве для анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, предпочтительно объем количественной трубки пятой системы хроматографического колоночного анализа составляет 5 мл.
[0060] В настоящем изобретении также предложен способ анализа показателей качества продукта природного газа. Способ осуществляют с использованием устройства для анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше. Способ включает:
введение пробы в количественные трубки первой системы хроматографического колоночного анализа, второй системы хроматографического колоночного анализа, третьей системы хроматографического колоночного анализа, четвертой системы хроматографического колоночного анализа и пятой системы хроматографического колоночного анализа таким образом, что каждая из количественных трубок заполнена пробой природного газа;
в первой системе хроматографического колоночного анализа: использование трубки для газа-носителя для доставки газа-носителя, использование хроматографической колонки для отделения сульфидов от пробы природного газа в количественной трубке под воздействием газа-носителя и подачу отделенных компонентов в детектор для обнаружения для получения первой хроматограммы обнаружения; определение содержания сульфидов в пробе природного газа на основании полученной первой хроматограммы обнаружения;
во второй системе хроматографического колоночного анализа: использование трубки для газа-носителя для доставки газа-носителя, использование хроматографической колонки для отделения углеводородов, имеющих C3 и выше, от пробы природного газа в количественной трубке под воздействием газа-носителя и доставку отделенных компонентов в детектор для обнаружения для получения второй хроматограммы обнаружения; определение содержания углеводородов, имеющих C3 и выше, в пробе природного газа на основании полученной второй хроматограммы обнаружения;
в третьей системе хроматографического колоночного анализа: использование трубки газа-носителя для доставки газа-носителя, использование хроматографической колонки для отделения кислорода, азота, метана и монооксида углерода от пробы природного газа в количественной трубке под воздействием газа-носителя и подачу отделенных компонентов в детектор для обнаружения для получения третьей хроматограммы обнаружения; определение содержания кислорода, азота, метана и монооксида углерода в пробе природного газа на основании полученной третьей хроматограммы обнаружения;
в четвертой системе хроматографического колоночного анализа: использование трубки для газа-носителя для доставки газа-носителя, использование хроматографической колонки для отделения диоксида углерода и этана от пробы природного газа в количественной трубке под воздействием газа-носителя и подачу отделенных компонентов в детектор для обнаружения для получения четвертой хроматограммы обнаружения; определение содержания диоксида углерода и этана в пробе природного газа на основании полученной четвертой хроматограммы обнаружения;
в пятой системе хроматографического колоночного анализа: использование трубки для газа-носителя для доставки газа-носителя, использование хроматографической колонки для отделения гелия и водорода от пробы природного газа в количественной трубке под воздействием газа-носителя и доставку отделенных компонентов к детектору для обнаружения для получения пятой хроматограммы обнаружения; определение содержания гелия и водорода в пробе природного газа на основании полученной пятой хроматограммы обнаружения; и
на основании полученного содержания сульфидов в пробе природного газа, углеводородов, имеющих C3 и выше, в пробе природного газа, кислорода, азота, метана и монооксида углерода в пробе природного газа, диоксида углерода и этана в пробе природного газа, а также гелия и водорода в пробе природного газа определяют высшую теплотворную способность природного газа, общее содержание серы (в пересчете на серу, в мг/м3), содержание сероводорода (в мг/м3) и/или содержание диоксида углерода (в мольных процентах).
[0061] С использованием встроенного устройства для анализа показателей качества продукта природного газа, раскрытого в настоящем изобретении, вместе с SCD, FID и TCD могут быть проанализированы 13 типов соединений серы и 15 типов обычных компонентов в продукте природного газа за одну загрузку пробы, при этом цикл анализа для обнаружения всех компонентов за одну загрузку пробы составляет менее 20 минут.
[0062] В способе анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, на основании полученной первой хроматограммы обнаружения содержание сульфидов в образце природного газа может быть определено общепринятым в данной области техники способом, например, путем сравнения первой хроматограммы обнаружения со стандартными кривыми содержания сульфидов. В частности, данные о площади пика отклика получают согласно первой хроматограмме обнаружения, а затем содержание сульфидов в образце природного газа определяют согласно данным о пике отклика с использованием стандартных кривых содержания сульфидов. Стандартные кривые содержания сульфидов могут быть получены путем проведения стандартного испытания пробы газа.
[0063] В способе анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, на основании полученной второй хроматограммы обнаружения содержание углеводородов, имеющих C3 и выше, в пробе природного газа может быть определено обычным в данной области техники способом, например, путем сравнения второй хроматограммы обнаружения со стандартными кривыми содержания углеводородов, имеющих C3 и выше. В частности, данные о площади пика отклика получают согласно второй хроматограмме обнаружения, а затем определяют содержание углеводородов, имеющих C3 и выше, в образце природного газа согласно данным о пике отклика с использованием стандартных кривых содержания углеводородов, имеющих C3 и выше. Стандартные кривые содержания углеводородов, имеющих C3 и выше, могут быть получены путем проведения стандартного испытания пробы газа.
[0064] В способе анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, на основании полученной третьей хроматограммы обнаружения содержание кислорода, азота, метана и монооксида углерода в образце природного газа может быть определено общепринятым в данной области техники способом, например, путем сравнения третьей хроматограммы обнаружения со стандартными кривыми содержания кислорода, азота, метана и монооксида углерода. В частности, данные о площади пика отклика получают согласно третьей хроматограмме обнаружения, а затем содержание кислорода, азота, метана и монооксида углерода в образце природного газа определяют согласно данным о пике отклика с использованием стандартных кривых содержания кислорода, азота, метана и монооксида углерода. Стандартные кривые содержания кислорода, азота, метана и монооксида углерода могут быть получены путем проведения стандартного испытания пробы газа.
[0065] В способе анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, на основании полученной четвертой хроматограммы обнаружения содержание диоксида углерода и этана в образце природного газа может быть определено общепринятым в данной области техники способом, например, путем сравнения четвертой хроматограммы обнаружения со стандартными кривыми содержания диоксида углерода и этана. В частности, данные о площади пика отклика получают согласно четвертой хроматограмме обнаружения, и затем определяют содержание диоксида углерода и этана в образце природного газа согласно данным о пике отклика с использованием стандартных кривых содержания диоксида углерода и этана. Стандартные кривые содержания диоксида углерода и этана могут быть получены путем проведения стандартного испытания пробы газа.
[0066] В способе анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, на основании полученной пятой хроматограммы обнаружения содержание гелия и водорода в образце природного газа может быть определено общепринятым в данной области техники способом, например, путем сравнения пятой хроматограммы обнаружения со стандартными кривыми содержания гелия и водорода. В частности, данные о площади пика отклика получают согласно пятой хроматограмме обнаружения, и затем определяют содержание гелия и водорода в образце природного газа согласно данным о пике отклика с использованием стандартных кривых содержания гелия и водорода. Стандартные кривые содержания гелия и водорода могут быть получены путем проведения стандартного испытания пробы газа.
[0067] В способе анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, высшая теплотворная способность природного газа может быть определена обычным способом в данной области техники, например, способом получения мольного процента соединений серы и мольного процента углеводородов и неуглеводородов на основании содержания сульфидов в пробе природного газа, содержания углеводородов, имеющих C3 и выше в пробе природного газа, содержания кислорода, азота, метана и монооксида углерода в пробе природного газа, содержания диоксида углерода и этана в пробе природного газа и содержания гелия и водорода в пробе природного газа с общим процентом 100%, а затем определена высшая теплотворная способность природного газа с использованием модели расчета высшей теплотворной способности.
[0068] В способе анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, общее содержание серы в природном газе может быть определено общепринятым в данной области техники способом, например, способом получения суммы содержания сульфидов, т.е. общего содержания серы в природном газе, на основании содержания сульфидов в пробе природного газа.
[0069] В способе анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, содержание сероводорода в природном газе может быть определено общепринятым в данной области техники способом. Например, содержание сероводорода в пробе природного газа представляет собой содержание сероводорода в природном газе.
[0070] В способе анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, содержание диоксида углерода в природном газе может быть определено обычным способом в данной области техники, например, способом получения суммы содержания компонентов на основании содержания углеводородов, имеющих C3 и выше, в пробе природного газа, содержания кислорода, азота, метана и монооксида углерода в пробе природного газа, содержания диоксида углерода и этана в пробе природного газа и содержания гелия и водорода в пробе природного газа, а затем определения доли содержания диоксида углерода на основании суммы содержания компонентов как содержания диоксида углерода в природном газе.
[0071] В способе анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, предпочтительно этап, на котором в первой системе хроматографического колоночного анализа используют трубку для газа-носителя для доставки газа-носителя, используют хроматографическую колонку для отделения сульфидов от пробы природного газа в количественной трубке под воздействием газа-носителя и подают отделенные компоненты в детектор для обнаружения для получения первой хроматограммы обнаружения, включает:
в системе хроматографического колоночного анализа: использование трубки для газа-носителя для подачи газа-носителя, подачу пробы природного газа в количественной трубке в колонку для определения серы под воздействием газа-носителя для отделения сульфидов и подачу отделенных компонентов в хемилюминесцентный детектор на серу, так что сульфиды в пробе природного газа обнаруживаются таким образом, чтобы получить первую хроматограмму обнаружения.
[0072] В этом предпочтительном техническом решении образец природного газа разделяют колонкой для определения серы под воздействием газа-носителя, а оксисульфид углерода, сероводород, метилмеркаптан, этилмеркаптан, метилсульфид, метилэтилсульфид, диметилдисульфид, этилсульфид, сероуглерод, н-бутилмеркаптан, трет-бутилмеркаптан, изопропилмеркаптан и тиофен сульфидов последовательно выводят из колонки для определения серы в хемилюминесцентный детектор на серу для обнаружения.
[0073] Более предпочтительно колонку для определения серы поддерживают при 30-50°C до тех пор, пока карбонильная сера не выйдет из колонки для определения серы, а затем колонку для определения серы нагревают со скоростью 10-20°C/мин до 130°C-150°C и поддерживают при этой температуре.
[0074] В конкретном варианте осуществления расход газа-носителя составляет 3 мл/мин.
[0075] В конкретном варианте осуществления хемилюминесцентный детектор на серу имеет температуру загрузки пробы 200°C и температуру реакции 850°C, а расходы реакционных газов в хемилюминесцентном детекторе на серу составляет 80 мл/мин для водорода (H2), 40 мл/мин для азота (N2), 10 мл/мин для кислорода (O2) и 25 мл/мин для озона (O3).
[0076] В способе анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, предпочтительно этап, на котором во второй системе хроматографического колоночного анализа используют трубку для газа-носителя для доставки газа-носителя, используют хроматографическую колонку для отделения углеводородов, имеющих C3 и выше, от пробы природного газа в количественной трубке под воздействием газа-носителя, и подают отделенные компоненты в детектор для обнаружения для получения второй хроматограммы обнаружения, включает:
во второй системе хроматографического колоночного анализа: использование трубки для газа-носителя для доставки газа-носителя и использование первой колонки предварительного разделения и первой хроматографической аналитической колонки последовательно для выполнения разделения образца природного газа в количественной трубке под воздействием газа-носителя; когда компоненты C5- в образце природного газа выходят из первой колонки предварительного разделения и входят в первую хроматографическую аналитическую колонку, перенос газа-носителя в выпускной конец первой колонки предварительного разделения, соединение впускного конца первой колонки предварительного разделения с пламенно-ионизационным детектором и под воздействием газа-носителя перенос путем обратной промывки углеводородных компонентов C6+ из первой колонки предварительного разделения в пламенно-ионизационный детектор для обнаружения; а после завершения обратной промывки перенос газа-носителя во впускной конец первой хроматографической аналитической колонки и под воздействием газа-носителя последовательное введение углеводородных компонентов C3-, отделенных первой хроматографической аналитической колонкой, в пламенно-ионизационный детектор для обнаружения с тем, чтобы получить вторую хроматограмму обнаружения.
[0077] В этом предпочтительном техническом решении первую колонку предварительного разделения и первую хроматографическую аналитическую колонку последовательно используют для разделения пробы природного газа под воздействием газа-носителя, при этом пропан, изобутан, н-бутан, неопентан, изопентан и н-пентан в пробе природного газа выводят из первой колонки предварительного разделения в первую хроматографическую аналитическую колонку для разделения, так что разница во времени разделения компонентов увеличивается. При выводе компонентов C5- из первой колонки предварительного разделения и вводе в первую хроматографическую аналитическую колонку газ-носитель подают в выпускной конец первой колонки предварительного разделения, впускной конец первой колонки предварительного разделения соединяют с пламенно-ионизационным детектором, углеводородные компоненты C6+ в первой колонке предварительного разделения сначала пропускают в виде объединенного пика гексана через пламенно-ионизационный детектор для обнаружения путем реверсирования потока газа-носителя. Затем газ-носитель переносят во впускной конец первой хроматографической аналитической колонки и под воздействием газа-носителя пропан, изобутан, н-бутан, неопентан, изопентан и н-пентан последовательно выводят из первой хроматографической аналитической колонки в пламенно-ионизационный детектор для обнаружения.
[0078] Более предпочтительно первую хроматографическую аналитическую колонку поддерживают при 30-50°С до тех пор, пока пламенно-ионизационный детектор не будет отслеживать пики углеводородных компонентов C6+, а затем первую хроматографическую аналитическую колонку нагревают со скоростью 10-20°С/мин до 130-150°С и поддерживают при этой температуре.
[0079] В конкретном варианте осуществления газ-носитель нагнетают при давлении 500 кПа.
[0080] В конкретном варианте реализации температура пламенно-ионизационного детектора составляет 200°С, а расходы реакционных газов пламенно-ионизационного детектора составляет 32 мл/мин для водорода (H2), 200 мл/мин для воздуха и 20 мл/мин для подпиточного газа (подпитки).
[0081] В способе анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, предпочтительно этап, на котором в третьей системе хроматографического колоночного анализа используют трубку газа-носителя для доставки газа-носителя, используют хроматографическую колонку для отделения кислорода, азота, метана и монооксида углерода от пробы природного газа в количественной трубке под воздействием газа-носителя и подают отделенные компоненты в детектор для обнаружения для получения третьей хроматограммы обнаружения, включает:
в третьей системе хроматографического колоночного анализа: использование трубки для газа-носителя для доставки газа-носителя и использование второй колонки предварительного разделения и второй хроматографической аналитической колонки последовательно для выполнения разделения образца природного газа в количественной трубке под воздействием газа-носителя; после того, как компоненты кислорода, азота, метана и монооксида углерода в образце природного газа выйдут из второй колонки предварительного разделения и войдут во вторую хроматографическую аналитическую колонку, перенос газа-носителя в выпускной конец второй колонки предварительного разделения и удаление путем обратной промывки оставшихся компонентов во второй колонке предварительного разделения из третьей системы хроматографического колоночного анализа под воздействием газа-носителя; а после завершения обратной промывки перенос газа-носителя во впускной конец второй хроматографической аналитической колонки и под воздействием газа-носителя последовательное введение компонентов кислорода, азота, метана и окиси углерода, отделенных второй хроматографической аналитической колонкой, в термокондуктометрический детектор для обнаружения с тем, чтобы получить третьею хроматограмму обнаружения.
[0082] В этом предпочтительном техническом решении вторую колонку предварительного разделения и вторую хроматографическую аналитическую колонку используют последовательно для разделения пробы природного газа под воздействием газа-носителя, а кислород, азот, метан и окись углерода в пробе природного газа выводят из второй колонки предварительного разделения во вторую хроматографическую аналитическую колонку для разделения, так что разница во времени при разделении компонентов увеличивается. После выхода компонентов кислорода, азота, метана и монооксида углерода из второй колонки предварительного разделения и ввода во вторую хроматографическую аналитическую колонку газ-носитель подают в выпускной конец второй колонки предварительного разделения, и оставшиеся компоненты во второй колонке предварительного разделения вымывают и удаляют путем реверсирования потока газа-носителя. Затем газ-носитель переносят во впускной конец второй хроматографической аналитической колонки, и под воздействием газа-носителя кислород, азот, метан и окись углерода последовательно выводят из второй хроматографической аналитической колонки в термокондуктометрический детектор для обнаружения.
[0083] Более предпочтительно температура второй хроматографической аналитической колонки составляет 50-70°С.
[0084] В конкретном варианте осуществления газ-носитель нагнетают при давлении 295-500 кПа.
[0085] В конкретном варианте осуществления температура термокондуктометрического детектора составляет 150°С, при этом термокондуктометрический детектор имеет рабочий ток 120 мА и является катодным по полярности.
[0086] В способе анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, предпочтительно этап, на котором в четвертой системе хроматографического колоночного анализа используют трубку газа-носителя для доставки газа-носителя, используют хроматографическую колонку для отделения диоксида углерода и этана от пробы природного газа в количественной трубке под воздействием газа-носителя и подают разделенные компоненты в детектор для обнаружения с получением четвертой хроматограммы обнаружения, включает:
в четвертой системе хроматографического колоночного анализа: использование трубки газа-носителя для доставки газа-носителя и использование третьей колонки предварительного разделения и третьей хроматографической аналитической колонки последовательно для разделения образца природного газа в количественной трубке под воздействием газа-носителя; после вывода компонентов диоксида углерода и этана в образце природного газа из третьей колонки предварительного разделения и ввода в третью хроматографическую аналитическую колонку: перенос газа-носителя в выпускной конец третьей колонки предварительного разделения и удаление путем обратной промывки оставшихся компонентов в третьей колонке предварительного разделения из четвертой системы хроматографического колоночного анализа под воздействием газа-носителя; а после завершения обратной промывки перенос газа-носителя во впускной конец третьей хроматографической аналитической колонки и под воздействием газа-носителя последовательный ввод компонентов диоксида углерода и этана, отделенных третьей хроматографической аналитической колонкой, в термокондуктометрический детектор для обнаружения с тем, чтобы получить четвертую хроматограмму обнаружения.
[0087] В этом предпочтительном техническом решении третью колонку предварительного разделения и третью хроматографическую аналитическую колонку последовательно используют для разделения пробы природного газа под воздействием газа-носителя, а диоксид углерода и этан в пробе природного газа выводят из третьей колонки предварительного разделения в третью хроматографическую аналитическую колонку для разделения, так что разница во времени при разделении компонентов увеличивается. После того, как компоненты диоксида углерода и этана выйдут из третьей колонки предварительного разделения и войдут в третью хроматографическую аналитическую колонку, газ-носитель подают в выпускной конец третьей колонки предварительного разделения, а оставшиеся компоненты в третьей колонке предварительного разделения промывают и удаляют путем реверсирования потока газа-носителя. Затем газ-носитель переносят в впускной конец третьей хроматографической аналитической колонки, и под воздействием газа-носителя диоксид углерода и этан последовательно выводят из третьей хроматографической аналитической колонки в термокондуктометрический детектор для обнаружения.
[0088] Более предпочтительно температура третьей хроматографической аналитической колонки составляет 50-70°С.
[0089] В конкретном варианте осуществления газ-носитель нагнетают под давлением 278-350 кПа.
[0090] В конкретном варианте осуществления температура термокондуктометрического детектора составляет 150°С, при этом термокондуктометрический детектор имеет рабочий ток 120 мА и является катодным по полярности.
[0091] В способе анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, предпочтительно этап, на котором в системе анализа пятой хроматографической колонки используют трубку газа-носителя для доставки газа-носителя, используют хроматографическую колонку для отделения гелия и водорода от пробы природного газа в количественной трубке под воздействием газа-носителя и подают разделенные компоненты в детектор для обнаружения для получения пятой хроматограммы обнаружения, включает:
в пятой системе хроматографического колоночного анализа: использование трубки для газа-носителя для доставки газа-носителя и использование четвертой колонки предварительного разделения и четвертой хроматографической аналитической колонки последовательно для выполнения разделения образца природного газа в количественной трубке под воздействием газа-носителя; после того, как компоненты гелия и водорода в образце природного газа выйдут из четвертой колонки предварительного разделения и войдут в четвертую хроматографическую аналитическую колонку, перенос газа-носителя в выходной конец четвертой колонки предварительного разделения и удаление путем обратной промывки оставшихся компонентов в четвертой колонке предварительного разделения из пятой системы хроматографического колоночного анализа под воздействием газа-носителя; а после того, как обратная промывка завершена, перенос газа-носителя во входной конец четвертой хроматографической аналитической колонки и под воздействием газа-носителя последовательный ввод компонентов гелия и водорода, разделенных четвертой хроматографической аналитической колонкой, в термокондуктометрический детектор для обнаружения с тем, чтобы получить пятую хроматограмму обнаружения.
[0092] В этом предпочтительном техническом решении четвертую колонку предварительного разделения и четвертую хроматографическую аналитическую колонку используют последовательно для разделения пробы природного газа под воздействием газа-носителя, а гелий и водород в пробе природного газа выводят из четвертой колонки предварительного разделения в четвертую хроматографическую аналитическую колонку для разделения, так что разница во времени при разделении компонентов увеличивается. После того, как компоненты гелия и водорода выйдут из четвертой колонки предварительного разделения и войдут в четвертую хроматографическую аналитическую колонку, газ-носитель подают в выпускной конец четвертой колонки предварительного разделения, а оставшиеся компоненты в четвертой колонке предварительного разделения промывают и удаляют путем реверсирования потока газа-носителя. Затем газ-носитель переносят во впускной конец четвертой хроматографической аналитической колонки, и под воздействием газа-носителя гелий и водород последовательно выводят из четвертой хроматографической аналитической колонки в термокондуктометрический детектор для обнаружения.
[0093] Более предпочтительно температура четвертой хроматографической аналитической колонки составляет 50-70°С.
[0094] В конкретном варианте осуществления газ-носитель нагнетают при давлении 250 кПа.
[0095] В конкретном варианте осуществления температура термокондуктометрического детектора составляет 150°С, при этом термокондуктометрический детектор имеет рабочий ток 70 мА и является анодным по полярности.
[0096] В способе анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, предпочтительно газ-носитель, используемый в первой системе хроматографического колоночного анализа, представляет собой гелий.
[0097] В способе анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, предпочтительно газ-носитель, используемый во второй системе хроматографического колоночного анализа, представляет собой гелий.
[0098] В способе анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, предпочтительно газом-носителем, используемым в третьей системе хроматографического колоночного анализа, является гелий.
[0099] В способе анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, предпочтительно газом-носителем, используемым в системе четвертого хроматографического колоночного анализа, является гелий.
[0100] В способе анализа показателей качества продукта природного газа, как описано выше, предпочтительно газом-носителем, используемым в системе анализа пятой хроматографической колонки, является азот.
[0101] В настоящем изобретении также предложено применение устройства для анализа показателей качества продукта природного газа в анализе продукта природного газа.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0102] ФИГ. 1 показывает принципиальную структурную схему устройства для анализа показателей качества продукта природного газа в Примере 1 настоящего изобретения.
[0103] ФИГ. 2 показывает принципиальную структурную схему первой системы хроматографического колоночного анализа в Примере 1 настоящего изобретения.
[0104] ФИГ. 3 показывает принципиальную структурную схему второй системы хроматографического колоночного анализа в Примере 1 настоящего изобретения.
[0105] ФИГ. 4 показывает принципиальную структурную схему третьей системы хроматографического колоночного анализа в Примере 1 настоящего изобретения.
[0106] ФИГ. 5 показывает принципиальную структурную схему четвертой системы хроматографического колоночного анализа в Примере 1 настоящего изобретения.
[0107] ФИГ. 6 показывает принципиальную структурную схему пятой системы хроматографического колоночного анализа в Примере 1 настоящего изобретения.
[0108] ФИГ. 7 показывает первую хроматограмму обнаружения в Примере 2 настоящего изобретения.
[0109] ФИГ. 8 показывает вторую хроматограмму обнаружения в Примере 2 настоящего изобретения.
[0110] ФИГ. 9 показывает третью и четвертую хроматограммы обнаружения в Примере 2 настоящего изобретения.
[0111] ФИГ. 10 показывает пятую хроматограмму обнаружения в Примере 2 настоящего изобретения.
[0112] ФИГ. 11 показывает эталонную кривую содержания сероводорода.
[0113] ФИГ. 12 показывает эталонную кривую содержания оксисульфида углерода.
[0114] ФИГ. 13 показывает эталонную кривую содержания метилмеркаптана.
[0115] ФИГ. 14 показывает эталонную кривую содержания этилмеркаптана.
[0116] ФИГ. 15 показывает эталонную кривую содержания метилсульфида.
[0117] ФИГ. 16 показывает эталонную кривую содержания сероуглерода.
[0118] ФИГ. 17 показывает эталонную кривую содержания изопропилмеркаптана.
[0119] ФИГ. 18 показывает эталонную кривую содержания трет-бутилмеркаптана.
[0120] ФИГ. 19 показывает эталонную кривую содержания метилэтилсульфида.
[0121] ФИГ. 20 показывает эталонную кривую содержания тиофена.
[0122] ФИГ. 21 показывает эталонную кривую содержания этилсульфида.
[0123] ФИГ. 22 показывает эталонную кривую содержания н-бутилмеркаптана.
[0124] ФИГ. 23 показывает эталонную кривую содержания диметилдисульфида.
[0125] ФИГ. 24 показывает эталонную кривую содержания диоксида углерода.
[0126] ФИГ. 25 показывает эталонную кривую содержания этана.
[0127] ФИГ. 26 показывает эталонную кривую содержания азота.
[0128] ФИГ. 27 показывает эталонную кривую содержания гелия.
[0129] ФИГ. 28 показывает эталонную кривую содержания водорода.
[0130] ФИГ. 29 показывает эталонную кривую содержания гексана.
[0131] ФИГ. 30 показывает эталонную кривую содержания пропана.
[0132] ФИГ. 31 показывает эталонную кривую содержания монооксида углерода.
[0133] ФИГ. 32 показывает эталонную кривую содержания изобутана.
[0134] ФИГ. 33 показывает эталонную кривую содержания н-бутана.
[0135] ФИГ. 34 показывает эталонную кривую содержания неопентана.
[0136] ФИГ. 35 показывает эталонную кривую содержания изопентана.
[0137] ФИГ. 36 показывает эталонную кривую содержания н-пентана.
[0138] Описание основных ссылочных обозначений:
1 - узел загрузки пробы; 11 - впускная трубка для природного газа; 12 - выпускная трубка для природного газа; 13 - первая соединительная трубка для количественных трубок; 14 - вторая соединительная трубка для количественных трубок; 15 - третья соединительная трубка для количественных трубок; 16 - четвертая соединительная трубка для количественных трубок;
21 - первая система хроматографического колоночного анализа; 211 - первый клапан для загрузки пробы; 212 - первая количественная трубка; 213 - первая трубка для газа-носителя; 214 - колонка для определения серы; 215 - впускное отверстие с делением потока/без деления потока;
22 - вторая система хроматографического колоночного анализа; 221 - второй клапан для загрузки пробы; 222 - вторая количественная трубка; 223 - вторая трубка для газа-носителя; 224 - первая колонка предварительного разделения; 225 - первая хроматографическая аналитическая колонка;
23 - третья система хроматографического колоночного анализа; 231 - третий клапан для загрузки пробы; 232 - третья количественная трубка; 233 - третья трубка для газа-носителя; 234 - вторая колонка предварительного разделения; 235 - вторая хроматографическая аналитическая колонка;
24 - четвертая система хроматографического колоночного анализа; 241 - четвертый клапан для загрузки пробы; 242 - четвертая количественная трубка; 243 - четвертая трубка для газа-носителя; 244 - третья колонка предварительного разделения; 245 - третья хроматографическая аналитическая колонка;
25 - пятая система хроматографического колоночного анализа; 251 - пятый клапан для загрузки пробы; 252 - пятая количественная трубка; 253 - пятая трубка для газа-носителя; 254 - четвертая колонка предварительного разделения; 255 - четвертая хроматографическая аналитическая колонка;
31 - хемилюминесцентный детектор на серу; 32 - пламенно-ионизационный детектор; 33 - первый термокондуктометрический детектор; 34 - второй термокондуктометрический детектор.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0139] Чтобы сделать задачи, технические решения и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения более ясными, технические решения в вариантах осуществления настоящего изобретения будут ясно и полностью описаны ниже со ссылкой на чертежи вариантов осуществления настоящего изобретения. Очевидно, что описанные примеры являются некоторыми, а не всеми примерами настоящего изобретения. Любые другие варианты осуществления, полученные специалистами в данной области техники на основании вариантов осуществления настоящего изобретения без каких-либо творческих усилий, подпадают под объем охраны настоящего изобретения. Принципы и сущности настоящего изобретения будут подробно описаны ниже со ссылкой на несколько типичных вариантов осуществления.
Пример 1
[0140] Как показано на ФИГ. 1-6, в этом примере предложено устройство для анализа показателей качества продукта природного газа. Система содержит: узел 1 загрузки пробы, первую систему 21 хроматографического колоночного анализа, вторую систему 22 хроматографического колоночного анализа, третью систему 23 хроматографического колоночного анализа, четвертую систему 24 хроматографического колоночного анализа, пятую систему 25 хроматографического колоночного анализа, хемилюминесцентный детектор 31 на серу, пламенно-ионизационный детектор 32, первый термокондуктометрический детектор 33 и второй термокондуктометрический детектор 34.
[0141] Узел 1 загрузки пробы содержит впускную трубку 11 для природного газа, выпускную трубку 12 для природного газа, первую соединительную трубку 13 для количественных трубок, вторую соединительную трубку 14 для количественных трубок, третью соединительную трубку 15 для количественных трубок и четвертую соединительную трубку 16 для количественных трубок.
[0142] Каждая система хроматографического колоночного анализа содержит клапан для загрузки пробы и количественную трубку, а также трубку для газа-носителя и хроматографическую колонку, которые соединены с клапаном для загрузки пробы. В частности, первая система 21 хроматографического колоночного анализа содержит первый клапан 211 для загрузки пробы, первую количественную трубку 212, первую трубку 213 для газа-носителя, колонку 214 для определения серы и впускное отверстие 215 с делением/без деления потока. Первый клапан 211 для загрузки пробы представляет собой шестиходовой клапан, имеющий первое рабочее положение и второе рабочее положение, и снабжен первым отверстием a1 клапана, вторым отверстием a2 клапана, третьим отверстием a3 клапана, четвертым отверстием a4 клапана, пятым отверстием a5 клапана и шестым отверстием a6 клапана в последовательности по часовой стрелке; когда первый клапан 211 для загрузки пробы находится в первом рабочем положении, шестое отверстие a6 клапана соединено с первым отверстием a1 клапана, второе отверстие a2 клапана соединено с третьим отверстием a3 клапана, а четвертое отверстие a4 клапана соединено с пятым отверстием a5 клапана; когда первый клапан 211 для загрузки пробы находится во втором рабочем положении, первое отверстие a1 клапана соединено со вторым отверстием a2 клапана, третье отверстие a3 клапана соединено с четвертым отверстием a4 клапана, а пятое отверстие a5 клапана соединено с шестым отверстием a6 клапана; первая количественная трубка 212 имеет один конец, соединенный с первым отверстием a1 клапана, а другой конец соединен с четвертым отверстием a4 клапана, первая трубка 213 для газа-носителя соединена со вторым отверстием a2 клапана, а колонка 214 для определения серы соединена с третьим отверстием a3 клапана; и впускное отверстие 215 с делением/без деления потока расположено в соединительном трубопроводе между колонкой 214 для определения серы и третьим отверстием a3 клапана. Колонка 214 для определения серы обеспечивает разделение оксисульфида углерода, сероводорода, метилмеркаптана, этилмеркаптана, метилсульфида, метилэтилсульфида, диметилдисульфида, этилсульфида, сероуглерода, н-бутилмеркаптана, трет-бутилмеркаптана, изопропилмеркаптана и тиофена. Первая трубка 213 для газа-носителя снабжена расходомером 2131.
[0143] Вторая система 22 для хроматографического колоночного анализа содержит второй клапан 221 для загрузки пробы, вторую количественную трубку 222, вторую трубку 223 для газа-носителя, первую колонку 224 для предварительного разделения и первую хроматографическую аналитическую колонку 225. Второй клапан 221 для загрузки пробы представляет собой десятиходовой клапан, имеющий первое рабочее положение и второе рабочее положение, и снабжен первым отверстием b1 клапана, вторым отверстием b2 клапана, третьим отверстием b3 клапана, четвертым отверстием b4 клапана, пятым отверстием b5 клапана, шестым отверстием b6 клапана, седьмым отверстием b7 клапана, восьмым отверстием b8 клапана, девятым отверстием b9 клапана и десятым отверстием b10 клапана в последовательности по часовой стрелке; когда второй клапан 221 для загрузки пробы находится в первом рабочем положении, десятое отверстие b10 клапана соединено с первым отверстием b1 клапана, второе отверстие b2 клапана соединено с третьим отверстием b3 клапана, четвертое отверстие b4 клапана соединено с пятым отверстием b5 клапана, шестое отверстие b6 клапана соединено с седьмым отверстием b7 клапана, а восьмое отверстие b8 клапана соединено с девятым отверстием b9 клапана; когда второй клапан 221 для загрузки пробы находится во втором рабочем положении, первое отверстие b1 клапана соединено со вторым отверстием b2 клапана, третье отверстие b3 клапана соединено с четвертым отверстием b4 клапана, пятое отверстие b5 клапана соединено с шестым отверстием b6 клапана, седьмое отверстие b7 клапана соединено с восьмым отверстием b8 клапана, а девятое отверстие b9 клапана соединено с десятым отверстием b10 клапана; и вторая количественная трубка 222 имеет один конец, соединенный с первым отверстием b1 клапана, и другой конец, соединенный с восьмым отверстием b8 клапана, вторая трубка 223 для газа-носителя соединена с каждым из седьмого отверстия b7 клапана и четвертого отверстия b4 клапана, первая колонка 224 предварительного разделения имеет впускной конец, соединенный со вторым отверстием b2 клапана, и выпускной конец, соединенный с шестым отверстием b6 клапана, а впускной конец первой хроматографической аналитической колонки 225 соединен с пятым отверстием b5 клапана. Первая колонка 224 предварительного разделения обеспечивает отделение углеводородных компонентов C6+ (включая углеводородные компоненты, содержащие 6 или более атомов углерода) от углеводородных компонентов C5- (включая углеводородные компоненты, содержащие 5 или менее атомов углерода); а первая хроматографическая аналитическая колонка 225 обеспечивает разделение пропана, изобутана, н-бутана, неопентана, изопентана и н-пентана. Вторая трубка 223 для газа-носителя снабжена расходомером 2231; демпфирующая трубка 227 расположена в соединительном трубопроводе между второй трубкой 223 для газа-носителя и четвертым отверстием b4 клапана; а отводной клапан 229 расположен в соединительном трубопроводе между впускным концом первой хроматографической аналитической колонки 225 и пятым отверстием b5 клапана.
[0144] Третья система 23 хроматографического колоночного анализа содержит третий клапан 231 для загрузки пробы, третью количественную трубку 232, третью трубку 233 для газа-носителя, вторую колонку 234 предварительного разделения и вторую хроматографическую аналитическую колонку 235. Третий клапан 231 для загрузки пробы представляет собой десятиходовой клапан, имеющий первое рабочее положение и второе рабочее положение, и снабжен первым отверстием c1 клапана, вторым отверстием c2 клапана, третьим отверстием c3 клапана, четвертым отверстием c4 клапана, пятым отверстием c5 клапана, шестым отверстием c6 клапана, седьмым отверстием c7 клапана, восьмым отверстием c8 клапана, девятым отверстием c9 клапана и десятым отверстием c10 клапана в последовательности по часовой стрелке; когда третий клапан 231 для загрузки пробы находится в первом рабочем положении, десятое отверстие c10 клапана соединено с первым отверстием c1 клапана, второе отверстие c2 клапана соединено с третьим отверстием c3 клапана, четвертое отверстие c4 клапана соединено с пятым отверстием c5 клапана, шестое отверстие c6 клапана соединено с седьмым отверстием c7 клапана, а восьмое отверстие c8 клапана соединено с девятым отверстием c9 клапана; когда третий клапан 231 для загрузки пробы находится во втором рабочем положении, первое отверстие c1 клапана соединено со вторым отверстием c2 клапана, третье отверстие c3 клапана соединено с четвертым отверстием c4 клапана, пятое отверстие c5 клапана соединено с шестым отверстием c6 клапана, седьмое отверстие c7 клапана соединено с восьмым отверстием c8 клапана, а девятое отверстие c9 клапана соединено с десятым отверстием c10 клапана; третья количественная трубка 232 имеет один конец, соединенный с первым отверстием c1 клапана, и другой конец, соединенный с восьмым отверстием c8 клапана, третья трубка 233 для газа-носителя соединена с каждым из седьмого отверстия c7 клапана и четвертого отверстия c4 клапана, вторая колонка 234 предварительного разделения имеет впускной конец, соединенный со вторым отверстием c2 клапана, и выпускной конец, соединенный с шестым отверстием c6 клапана, а впускной конец второй хроматографической аналитической колонки 235 соединен с пятым отверстием c5 клапана; при этом третье отверстие c3 клапана используется в качестве выпускного отверстия для обратной промывки второй колонки 234 предварительного разделения. Вторая колонка 234 предварительного разделения обеспечивает отделение кислорода, азота, метана и монооксида углерода от природного газа (другие углеводородные компоненты в природном газе могут быть удалены обратной промывкой), а вторая хроматографическая аналитическая колонка 235 обеспечивает разделение кислорода, азота, метана и монооксида углерода; третья трубка 233 для газа-носителя снабжена расходомером 2331, а демпфирующая трубка 237 расположена в соединительном трубопроводе между третьей трубкой 233 для газа-носителя и четвертым отверстием с4 клапана; при этом демпфирующая трубка 236 расположена на наружном выпускном трубопроводе, соединенном с третьим отверстием с3 клапана.
[0145] Четвертая система 24 хроматографического колоночного анализа содержит четвертый клапан 241 для загрузки пробы, четвертую количественную трубку 242, четвертую трубку 243 для газа-носителя, третью колонку 244 предварительного разделения и третью хроматографическую аналитическую колонку 245. Четвертый клапан 241 для загрузки пробы представляет собой десятиходовой клапан, имеющий первое рабочее положение и второе рабочее положение, и снабжен первым отверстием d1 клапана, вторым отверстием d2 клапана, третьим отверстием d3 клапана, четвертым отверстием d4 клапана, пятым отверстием d5 клапана, шестым отверстием d6 клапана, седьмым отверстием d7 клапана, восьмым отверстием d8 клапана, девятым отверстием d9 клапана и десятым отверстием d10 клапана в последовательности по часовой стрелке; когда четвертый клапан 241 для загрузки пробы находится в первом рабочем положении, десятое отверстие d10 клапана соединено с первым отверстием d1 клапана, второе отверстие d2 клапана соединено с третьим отверстием d3 клапана, четвертое отверстие d4 клапана соединено с пятым отверстием d5 клапана, шестое отверстие d6 клапана соединено с седьмым отверстием d7 клапана, а восьмое отверстие d8 клапана соединено с девятым отверстием d9 клапана; когда четвертый клапан 241 для загрузки пробы находится во втором рабочем положении, первое отверстие d1 клапана соединено со вторым отверстием d2 клапана, третье отверстие d3 клапана соединено с четвертым отверстием d4 клапана, пятое отверстие d5 клапана соединено с шестым отверстием d6 клапана, седьмое отверстие d7 клапана соединено с восьмым отверстием d8 клапана, а девятое отверстие d9 клапана соединено с десятым отверстием d10 клапана; четвертая количественная трубка 242 имеет один конец, соединенный с первым отверстием d1 клапана, и другой конец, соединенный с восьмым отверстием d8 клапана, четвертая трубка 243 для газа-носителя соединена с каждым из седьмого отверстия d7 клапана и четвертого отверстия d4 клапана, третья колонка 244 предварительного разделения имеет впускной конец, соединенный со вторым отверстием d2 клапана, и выпускной конец, соединенный с шестым отверстием d6 клапана, а впускной конец третьей хроматографической аналитической колонки 245 соединен с пятым отверстием d5 клапана; при этом третье отверстие d3 клапана используется в качестве выпускного отверстия для обратной промывки третьей колонки 244 предварительного разделения. Третья колонка 244 предварительного разделения обеспечивает отделение этана и CO2 от природного газа, а третья хроматографическая аналитическая колонка 245 обеспечивает разделение этана и CO2; четвертая трубка 243 для газа-носителя снабжена расходомером 2431; демпфирующая трубка 247 расположена в соединительном трубопроводе между четвертой трубкой 243 для газа-носителя и четвертым отверстием d4 клапана; при этом демпфирующая трубка 246 расположена на наружном выпускном трубопроводе, соединенном с третьим отверстием d3 клапана.
[0146] Пятая система 25 хроматографического колоночного анализа содержит пятый клапан 251 для загрузки пробы, пятую количественную трубку 252, пятую трубку 253 для газа-носителя, четвертую колонку 254 предварительного разделения и четвертую хроматографическую аналитическую колонку 255. Пятый клапан 251 для загрузки пробы представляет собой десятиходовой клапан, имеющий первое рабочее положение и второе рабочее положение, и снабжен первым отверстием e1 клапана, вторым отверстием e2 клапана, третьим отверстием e3 клапана, четвертым отверстием e4 клапана, пятым отверстием e5 клапана, шестым отверстием e6 клапана, седьмым отверстием e7 клапана, восьмым отверстием e8 клапана, девятым отверстием e9 клапана и десятым отверстием e10 клапана в последовательности по часовой стрелке; когда пятый клапан 251 для загрузки пробы находится в первом рабочем положении, десятое отверстие e10 клапана соединено с первым отверстием e1 клапана, второе отверстие e2 клапана соединено с третьим отверстием e3 клапана, четвертое отверстие e4 клапана соединено с пятым отверстием e5 клапана, шестое отверстие e6 клапана соединено с седьмым отверстием e7 клапана, а восьмое отверстие e8 клапана соединено с девятым отверстием e9 клапана; когда пятый клапан 251 для загрузки пробы находится во втором рабочем положении, первое отверстие e1 клапана соединено со вторым отверстием e2 клапана, третье отверстие e3 клапана соединено с четвертым отверстием e4 клапана, пятое отверстие e5 клапана соединено с шестым отверстием e6 клапана, седьмое отверстие e7 клапана соединено с восьмым отверстием e8 клапана, а девятое отверстие e9 клапана соединено с десятым отверстием e10 клапана; пятая количественная трубка 252 имеет один конец, соединенный с первым отверстием e1 клапана, и другой конец, соединенный с восьмым отверстием e8 клапана, пятая трубка 253 для газа-носителя соединена с каждым из седьмого отверстия e7 клапана и четвертого отверстия e4 клапана, четвертая колонка 254 предварительного разделения имеет впускной конец, соединенный со вторым отверстием e2 клапана, и выпускной конец, соединенный с шестым отверстием e6 клапана, а впускной конец четвертой хроматографической аналитической колонки 255 соединен с пятым отверстием e5 клапана; при этом третье отверстие e3 клапана используется в качестве выпускного отверстия для обратной промывки четвертой колонки 254 предварительного разделения. Четвертая колонка 254 предварительного разделения обеспечивает отделение гелия и водорода от природного газа (другие углеводородные компоненты в природном газе могут быть удалены обратной промывкой), а четвертая хроматографическая аналитическая колонка 255 обеспечивает разделение гелия и водорода; пятая трубка 253 для газа-носителя снабжена расходомером 2531; демпфирующая трубка 257 расположена на соединительном трубопроводе между пятой трубкой 253 для газа-носителя и четвертым отверстием e4 клапана; при этом демпфирующая трубка 256 расположена на наружном выпускном трубопроводе, соединенном с третьим отверстием e3 клапана. Первый клапан 211 для загрузки пробы, второй клапан 221 для загрузки пробы, третий клапан 231 для загрузки пробы, четвертый клапан 241 для загрузки пробы и пятый клапан 251 для загрузки пробы соединены последовательно через первую соединительную трубку 13 для количественных трубок, вторую соединительную трубку 14 для количественных трубок, третью соединительную трубку 15 для количественных трубок и четвертую соединительную трубку 16 для количественных трубок, а впускная трубка 11 для природного газа и выпускная трубка 12 для природного газа соединены с первым и последним клапанами для загрузки пробы из первого клапана 211 для загрузки пробы, второго клапана 221 для загрузки пробы, третьего клапана 231 для загрузки пробы, четвертого клапана 241 для загрузки пробы и пятого клапана 251 загрузки пробы, которые соединены последовательно, тем самым соединяя последовательно количественные трубки. В частности, шестое отверстие a6 первого клапана 211 для загрузки пробы соединено с впускной трубкой 11 для природного газа, пятое отверстие клапана a5 первого клапана 211 для загрузки пробы соединено с первой соединительной трубкой 13 для количественных трубок, десятое отверстие b10 второго клапана 221 для загрузки пробы соединено с первой соединительной трубкой 13 для количественных трубок, девятое отверстие b9 второго клапана 221 для загрузки пробы соединено со второй соединительной трубкой 14 для количественных трубок, десятое отверстие с10 третьего клапана 231 для загрузки пробы соединено со второй соединительной трубкой 14 для количественных трубок, девятое отверстие с9 третьего клапана 231 для загрузки пробы соединено с третьей соединительной трубкой 15 для количественных трубок, десятое отверстие d10 четвертого клапана 241 для загрузки пробы соединено с третьей соединительной трубкой 15 для количественных трубок, девятое отверстие d9 четвертого клапана 241 для загрузки пробы соединено с четвертой соединительной трубкой 16 для количественных трубок, десятое отверстие e10 пятого клапана 251 для загрузки пробы соединено с четвертой соединительной трубкой 16 для количественных трубок, а девятое отверстие e9 пятого клапана 251 для загрузки пробы соединено с выпускной трубкой 12 для природного газа. Впускная трубка 11 для природного газа снабжена регулирующим клапаном 111; вторая соединительная трубка 14 для количественных трубок снабжена регулирующим клапаном 141; третья соединительная трубка 15 для количественных трубок снабжена регулирующим клапаном 151; а системы хроматографического колоночного анализа соединены с соответствующими детекторами соответственно. В частности, хемилюминесцентный детектор 31 на серу соединен с выпускным концом колонки 214 для определения серы, третье отверстие b3 второго клапана 221 для загрузки пробы и первая хроматографическая аналитическая колонка 225 соединены с пламенно-ионизационным детектором 32, вторая хроматографическая аналитическая колонка 235 соединена с первым термокондуктометрическим детектором 33, третья хроматографическая аналитическая колонка 245 соединена с первым термокондуктометрическим детектором 33, а каждая из четвертой хроматографической аналитической колонки 255 и пятой трубки 253 для газа-носителя соединена со вторым термокондуктометрическим детектором 34. Отводной клапан 228 и демпфирующая трубка 226 расположены на соединительном трубопроводе между третьим отверстием b3 второго клапана 221 для загрузки пробы и пламенно-ионизационным детектором 32; а демпфирующая трубка 258 расположена в соединительном трубопроводе между пятой трубкой 253 для газа-носителя и вторым термокондуктометрическим детектором 34.
[0147] Первая система 21 хроматографического колоночного анализа выполнена с возможностью отделения оксисульфида углерода, сероводорода, метилмеркаптана, этилмеркаптана, метилсульфида, метилэтилсульфида, диметилдисульфида, этилсульфида, сероуглерода, н-бутилмеркаптана, трет-бутилмеркаптана, изопропилмеркаптана и тиофена от природного газа, при этом первая система 21 хроматографического колоночного анализа соединена с хемилюминесцентным детектором 31 на серу для анализа содержания оксисульфида углерода, сероводорода, метилмеркаптана, этилмеркаптана, метилсульфида, метилэтилсульфида, диметилдисульфида, этилсульфида, дисульфида углерода, н-бутилмеркаптана, трет-бутилмеркаптана, изопропилмеркаптана и тиофена в природном газе.
[0148] Вторая система 22 хроматографического колоночного анализа выполнена с возможностью отделения углеводородов, имеющих C3 и выше, от природного газа, при этом вторая система 22 хроматографического колоночного анализа соединена с пламенно-ионизационным детектором 32 для анализа содержания углеводородов, имеющих C3 и выше, в природном газе.
[0149] Третья система 23 хроматографического колоночного анализа выполнена с возможностью отделения кислорода, азота, метана и монооксида углерода от природного газа, при этом третья система 23 хроматографического колоночного анализа соединена с первым термокондуктометрическим детектором 33 для анализа содержания кислорода, азота, метана и монооксида углерода в природном газе.
[0150] Четвертая система 24 хроматографического колоночного анализа выполнена с возможностью отделения диоксида углерода и этана от природного газа, при этом четвертая система 24 хроматографического колоночного анализа соединена с первым термокондуктометрическим детектором 33 для анализа содержания диоксида углерода и этана в природном газе.
[0151] Пятая система 25 хроматографического колоночного анализа выполнена с возможностью отделения гелия и водорода от природного газа, при этом пятая система 25 хроматографического колоночного анализа соединена со вторым термокондуктометрическим детектором 34 для анализа содержания гелия и водорода в природном газе.
[0152] В частности, колонка 214 для определения серы представляет собой хроматографическую колонку DB-Sulfur SCD. Колонка 214 для определения серы имеет размеры: длина 60 м; диаметр 0,32 мм; толщина пленки жидкой фазы в капиллярной колонке 4,2 мкм.
[0153] Объем первой количественной трубки 212 составляет 1 мл.
[0154] В частности, первая колонка 224 для предварительного разделения представляет собой колонку для предварительного разделения OV-1; набивочный материал первой колонки 224 для предварительного разделения содержит целит 545 размером 80-100 меш и силикон OV-1, где содержание силикона OV-1 составляет 10% в расчете на массу целита 545 (силикон OV-1 10% на целит 545 80/100 меш); при этом первая колонка 224 для предварительного разделения имеет размеры: наружный диаметр 1,6 мм; внутренний диаметр 1,0 мм; и длина 1,0 м.
[0155] Первая хроматографическая аналитическая колонка 225 представляет собой хроматографическую колонку HP-Al/S. Первая хроматографическая аналитическая колонка 225 имеет размеры: длина 50 м; диаметр 0,53 мм; толщина пленки жидкой фазы 15 мкм.
[0156] Объем второй количественной трубки 222 составляет 0,1 мл.
[0157] В частности, вторая колонка 234 для предварительного разделения представляет собой колонку Porapak N; набивочный материал второй колонки 234 для предварительного разделения имеет номер сита 80-100; при этом вторая колонка 234 для предварительного разделения имеет размеры: наружный диаметр 3,2 мм; внутренний диаметр 2,1 мм; и длина 1,0 м.
[0158] Вторая хроматографическая аналитическая колонка 235 представляет собой колонку с молекулярным ситом MS-13X. Вторая хроматографическая аналитическая колонка 235 имеет размеры: наружный диаметр 3,2 мм; внутренний диаметр 2,1 мм; и длина 5,0 м.
[0159] Объем третьей количественной трубки 232 составляет 1 мл.
[0160] В частности, третья колонка 244 предварительного разделения представляет собой колонку Porapak N; набивочный материал третьей колонки 244 предварительного разделения имеет номер сита 80-100; при этом третья колонка 244 предварительного разделения имеет размеры: наружный диаметр 3,2 мм; внутренний диаметр 2,1 мм; и длина 1,0 м.
[0161] Третья хроматографическая аналитическая колонка 245 представляет собой колонку Porapak N; набивочный материал третьей хроматографической аналитической колонки 245 имеет номер сита 80-100; при этом третья хроматографическая аналитическая колонка 245 имеет размеры: наружный диаметр 3,2 мм; внутренний диаметр 2,1 мм; и длина 2,0 м.
[0162] Объем четвертой количественной трубки 242 составляет 1 мл.
[0163] В частности, четвертая колонка 254 предварительного разделения представляет собой колонку Porapak N; набивочный материал четвертой колонки 254 предварительного разделения имеет номер сита 80-100; при этом четвертая колонка 254 предварительного разделения имеет размеры: наружный диаметр 3,2 мм; внутренний диаметр 2,1 мм; и длина 1,0 м.
[0164] Четвертая хроматографическая аналитическая колонка 255 представляет собой колонку с молекулярным ситом MS-5A, а набивочный материал четвертой хроматографической аналитической колонки 255 имеет номер сита 60-80. Четвертая хроматографическая аналитическая колонка 255 имеет размеры: наружный диаметр 3,2 мм; внутренний диаметр 2,1 мм; и длина 3,0 м.
[0165] Объем пятой количественной трубки 252 составляет 5 мл.
[0166] В частности, устройство дополнительно содержит аппарат для программируемого изменения температуры, в котором расположены колонка 214 для определения серы и первая хроматографическая аналитическая колонка 225.
[0167] В частности, данное устройство дополнительно содержит термостат, в котором расположены вторая хроматографическая аналитическая колонка 235, третья хроматографическая аналитическая колонка 245 и четвертая хроматографическая аналитическая колонка 255.
Пример 2
[0168] Далее, в этом примере предложен способ анализа показателей качества продукта природного газа. Способ осуществляют с использованием устройства для анализа показателей качества продукта природного газа согласно примеру 1. Способ включает в себя следующие этапы.
[0169] На этапе S1 пробу вводят в количественные трубки первой системы 21 хроматографического колоночного анализа, второй системы 22 хроматографического колоночного анализа, третьей системы 23 хроматографического колоночного анализа, четвертой системы 24 хроматографического колоночного анализа и пятой системы 25 хроматографического колоночного анализа таким образом, что каждая из количественных трубок заполнена пробой природного газа. В частности, каждый из первого клапана 211 для загрузки пробы, второго клапана 221 для загрузки пробы, третьего клапана 231 для загрузки пробы, четвертого клапана 241 для загрузки пробы и пятого клапана 251 для загрузки пробы переводят в первое рабочее положение, продукт природного газа вводят из впускной трубки 11 для природного газа в первый клапан 211 для загрузки пробы, при этом продукт природного газа проходит через первую количественную трубку 212, вторую количественную трубку 222, третью количественную трубку 232, четвертую количественную трубку 242 и пятую количественную трубку 252, а затем выходит из выпускной трубки 12 для природного газа; при этом первая количественная трубка 212, вторая количественная трубка 222, третья количественная трубка 232, четвертая количественная трубка 242 и пятая количественная трубка 252 захватывают часть продукта природного газа в качестве пробы природного газа.
[0170] На этапе S2 в первой системе 21 хроматографического колоночного анализа первую трубку 213 для газа-носителя используют для доставки газа-носителя, пробу природного газа в первой количественной трубке 212 подают в колонку 214 для определения серы под воздействием газа-носителя для разделения сульфидов, а разделенные компоненты подают в хемилюминесцентный детектор 31 на серу, так что сульфиды в пробе природного газа обнаруживаются таким образом, что получают первую хроматограмму обнаружения. В частности, первый клапан 211 для загрузки пробы в первой системе 21 хроматографического колоночного анализа переключают во второе рабочее положение, газ-носитель вводят в первую систему 21 хроматографического колоночного анализа из первой трубки 213 для газа-носителя с расходом 3 мл/мин, газ-носитель поступает в первую количественную трубку 212 через второе отверстие a2 клапана и первое отверстие a1 клапана последовательно и принуждает пробу природного газа в первой количественной трубке 212 протекать в колонку 214 для определения серы после прохождения через четвертое отверстие а4 клапана, третье отверстие a3 клапана и впускное отверстие 215 с делением/без деления потока последовательно для его разделения в колонке 214 для определения серы; при этом оксисульфид углерода, сероводород, метилмеркаптан, этилмеркаптан, метилсульфид, метилэтилсульфид, диметилдисульфид, этилсульфид, сероуглерод, н-бутилмеркаптан, трет-бутилмеркаптан, изопропилмеркаптан и тиофен последовательно выходят из колонки 214 для определения серы в хемилюминесцентный детектор 31 на серу для обнаружения с тем, чтобы получить первую хроматограмму обнаружения. На ФИГ. 7 показана первая хроматограмма обнаружения.
[0171] Газом-носителем является гелий.
[0172] Колонку 214 для определения серы выдерживают (в этом примере в течение 3 мин) при 40°C до тех пор, пока из колонки для определения серы не выйдет карбонильная сера, а затем колонку для определения серы нагревают со скоростью 15°C/мин до 130°C и выдерживают (в этом примере в течение 6 мин) при этой температуре до получения первой хроматограммы обнаружения.
[0173] Хемилюминесцентный детектор 31 на серу имеет температуру загрузки пробы 200°С и температуру реакции 850°С, при этом хемилюминесцентный детектор 31 на серу имеет коэффициент разделения 10:1, а расходы реакционных газов в хемилюминесцентном детекторе 31 на серу составляют 80 мл/мин для водорода (H2), 40 мл/мин для азота (N2), 10 мл/мин для кислорода (O2) и 25 мл/мин для озона (O3).
[0174] На этапе S3 во второй системе 22 хроматографического колоночного анализа вторую трубку 223 для газа-носителя используют для доставки газа-носителя, а первую колонку 224 предварительного разделения и первую хроматографическую аналитическую колонку 225 используют последовательно для выполнения разделения пробы природного газа во второй количественной трубке 222 под воздействием газа-носителя; когда компоненты C5- в пробе природного газа выходят из первой колонки 224 предварительного разделения и входят в первую хроматографическую аналитическую колонку 225, газ-носитель перемещается к выпускному концу первой колонки 224 предварительного разделения, при этом впускной конец первой колонки 225 предварительного разделения соединен с пламенно-ионизационным детектором 32, и под воздействием газа-носителя углеводородные компоненты C6+ в первой колонке 224 предварительного разделения перемещаются обратной промывкой в пламенно-ионизационный детектор 32 для обнаружения; после завершения обратной промывки газ-носитель перемещается к впускному концу первой хроматографической аналитической колонки 224, и под воздействием газа-носителя углеводородные компоненты C3-, разделенные первой хроматографической аналитической колонкой 225, последовательно поступают в пламенно-ионизационный детектор 32 для обнаружения с тем, чтобы получить вторую хроматограмму обнаружения. В частности, второй клапан 221 для загрузки проб во второй системе 22 хроматографического колоночного анализа переключают во второе рабочее положение, при этом газ-носитель вводится во вторую систему 22 хроматографического колоночного анализа из второй трубки 223 для газа-носителя под давлением 500 кПа, поступает во вторую количественную трубку 222 через седьмое отверстие b7 клапана и восьмое отверстие b8 клапана последовательно и принуждает пробу природного газа во второй количественной трубке 222 протекать в первую колонку 224 предварительного разделения после прохождения через первое отверстие b1 клапана и второе отверстие b2 клапана последовательно для предварительного разделения в первой колонке 224 предварительного разделения; при этом пропан, изобутан, н-бутан, неопентан, изопентан и н-пентан последовательно выходят из первой колонки 224 предварительного разделения и затем поступают в первую хроматографическую аналитическую колонку 225 для дальнейшего разделения после прохождения через шестое отверстие b6 клапана и пятое отверстие b5 клапана последовательно под воздействием газа-носителя, так что разница во времени при разделении компонентов увеличивается. После выхода компонентов C5- из первой колонки 224 для предварительного разделения и входа в первую хроматографическую аналитическую колонку 225 второй клапан 221 для загрузки пробы второй системы 22 для хроматографического колоночного анализа переключают в первое рабочее положение. Газ-носитель вводят из второй трубки 223 для газа-носителя под давлением 500 кПа и подают в первую колонку 224 предварительного разделения со стороны выпускного конца первой колонки 224 предварительного разделения через седьмое отверстие b7 клапана и шестое отверстие b6 клапана последовательно, при этом углеводородные компоненты C6+ в первой колонке 224 предварительного разделения вымываются из первой колонки 224 предварительного разделения и поступают в пламенно-ионизационный детектор 32 через второе отверстие b2 клапана и третье отверстие b3 клапана для обнаружения. После того как пламенно-ионизационный детектор 32 отследит объединенный пик гексана, регулируют направление потока газа-носителя. Газ-носитель вводят из второй трубки 223 для газа-носителя под давлением 500 кПа и подают в первую хроматографическую аналитическую колонку 225 после последовательного пропускания через четвертое отверстие b4 клапана и пятое отверстие b5 клапана. Под воздействием газа-носителя пропан, изобутан, н-бутан, неопентан, изопентан и н-пентан последовательно выходят из первой хроматографической аналитической колонки 225 и поступают в пламенно-ионизационный детектор 32 для обнаружения с тем, чтобы получить вторую хроматограмму обнаружения. На ФИГ. 8 показана вторая хроматограмма обнаружения.
[0175] Газом-носителем является гелий.
[0176] Первую хроматографическую аналитическую колонку 225 выдерживают (в этом примере в течение 3 мин) при 40°С до тех пор, пока не будет отслежен объединенный пик гексана, а затем первую хроматографическую аналитическую колонку нагревают со скоростью 15°С/мин до 130°С и выдерживают (в этом примере в течение 6 мин) при этой температуре до получения второй хроматограммы обнаружения.
[0177] Температура пламенно-ионизационного детектора 32 составляет 200°C, а расходы реакционных газов пламенно-ионизационного детектора 32 составляют 32 мл/мин для водорода (H2), 200 мл/мин для воздуха и 20 мл/мин для подпиточного газа (подпитки).
[0178] На этапе S4 в третьей системе 23 хроматографического колоночного анализа третью трубку 233 для газа-носителя используют для подачи газа-носителя, а вторую колонку 234 предварительного разделения и вторую хроматографическую аналитическую колонку 235 используют для выполнения разделения пробы природного газа в третьей количественной трубке 232 под воздействием газа-носителя; после выхода компонентов кислорода, азота, метана и монооксида углерода в пробе природного газа из второй колонки 234 предварительного разделения и их поступления во вторую хроматографическую аналитическую колонку 235 выполняют подачу газа-носителя к выпускному концу второй колонки 234 предварительного разделения, при этом оставшиеся компоненты во второй колонке 235 предварительного разделения вымываются обратной промывкой из третьей системы 23 хроматографического анализа под воздействием газа-носителя; а после завершения обратной промывки газ-носитель подают к впускному концу второй хроматографической аналитической колонки 235, и под воздействием движущей силы газа-носителя компоненты кислорода, азота, метана и монооксида углерода, разделенные второй хроматографической аналитической колонкой 235, последовательно вводят в первый термокондуктометрический детектор 33 для обнаружения с тем, чтобы получить третью хроматограмму обнаружения. В частности, третий клапан 231 для загрузки проб в третьей системе 23 хроматографического колоночного анализа переключают во второе рабочее положение, при этом газ-носитель поступает в третью систему 23 хроматографического колоночного анализа из третьей трубки 233 для газа-носителя под давлением 500 кПа, проходит в третью количественную трубку 232 через седьмое отверстие c7 клапана и восьмое отверстие c8 клапана последовательно и принуждает пробу природного газа в третьей количественной трубке 232 протекать во вторую колонку 234 предварительного разделения после прохождения через первое отверстие c1 клапана и второе отверстие c2 клапана последовательно для предварительного разделения во второй колонке 234 предварительного разделения; при этом кислород, азот, метан и монооксид углерода последовательно выводятся из второй колонки 234 предварительного разделения, а затем поступают во вторую хроматографическую аналитическую колонку 235 для дальнейшего разделения после прохождения через шестое отверстие c6 клапана и пятое отверстие c5 клапана последовательно под воздействием газа-носителя, так что разница во времени при разделении компонентов увеличивается. После того, как компоненты кислорода, азота, метана и монооксида углерода выйдут из второй колонки 234 предварительного разделения и войдут во вторую хроматографическую аналитическую колонку 235, третий клапан 231 для загрузки пробы третьей системы 23 хроматографического колоночного анализа переключают в первое рабочее положение. Газ-носитель вводят из третьей трубки 233 для газа-носителя под давлением 500 кПа и подают во вторую колонку 234 предварительного разделения со стороны выпускного конца второй колонки 234 предварительного разделения через седьмое отверстие c7 клапана и шестое отверстие c6 клапана последовательно, при этом оставшиеся компоненты во второй колонке 234 предварительного разделения вымываются из третьей системы 23 хроматографического колоночного анализа. Затем регулируют направление потока газа-носителя. Газ-носитель вводят из третьей трубки 233 для газа-носителя под давлением 500 кПа и подают во вторую хроматографическую аналитическую колонку 235 после последовательного прохождения через четвертое отверстие c4 клапана и пятое отверстие c5 клапана, при этом кислород, азот, метан и монооксид углерода последовательно выходят из второй хроматографической аналитической колонки 235 под воздействием газа-носителя и поступают в первый термокондуктометрический детектор 33 для обнаружения с тем, чтобы получить третью хроматограмму обнаружения. Третью хроматограмму обнаружения см. на ФИГ. 9 (третья хроматограмма обнаружения и четвертая хроматограмма обнаружения объединены в одну хроматограмму обнаружения).
[0179] Газом-носителем является гелий.
[0180] Температура второй хроматографической аналитической колонки составляет 60°С.
[0181] Температура первого термокондуктометрического детектора 33 составляет 150°C, при этом первый термокондуктометрический детектор 33 имеет рабочий ток 120 мА и является катодным по полярности.
[0182] На этапе S5 в четвертой системе 24 хроматографического колоночного анализа четвертую трубку 243 для газа-носителя используют для подачи газа-носителя, а третью колонку 244 предварительного разделения и третью хроматографическую аналитическую колонку 245 используют для выполнения разделения пробы природного газа в четвертой количественной трубке 242 под воздействием газа-носителя; после того, как компоненты диоксида углерода и этана в пробе природного газа выйдут из третьей колонки 244 предварительного разделения и войдут в третью хроматографическую аналитическую колонку 245, газ-носитель подают к выпускному концу третьей колонки 244 предварительного разделения, при этом оставшиеся компоненты в третьей колонке 245 предварительного разделения вымываются обратной промывкой из четвертой системы 24 хроматографического колоночного анализа под воздействием газа-носителя; а после завершения обратной промывки газ-носитель подают к впускному концу третьей хроматографической аналитической колонки 245, и под воздействием газа-носителя компоненты диоксида углерода и этана, разделенные третьей хроматографической аналитической колонкой 245, последовательно входят в первый термокондуктометрический детектор 33 для обнаружения с тем, чтобы получить четвертую хроматограмму обнаружения. В частности, четвертый клапан 241 для загрузки проб в четвертой системе 24 хроматографического колоночного анализа переключают во второе рабочее положение, при этом газ-носитель вводится в четвертую систему 24 хроматографического колоночного анализа из четвертой трубки 243 для газа-носителя под давлением 350 кПа, последовательно поступает в четвертую количественную трубку 242 через седьмое отверстие d7 клапана и восьмое отверстие d8 клапана и принуждает пробу природного газа в четвертой количественной трубке 242 протекать в третью колонку 244 предварительного разделения после прохождения через первое отверстие d1 клапана и второе отверстие d2 клапана последовательно для предварительного разделения в третьей колонке 244 предварительного разделения; при этом диоксид углерода и этан последовательно выходят из третьей колонки 244 предварительного разделения, а затем поступают в третью хроматографическую аналитическую колонку 245 для дальнейшего разделения после прохождения через шестое отверстие d6 клапана и пятое отверстие d5 клапана последовательно под воздействием газа-носителя, так что разница во времени при разделении компонентов увеличивается. После выхода компонентов диоксида углерода и этана из третьей колонки 244 предварительного разделения и входа в третью хроматографическую аналитическую колонку 245 четвертый клапан 241 для загрузки пробы третьей системы 23 хроматографического колоночного анализа переключают в первое рабочее положение. Газ-носитель вводят из четвертой трубки 243 для газа-носителя под давлением 350 кПа в третью колонку 244 предварительного разделения со стороны выпускного конца третьей колонки 244 предварительного разделения через седьмое отверстие d7 клапана и шестое отверстие d6 клапана последовательно, при этом оставшиеся компоненты в третьей колонке 244 предварительного разделения вымываются из третьей системы 23 хроматографического колоночного анализа. Затем регулируют направление потока газа-носителя. Газ-носитель вводят из четвертой трубки 243 для газа-носителя под давлением 350 кПа в третью хроматографическую аналитическую колонку 245 после его последовательного прохождения через четвертое отверстие d4 клапана и пятое отверстие d5 клапана, при этом диоксид углерода и этан последовательно выходят из третьей хроматографической аналитической колонки 245 под воздействием газа-носителя и поступают в первый термокондуктометрический детектор 33 для обнаружения с тем, чтобы получить четвертую хроматограмму обнаружения. На ФИГ. 9 показана четвертая хроматограмма обнаружения (третья хроматограмма обнаружения и четвертая хроматограмма обнаружения объединены в одну хроматограмму обнаружения)
[0183] Газом-носителем является гелий.
[0184] Температура второй хроматографической аналитической колонки составляет 60°С.
[0185] Температура первого термокондуктометрического детектора 33 составляет 150°C, при этом первый термокондуктометрический детектор 33 имеет рабочий ток 120 мА и является катодным по полярности.
[0186] На этапе S6 в пятой системе 25 хроматографического колоночного анализа пятую трубку 253 для газа-носителя используют для подачи газа-носителя, а четвертую колонку 254 предварительного разделения и четвертую хроматографическую аналитическую колонку 255 используют для выполнения разделения пробы природного газа в пятой количественной трубке 252 под воздействием газа-носителя; после того, как компоненты диоксида углерода и этана в пробе природного газа выйдут из четвертой колонки 254 предварительного разделения и войдут в четвертую хроматографическую аналитическую колонку 255, газ-носитель подают в выпускной конец четвертой колонки 254 предварительного разделения, а оставшиеся компоненты в третьей колонке 245 предварительного разделения вымывают обратной промывкой из пятой системы 25 хроматографического колоночного анализа под воздействием газа-носителя; а после завершения обратной промывки газ-носитель подают во впускной конец четвертой хроматографической аналитической колонки 255, и под воздействием газа-носителя компоненты диоксида углерода и этана, разделенные четвертой хроматографической аналитической колонкой 255, последовательно вводят во второй термокондуктометрический детектор 34 для обнаружения с тем, чтобы получить пятую хроматограмму обнаружения. В частности, пятый клапан 251 для загрузки проб в пятой системе 25 хроматографического колоночного анализа переключают во второе рабочее положение, газ-носитель входит в пятую систему 25 хроматографического колоночного анализа из пятой трубки 253 для газа-носителя под давлением 250 кПа, последовательно поступает в пятую количественную трубку 252 через седьмое отверстие e7 клапана и восьмое отверстие e8 клапана и принуждает пробу природного газа в пятой количественной трубке 252 протекать в четвертую колонку 254 предварительного разделения после прохождения через первое отверстие e1 клапана и второе отверстие e2 клапана последовательно для предварительного разделения в четвертой колонке 254 предварительного разделения; при этом диоксид углерода и этан последовательно выходят из четвертой колонки 254 предварительного разделения, а затем поступают в четвертую хроматографическую аналитическую колонку 255 для дальнейшего разделения после прохождения через шестое отверстие e6 клапана и пятое отверстие e5 клапана последовательно под воздействием газа-носителя, так что разница во времени при разделении компонентов увеличивается. После выхода компонентов диоксида углерода и этана из четвертой колонки 254 предварительного разделения и входа в четвертую хроматографическую аналитическую колонку 255 пятый клапан 251 для загрузки пробы третьей системы 23 хроматографического колоночного анализа переключают в первое рабочее положение. Газ-носитель подают из пятой трубки 253 для газа-носителя под давлением 250 кПа в четвертую колонку 254 предварительного разделения со стороны выпускного конца четвертой колонки 254 предварительного разделения через седьмое отверстие e7 клапана и шестое отверстие e6 клапана последовательно, при этом оставшиеся компоненты в четвертой колонке 254 предварительного разделения вымываются из третьей системы 23 хроматографического колоночного анализа. Затем регулируют направление потока газа-носителя. Газ-носитель вводят из пятой трубки 253 для газа-носителя под давлением 250 кПа и подают в четвертую хроматографическую аналитическую колонку 255 после последовательного прохождения через четвертое отверстие e4 клапана и пятое отверстие e5 клапана, а диоксид углерода и этан последовательно выходят из четвертой хроматографической аналитической колонки 255 под воздействием газа-носителя и поступают во второй термокондуктометрический детектор 34 для обнаружения с тем, чтобы получить пятую хроматограмму обнаружения. На ФИГ. 10 показана пятая хроматограмма обнаружения.
[0187] Газом-носителем является азот.
[0188] Температура второй хроматографической аналитической колонки составляет 60°С.
[0189] Температура второго термокондуктометрического детектора 34 составляет 150°C, при этом второй термокондуктометрический детектор 34 имеет рабочий ток 70 мА и является анодным по полярности.
[0190] На этапе S7 содержание сульфидов в пробе природного газа определяют на основании полученной первой хроматограммы обнаружения. В частности, на основании полученной первой хроматограммы обнаружения определяют содержание оксисульфида углерода, сероводорода, метилмеркаптана, этилмеркаптана, метилсульфида, метилэтилсульфида, диметилдисульфида, этилсульфида, сероуглерода, н-бутилмеркаптана, трет-бутилмеркаптана, изопропилмеркаптана и тиофена в пробе природного газа с использованием стандартных кривых содержания сульфидов, а результаты приведены в таблице 1.
[0191] На основании полученной второй хроматограммы обнаружения определяют содержание углеводородов, имеющих C3 и выше, в пробе природного газа. В частности, на основании полученной второй хроматограммы обнаружения содержание углеводородных компонентов пропана, изобутана, н-бутана, неопентана, изопентана, н-пентана и C6+ в пробе природного газа определяют с использованием стандартных кривых содержания углеводородов, имеющих C3 и выше, а результаты показаны в таблице 2.
[0192] На основании полученной третьей хроматограммы обнаружения определяют содержание кислорода, азота, метана и монооксида углерода в пробе природного газа. В частности, на основании полученной третьей хроматограммы обнаружения определяют содержание кислорода, азота, метана и монооксида углерода в пробе природного газа с использованием стандартных кривых содержания кислорода, азота, метана и монооксида углерода, а результаты приведены в таблице 3.
[0193] На основании полученной четвертой хроматограммы обнаружения определяют содержание диоксида углерода и этана в пробе природного газа. В частности, на основании полученной четвертой хроматограммы обнаружения определяют содержание диоксида углерода и этана в пробах природного газа с использованием стандартных кривых содержания диоксида углерода и этана, а результаты приведены в таблице 3.
[0194] На основании полученной пятой хроматограммы обнаружения определяют содержание гелия и водорода в пробе природного газа. В частности, на основании полученной пятой хроматограммы обнаружения определяют содержание гелия и водорода в пробе природного газа с использованием стандартных кривых содержания гелия и водорода, а результаты представлены в таблице 4.
[0195] Стандартные кривые содержания сульфидов получают таким образом, что в прибор для анализа вставляют 7 флаконов стандартных веществ 4 типов соединений серы и 13 типов соединений серы в разных точках концентрации, каждый флакон стандартного вещества повторно анализируют 11 и более раз, собирают эффективные данные о площади пика компонента по 11 вводам, наносят на график среднее значение площадей пиков компонента в течение 11 вводов по отношению к соответствующему содержанию и проверяют профиль концентрации каждого компонента в зависимости от значения отклика. Калибровочные кривые 13 типов соединений серы показаны в следующих Таблицах 5-17 и на ФИГ. 11-23.
[0196] Стандартные кривые содержания углеводородов, имеющих C3 и выше, стандартные кривые содержания кислорода, азота, метана и монооксида углерода и стандартные кривые содержания гелия и водорода получены одним и тем же способом, а результаты показаны в Таблицах 18-30 и ФИГ. 24-36.
Таблица 1
Таблица 2
Таблица 3
Таблица 4
Таблица 5 Соответствующая таблица значений концентрации сероводородного компонента и значений отклика
Таблица 6 Соответствующая таблица значений концентрации оксисульфидного компонента углерода и значений отклика
Таблица 7 Соответствующая таблица значений концентрации компонента метилмеркаптана и значений отклика
Таблица 8 Соответствующая таблица значений концентрации этилмеркаптанового компонента и значений отклика
Таблица 9 Соответствующая таблица значений концентрации метилсульфидного компонента и значений отклика
Таблица 10 Соответствующая таблица значений концентрации сероуглеродного компонента и значений отклика
Таблица 11 Соответствующая таблица значений концентрации компонента изопропилмеркаптана и значений отклика
Таблица 12 Соответствующая таблица значений концентрации трет-бутилмеркаптанового компонента и значений отклика
Таблица 13 Соответствующая таблица значений концентрации метилэтилсульфидного компонента и значений отклика
Таблица 14 Соответствующая таблица значений концентрации тиофенового компонента и значений отклика
Таблица 15 Соответствующая таблица значений концентрации этилсульфидного компонента и значений отклика
Таблица 16 Соответствующая таблица значений концентрации н-бутилмеркаптанового компонента и значений отклика
Таблица 17 Соответствующая таблица значений концентрации компонента диметилдисульфида и значений отклика
Таблица 18 Соответствующая таблица значений концентрации компонента диоксида углерода и значений отклика
Таблица 19 Соответствующая таблица значений концентрации компонента этана и значений отклика
Таблица 20 Соответствующая таблица значений концентрации азотного компонента и значений отклика
Таблица 21 Соответствующая таблица значений концентрации гелиевого компонента и значений отклика
Таблица 22 Соответствующая таблица значений концентрации водородного компонента и значений отклика
Таблица 23 Соответствующая таблица значений концентрации гексанового компонента и значений отклика
Таблица 24 Соответствующая таблица значений концентрации пропанового компонента и значений отклика
Таблица 25 Соответствующая таблица значений концентрации компонента монооксида углерода и значений отклика
Таблица 26 Соответствующая таблица значений концентрации компонента изобутана и значений отклика
Таблица 27 Соответствующая таблица значений концентрации н-бутанового компонента и значений отклика
Таблица 28 Соответствующая таблица значений концентрации неопентанового компонента и значений отклика
Таблица 29 Соответствующая таблица значений концентрации изопентанового компонента и значений отклика
Таблица 30 Соответствующая таблица значений концентрации н-пентанового компонента и значений отклика
[0197] На этапе S8 на основании полученного содержания сульфидов в пробе природного газа, углеводородов, имеющих C3 и выше, в пробе природного газа, кислорода, азота, метана и монооксида углерода в пробе природного газа, диоксида углерода и этана в пробе природного газа, а также гелия и водорода в пробе природного газа определяют высшую теплотворную способность природного газа, общее содержание серы (в пересчете на серу, в мг/м3), содержание сероводорода (в мг/м3) и содержание диоксида углерода (в мольных процентах).
[0198] В способе анализа, как видно из ФИГ. 7-10, степень разделения каждого целевого компонента является высокой, при этом ПО (С/Ш = 3) <50 ч/млн. Все степени разделения больше чем 1, где: степени разделения i-C4H1 и n-C4H10 могут достигать 4,45; степени разделения CH4 и CO могут достигать 5,245; а степени разделения H2S и COS могут достигать 2,701.
[0199] Хотя принцип и варианты осуществления настоящего изобретения описаны в настоящем документе с использованием конкретных вариантов осуществления, вышеприведенное описание вариантов осуществления предназначено только для способствования пониманию способов и основной концепции настоящего изобретения. Кроме того, специалистами в данной области техники могут быть внесены изменения в конкретные варианты осуществления и объем применения в соответствии с концепцией настоящего изобретения. В заключение, содержание описания не должно рассматриваться как ограничение настоящего изобретения.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Способ и система для потокового пламенно-фотометрического определения содержания серосодержащих соединений в природном газе | 2022 |
|
RU2826970C2 |
АНАЛИЗ СЖАТЫХ ПЛАСТОВЫХ ФЛЮИДОВ | 2012 |
|
RU2589768C2 |
СПОСОБ АНАЛИЗА ОПТИЧЕСКИХ ИЗОМЕРОВ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА СОРБЕНТ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2010 |
|
RU2447433C2 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОЛИЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА НЕПОДЕЛЕННЫХ НА ХРОМАТОГРАММЕ КОМПОНЕНТОВ | 2009 |
|
RU2412434C2 |
СПОСОБ ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА СОДЕРЖАНИЯ ПРИМЕСЕЙ В ГАЗАХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2002 |
|
RU2210073C1 |
СИСТЕМА, УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ МОНИТОРИНГА ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ В ГАЗОВОЙ СРЕДЕ | 2017 |
|
RU2733529C2 |
СИСТЕМА ИЗОТОПНОГО ХРОМАТО-МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ОРГАНИЧЕСКИХ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ И ТВЕРДОЭЛЕКТРОЛИТНАЯ ЯЧЕЙКА | 2006 |
|
RU2315289C1 |
СПОСОБ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА МНОГОКОМПОНЕНТНОГО ВЕЩЕСТВА | 2010 |
|
RU2439552C1 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАКИСИ АЗОТА, УГЛЕРОДА МОНООКСИДА, УГЛЕРОДА ДИОКСИДА, КИСЛОРОДА И АЗОТА В ЛЕКАРСТВЕННОМ ПРЕПАРАТЕ "АЗОТА ЗАКИСЬ, ГАЗ СЖАТЫЙ" | 2024 |
|
RU2816826C1 |
СИСТЕМА И СПОСОБ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И КОЛИЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА КИСЛОРОДА И ПРИМЕСЕЙ, СОДЕРЖАЩИХСЯ В КИСЛОРОДЕ МЕДИЦИНСКОМ ГАЗООБРАЗНОМ | 2022 |
|
RU2797786C1 |
Изобретение относится к устройству и способу анализа показателей качества продукта природного газа. Устройство содержит узел загрузки пробы и соединенные параллельно первую, вторую, третью, четвертую и пятую системы хроматографического колоночного анализа. Первая система хроматографического колоночного анализа выполнена с возможностью отделения сульфидов от природного газа. Вторая система хроматографического колоночного анализа выполнена с возможностью отделения углеводородов, имеющих C3 и выше, от природного газа. Третья система хроматографического колоночного анализа выполнена с возможностью отделения кислорода, азота, метана и монооксида углерода от природного газа. Четвертая система хроматографического колоночного анализа выполнена с возможностью отделения диоксида углерода и этана от природного газа. Пятая система хроматографического колоночного анализа выполнена с возможностью отделения гелия и водорода от природного газа. Каждая система хроматографического колоночного анализа снабжена количественной трубкой, трубкой для газа-носителя и хроматографической колонкой. Количественная трубка выполнена с возможностью хранения пробы природного газа. Трубка для газа-носителя выполнена с возможностью доставки газа-носителя в систему хроматографического колоночного анализа с тем, чтобы подвергнуть пробу природного газа в количественной трубке разделению на компоненты внутри хроматографической колонки. Узел загрузки пробы соединен с количественными трубками первой, второй, третьей, четвертой и пятой систем хроматографического колоночного анализа с возможностью управляемого соединения/разъединения для подачи пробы природного газа в количественные трубки первой, второй, третьей, четвертой и пятой систем хроматографического колоночного анализа. Каждая система хроматографического колоночного анализа соединена с соответствующим детектором соответственно. Техническим результатом является создание устройства для анализа и способа анализа, которые упрощают получение показателей качества продукта природного газа. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 36 ил., 30 табл.
1. Устройство для анализа показателей качества продукта природного газа, содержащее узел загрузки пробы и соединенные параллельно первую, вторую, третью, четвертую и пятую системы хроматографического колоночного анализа, причем первая система хроматографического колоночного анализа выполнена с возможностью отделения сульфидов от природного газа; вторая система хроматографического колоночного анализа выполнена с возможностью отделения углеводородов, имеющих C3 и выше, от природного газа; третья система хроматографического колоночного анализа выполнена с возможностью отделения кислорода, азота, метана и монооксида углерода от природного газа; четвертая система хроматографического колоночного анализа выполнена с возможностью отделения диоксида углерода и этана от природного газа; и пятая система хроматографического колоночного анализа выполнена с возможностью отделения гелия и водорода от природного газа; при этом
каждая система хроматографического колоночного анализа снабжена количественной трубкой, трубкой для газа-носителя и хроматографической колонкой, причем количественная трубка выполнена с возможностью хранения пробы природного газа, а трубка для газа-носителя выполнена с возможностью доставки газа-носителя в систему хроматографического колоночного анализа с тем, чтобы подвергнуть пробу природного газа в количественной трубке разделению на компоненты внутри хроматографической колонки;
узел загрузки пробы соединен с количественными трубками первой, второй, третьей, четвертой и пятой систем хроматографического колоночного анализа с возможностью управляемого соединения/разъединения для подачи пробы природного газа в количественные трубки первой, второй, третьей, четвертой и пятой систем хроматографического колоночного анализа; и
каждая система хроматографического колоночного анализа соединена с соответствующим детектором соответственно.
2. Устройство по п. 1, в котором узел загрузки пробы соединен с количественными трубками первой, второй, третьей, четвертой и пятой систем хроматографического колоночного анализа таким образом, что количественные трубки первой, второй, третьей, четвертой и пятой систем хроматографического колоночного анализа соединены последовательно;
при этом узел загрузки пробы содержит впускную трубку для природного газа, выпускную трубку для природного газа и первую, вторую, третью и четвертую соединительные трубки для количественных трубок, причем первая, вторая, третья и четвертая соединительные трубки для количественных трубок выполнены с возможностью последовательного соединения количественных трубок соответственно, впускная трубка для природного газа соединена с впускным концом количественных трубок, соединенных последовательно, а выпускная трубка для природного газа соединена с выпускным концом количественных трубок, соединенных последовательно.
3. Устройство по п. 1, в котором
хроматографическая колонка первой системы хроматографического колоночного анализа содержит колонку для определения серы; в первой системе хроматографического колоночного анализа один конец количественной трубки соединен с трубкой для газа-носителя через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, другой конец количественной трубки соединен с впускным концом колонки для определения серы через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, а выпускной конец колонки для определения серы соединен с хемилюминесцентным детектором на серу через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, причем колонка для определения серы обеспечивает разделение оксисульфида углерода, сероводорода, метилмеркаптана, этилмеркаптана, метилсульфида, метилэтилсульфида, диметилдисульфида, этилсульфида, дисульфида углерода, н-бутилмеркаптана, трет-бутилмеркаптана, изопропилмеркаптана и тиофена;
хроматографическая колонка второй системы хроматографического колоночного анализа содержит первую колонку предварительного разделения и первую хроматографическую аналитическую колонку; во второй системе хроматографического колоночного анализа один конец количественной трубки соединен с трубкой для газа-носителя через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, другой конец количественной трубки соединен с впускным концом первой колонки предварительного разделения через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, выпускной конец первой колонки предварительного разделения соединен с впускным концом первой хроматографической аналитической колонки через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, трубка для газа-носителя соединена с выпускным концом первой колонки предварительного разделения и впускным концом первой хроматографической аналитической колонки соответственно через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, а впускной конец первой колонки предварительного разделения и выпускной конец первой хроматографической аналитической колонки соединены с пламенно-ионизационным детектором на водород соответственно через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением; при этом первая колонка предварительного разделения обеспечивает отделение углеводородных компонентов C6+ от углеводородных компонентов C5-; а первая хроматографическая аналитическая колонка обеспечивает разделение пропана, изобутана, н-бутана, неопентана, изопентана и н-пентана;
хроматографическая колонка третьей системы хроматографического колоночного анализа содержит вторую колонку предварительного разделения и вторую хроматографическую аналитическую колонку; в третьей системе хроматографического колоночного анализа один конец количественной трубки соединен с трубкой для газа-носителя через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, другой конец количественной трубки соединен с впускным концом второй колонки предварительного разделения через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, выпускной конец второй колонки предварительного разделения соединен с впускным концом второй хроматографической аналитической колонки через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, трубка для газа-носителя соединена с выпускным концом второй колонки предварительного разделения и впускным концом второй хроматографической аналитической колонки соответственно через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, а выпускной конец второй хроматографической аналитической колонки соединен с детектором с термокондуктометрическими ячейками через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, причем вторая колонка предварительного разделения обеспечивает отделение кислорода, азота, метана и монооксида углерода от природного газа; а вторая хроматографическая аналитическая колонка обеспечивает разделение кислорода, азота, метана и монооксида углерода;
хроматографическая колонка четвертой системы хроматографического колоночного анализа содержит третью колонку предварительного разделения и третью хроматографическую аналитическую колонку; в четвертой системе хроматографического колоночного анализа один конец количественной трубки соединен с трубкой для газа-носителя через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, другой конец количественной трубки соединен с впускным концом третьей колонки предварительного разделения через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, выпускной конец третьей колонки предварительного разделения соединен с впускным концом третьей хроматографической аналитической колонки через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, трубка для газа-носителя соединена с выпускным концом третьей колонки предварительного разделения и впускным концом третьей хроматографической аналитической колонки соответственно через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, а выпускной конец третьей хроматографической аналитической колонки соединен с детектором с термокондуктометрическими ячейками через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением; при этом третья колонка предварительного разделения обеспечивает отделение этана и диоксида углерода от природного газа; а третья хроматографическая аналитическая колонка обеспечивает разделение этана и диоксида углерода;
хроматографическая колонка пятой системы хроматографического колоночного анализа содержит четвертую колонку предварительного разделения и четвертую хроматографическую аналитическую колонку; в пятой системе хроматографического колоночного анализа один конец количественной трубки соединен с трубкой для газа-носителя через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, а другой конец количественной трубки соединен с впускным концом четвертой колонки предварительного разделения через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, выпускной конец четвертой колонки предварительного разделения соединен с впускным концом четвертой хроматографической аналитической колонки через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, трубка для газа-носителя соединена с выпускным концом четвертой колонки предварительного разделения и впускным концом четвертой хроматографической аналитической колонки соответственно через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением, а выпускной конец четвертой хроматографической аналитической колонки соединен с детектором с термокондуктометрическими ячейками через соединительный трубопровод с управляемым соединением/разъединением; при этом четвертая колонка предварительного разделения обеспечивает отделение гелия и водорода от природного газа; а четвертая хроматографическая аналитическая колонка обеспечивает разделение гелия и водорода.
4. Устройство по п. 3, в котором
колонка для определения серы представляет собой хроматографическую колонку DB-Sulfur SCD; хроматографическая колонка DB-Sulfur SCD имеет длину от 50 до 60 м;
первая колонка предварительного разделения выбрана из одного из колонки предварительного разделения OV-1 и капиллярной колонки DB-1; колонка предварительного разделения OV-1 имеет длину от 1,0 до 2,0 м; капиллярная колонка DB-1 имеет длину от 3,0 до 5,0 м;
первая хроматографическая аналитическая колонка выбрана из одного из хроматографической колонки HP-Al/S, капиллярной колонки HP-PLOT Al2O3 S, капиллярной колонки PONA и капиллярной колонки Plot Q; хроматографическая колонка HP-Al/S имеет длину от 30 до 50 м; капиллярная колонка HP-PLOT Al2O3 S имеет длину от 25 до 50 м; капиллярная колонка PONA имеет длину от 50 до 100 м; капиллярная колонка Plot Q имеет длину от 25 до 30 м;
вторая колонка предварительного разделения выбрана из одного из колонки Porapak N, колонки Porapak Q и колонки Porapak QS; колонка Porapak N имеет длину от 3 до 5 м;
вторая хроматографическая аналитическая колонка представляет собой колонку с молекулярным ситом MS-13X; колонка с молекулярным ситом MS-13X имеет длину от 3,0 до 5,0 м;
третья колонка предварительного разделения выбрана из одного из колонки Porapak N, колонки Porapak Q и колонки Porapak QS; колонка Porapak N имеет длину от 1 до 2 м;
третья хроматографическая аналитическая колонка выбрана из одного из колонки Porapak N, колонки Porapak Q и колонки Porapak QS; колонка Porapak N имеет длину от 2 до 3 м;
четвертая колонка предварительного разделения выбрана из одного из колонки Porapak N, колонки Porapak Q и колонки Porapak QS; колонка Porapak N имеет длину от 1 до 2 м;
четвертая хроматографическая аналитическая колонка представляет собой колонку с молекулярным ситом MS-5A; колонка с молекулярным ситом MS-5A имеет длину от 3,0 до 5,0 м.
5. Устройство по п. 3, в котором
первая система хроматографического колоночного анализа содержит первый клапан для загрузки пробы, который представляет собой многоходовой клапан, имеющий первое рабочее положение и второе рабочее положение; в первой системе хроматографического колоночного анализа первый клапан для загрузки пробы соединен с двумя концами количественной трубки, трубкой газа-носителя и хроматографической колонкой соответственно, при этом первый клапан для загрузки пробы используется для управления соединением/разъединением соединительного трубопровода между частями первой системы хроматографического колоночного анализа и соединением/разъединением соединительного трубопровода между узлом загрузки пробы и первой системой хроматографического колоночного анализа;
когда первый клапан для загрузки пробы переключен в первое рабочее положение, обеспечена возможность непосредственного выведения газа в узле загрузки пробы из первой системы хроматографического колоночного анализа после прохождения через количественную трубку; а когда первый клапан для загрузки пробы переключен во второе рабочее положение, обеспечена возможность введения потока газа в трубке для газа-носителя первой системы хроматографического колоночного анализа в хроматографическую колонку первой системы хроматографического колоночного анализа через количественную трубку первой системы хроматографического колоночного анализа.
6. Устройство по п. 5, в котором
первый клапан для загрузки пробы представляет собой шестиходовой клапан, имеющий первое рабочее положение и второе рабочее положение, причем шестиходовой клапан снабжен первым отверстием клапана, вторым отверстием клапана, третьим отверстием клапана, четвертым отверстием клапана, пятым отверстием клапана и шестым отверстием клапана в последовательности по часовой стрелке; когда шестиходовой клапан находится в первом рабочем положении, шестое отверстие клапана соединено с первым отверстием клапана, второе отверстие клапана соединено с третьим отверстием клапана, а четвертое отверстие клапана соединено с пятым отверстием клапана; когда шестиходовой клапан находится во втором рабочем положении, первое отверстие клапана соединено со вторым отверстием клапана, третье отверстие клапана соединено с четвертым отверстием клапана, а пятое отверстие клапана соединено с шестым отверстием клапана; и
каждое из шестого отверстия и пятого отверстия первого клапана для загрузки пробы соединено с узлом загрузки пробы, количественная трубка первой системы хроматографического колоночного анализа имеет один конец, соединенный с первым отверстием первого клапана для загрузки пробы, и другой конец, соединенный с четвертым отверстием первого клапана для загрузки пробы, трубка для газа-носителя первой системы хроматографического колоночного анализа соединена со вторым отверстием первого клапана для загрузки пробы, а колонка для определения серы соединена с третьим отверстием первого клапана для загрузки пробы.
7. Устройство по п. 3, в котором
вторая система хроматографического колоночного анализа содержит второй клапан для загрузки пробы, который представляет собой многоходовой клапан, имеющий первое рабочее положение и второе рабочее положение; во второй системе хроматографического колоночного анализа второй клапан для загрузки пробы соединен с двумя концами количественной трубки, трубкой для газа-носителя, двумя концами первой колонки предварительного разделения, впускным концом первой хроматографической аналитической колонки и пламенно-ионизационным детектором на водород соответственно, при этом второй клапан для загрузки пробы используется для управления соединением/разъединением соединительного трубопровода между частями второй системы хроматографического колоночного анализа и соединением/разъединением соединительного трубопровода между узлом загрузки пробы и второй системой хроматографического колоночного анализа;
когда второй клапан для загрузки пробы переключен в первое рабочее положение, обеспечена возможность непосредственного выведения газа в узле загрузки пробы из второй системы хроматографического колоночного анализа после прохождения через количественную трубку, введения газа в трубке для газа-носителя второй системы хроматографического колоночного анализа в выпускной конец первой колонки предварительного разделения, выведения потока из впускного конца первой колонки предварительного разделения, а затем введения потока в пламенно-ионизационный детектор на водород, при этом обеспечивается возможность введения газа в трубке для газа-носителя второй системы хроматографического колоночного анализа в первую хроматографическую аналитическую колонку через впускной конец первой хроматографической аналитической колонки; а когда второй клапан для загрузки пробы переключен во второе рабочее положение, обеспечена возможность введения потока газа в трубке для газа-носителя второй системы хроматографического колоночного анализа в первую колонку предварительного разделения через количественную трубку второй системы хроматографического колоночного анализа, введения во впускной конец первой колонки предварительного разделения и выведения потока из выпускного конца первой колонки предварительного разделения, а затем введения в первую хроматографическую аналитическую колонку через впускной конец первой хроматографической аналитической колонки.
8. Устройство по п. 7, в котором
второй клапан для загрузки пробы представляет собой десятиходовой клапан, имеющий первое рабочее положение и второе рабочее положение, причем второй клапан для загрузки пробы снабжен первым отверстием клапана, вторым отверстием клапана, третьим отверстием клапана, четвертым отверстием клапана, пятым отверстием клапана, шестым отверстием клапана, седьмым отверстием клапана, восьмым отверстием клапана, девятым отверстием клапана и десятым отверстием клапана в последовательности по часовой стрелке; когда второй клапан для загрузки пробы находится в первом рабочем положении, десятое отверстие клапана соединено с первым отверстием клапана, второе отверстие клапана соединено с третьим отверстием клапана, четвертое отверстие клапана соединено с пятым отверстием клапана, шестое отверстие клапана соединено с седьмым отверстием клапана, а восьмое отверстие клапана соединено с девятым отверстием клапана; когда второй клапан для загрузки пробы находится во втором рабочем положении, первое отверстие клапана соединено со вторым отверстием клапана, третье отверстие клапана соединено с четвертым отверстием клапана, пятое отверстие клапана соединено с шестым отверстием клапана, седьмое отверстие клапана соединено с восьмым отверстием клапана, а девятое отверстие клапана соединено с десятым отверстием клапана; и
десятое отверстие и девятое отверстие второго клапана для загрузки пробы соединены с узлом загрузки пробы, количественная трубка второй системы хроматографического колоночного анализа имеет один конец, соединенный с первым отверстием второго клапана для загрузки пробы, и другой конец, соединенный с восьмым отверстием второго клапана для загрузки пробы, трубка для газа-носителя второй системы хроматографического колоночного анализа соединена с каждым из седьмого отверстия и четвертого отверстия второго клапана для загрузки пробы, первая колонка предварительного разделения имеет впускной конец, соединенный со вторым отверстием второго клапана для загрузки пробы, и выпускной конец, соединенный с шестым отверстием второго клапана для загрузки пробы, впускной конец первой хроматографической аналитической колонки соединен с пятым отверстием второго клапана для загрузки пробы, а третье отверстие второго клапана для загрузки пробы соединено с пламенно-ионизационным детектором на водород.
9. Устройство по п. 3, в котором
третья система хроматографического колоночного анализа содержит третий клапан для загрузки пробы, который представляет собой многоходовой клапан, имеющий первое рабочее положение и второе рабочее положение; в третьей системе хроматографического колоночного анализа третий клапан для загрузки пробы соединен с двумя концами количественной трубки, трубкой для газа-носителя, двумя концами второй колонки предварительного разделения и впускным концом второй хроматографической аналитической колонки соответственно, при этом третий клапан для загрузки пробы используется для управления соединением/разъединением соединительного трубопровода между частями третьей системы хроматографического колоночного анализа и соединением/разъединением соединительного трубопровода между узлом загрузки пробы и третьей системой хроматографического колоночного анализа;
когда третий клапан для загрузки пробы переключен в первое рабочее положение, обеспечена возможность непосредственного выведения газа в узле загрузки пробы из третьей системы хроматографического колоночного анализа после прохождения через количественную трубку, введения газа в трубке для газа-носителя третьей системы хроматографического колоночного анализа в выпускной конец второй колонки предварительного разделения и выведения потока из впускного конца второй колонки предварительного разделения для выведения из трех систем анализа, при этом обеспечена возможность введения газа в трубке для газа-носителя третьей системы хроматографического колоночного анализа во вторую хроматографическую аналитическую колонку через впускной конец второй хроматографической аналитической колонки; а когда третий клапан для загрузки пробы переключен во второе рабочее положение, обеспечена возможность введения потока газа в трубке для газа-носителя третьей системы хроматографического колоночного анализа во вторую колонку предварительного разделения через количественную трубку третьей системы хроматографического колоночного анализа, введения во впускной конец второй колонки предварительного разделения и выведения потока из выпускного конца второй колонки предварительного разделения, а затем введения во вторую хроматографическую аналитическую колонку через впускной конец второй хроматографической аналитической колонки.
10. Устройство по п. 9, в котором
третий клапан для загрузки пробы представляет собой десятиходовой клапан, имеющий первое рабочее положение и второе рабочее положение, причем третий клапан для загрузки пробы снабжен первым отверстием клапана, вторым отверстием клапана, третьим отверстием клапана, четвертым отверстием клапана, пятым отверстием клапана, шестым отверстием клапана, седьмым отверстием клапана, восьмым отверстием клапана, девятым отверстием клапана и десятым отверстием клапана в последовательности по часовой стрелке; когда третий клапан для загрузки пробы находится в первом рабочем положении, десятое отверстие клапана соединено с первым отверстием клапана, второе отверстие клапана соединено с третьим отверстием клапана, четвертое отверстие клапана соединено с пятым отверстием клапана, шестое отверстие клапана соединено с седьмым отверстием клапана, а восьмое отверстие клапана соединено с девятым отверстием клапана; когда третий клапан для загрузки пробы находится во втором рабочем положении, первое отверстие клапана соединено со вторым отверстием клапана, третье отверстие клапана соединено с четвертым отверстием клапана, пятое отверстие клапана соединено с шестым отверстием клапана, седьмое отверстие клапана соединено с восьмым отверстием клапана, а девятое отверстие клапана соединено с десятым отверстием клапана; и
каждое из десятого отверстия и девятого отверстия третьего клапана для загрузки пробы соединено с узлом загрузки пробы, количественная трубка третьей системы хроматографического колоночного анализа имеет один конец, соединенный с первым отверстием третьего клапана для загрузки пробы, и другой конец, соединенный с восьмым отверстием третьего клапана для загрузки пробы, трубка для газа-носителя третьей системы хроматографического колоночного анализа соединена с седьмым отверстием и четвертым отверстием третьего клапана для загрузки пробы, вторая колонка предварительного разделения имеет впускной конец, соединенный со вторым отверстием третьего клапана для загрузки пробы, и выпускной конец, соединенный с шестым отверстием третьего клапана для загрузки пробы, а впускной конец второй хроматографической аналитической колонки соединен с пятым отверстием третьего клапана для загрузки пробы.
11. Устройство по п. 3, в котором
четвертая система хроматографического колоночного анализа содержит четвертый клапан для загрузки пробы, который представляет собой многоходовой клапан, имеющий первое рабочее положение и второе рабочее положение; в четвертой системе хроматографического колоночного анализа четвертый клапан для загрузки пробы соединен с двумя концами количественной трубки, трубкой газа-носителя, двумя концами третьей колонки предварительного разделения и впускным концом третьей хроматографической аналитической колонки соответственно, при этом четвертый клапан для загрузки пробы используется для управления соединением/разъединением соединительного трубопровода между частями четвертой системы хроматографического колоночного анализа и соединением/разъединением соединительного трубопровода между узлом загрузки пробы и четвертой системой хроматографического колоночного анализа;
когда четвертый клапан для загрузки пробы переключен в первое рабочее положение, обеспечена возможность непосредственного выведения газа в узле загрузки пробы из четвертой системы хроматографического колоночного анализа после прохождения через количественную трубку, введения газа в трубке для газа-носителя четвертой системы хроматографического колоночного анализа в выпускной конец третьей колонки предварительного разделения и выведения потока из впускного конца третьей колонки предварительного разделения для выведения из трех систем анализа, при этом обеспечена возможность введения газа в трубке для газа-носителя четвертой системы хроматографического колоночного анализа в третью хроматографическую аналитическую колонку через впускной конец третьей хроматографической аналитической колонки; а когда четвертый клапан для загрузки пробы переключен во второе рабочее положение, обеспечена возможность введения потока газа в трубке для газа-носителя четвертой системы хроматографического колоночного анализа в третью колонку предварительного разделения через количественную трубку четвертой системы хроматографического колоночного анализа, введения во впускной конец третьей колонки предварительного разделения и выведения потока из выпускного конца третьей колонки предварительного разделения, а затем введения в третью хроматографическую аналитическую колонку через впускной конец третьей хроматографической аналитической колонки.
12. Устройство по п. 11, в котором
четвертый клапан для загрузки пробы представляет собой десятиходовой клапан, имеющий первое рабочее положение и второе рабочее положение, причем четвертый клапан для загрузки пробы снабжен первым отверстием клапана, вторым отверстием клапана, третьим отверстием клапана, четвертым отверстием клапана, пятым отверстием клапана, шестым отверстием клапана, седьмым отверстием клапана, восьмым отверстием клапана, девятым отверстием клапана и десятым отверстием клапана в последовательности по часовой стрелке; когда четвертый клапан для загрузки пробы находится в первом рабочем положении, десятое отверстие клапана соединено с первым отверстием клапана, второе отверстие клапана соединено с третьим отверстием клапана, четвертое отверстие клапана соединено с пятым отверстием клапана, шестое отверстие клапана соединено с седьмым отверстием клапана, а восьмое отверстие клапана соединено с девятым отверстием клапана; когда четвертый клапан для загрузки пробы находится во втором рабочем положении, первое отверстие клапана соединено со вторым отверстием клапана, третье отверстие клапана соединено с четвертым отверстием клапана, пятое отверстие клапана соединено с шестым отверстием клапана, седьмое отверстие клапана соединено с восьмым отверстием клапана, а девятое отверстие клапана соединено с десятым отверстием клапана; и
каждое из десятого отверстия и девятого отверстия четвертого клапана для загрузки пробы соединено с узлом загрузки пробы, количественная трубка четвертой системы хроматографического колоночного анализа имеет один конец, соединенный с первым отверстием четвертого клапана для загрузки пробы, и другой конец, соединенный с восьмым отверстием четвертого клапана для загрузки пробы, трубка для газа-носителя четвертой системы хроматографического колоночного анализа соединена с седьмым отверстием и четвертым отверстием четвертого клапана для загрузки пробы, третья колонка предварительного разделения имеет впускной конец, соединенный со вторым отверстием четвертого клапана для загрузки пробы, и выпускной конец, соединенный с шестым отверстием четвертого клапана для загрузки пробы, а впускной конец третьей хроматографической аналитической колонки соединен с пятым отверстием четвертого клапана для загрузки пробы.
13. Устройство по п. 3, в котором
пятая система хроматографического колоночного анализа содержит пятый клапан для загрузки пробы, который представляет собой многоходовой клапан, содержащий первое рабочее положение и второе рабочее положение; в пятой системе хроматографического колоночного анализа пятый клапан для загрузки пробы соединен с двумя концами количественной трубки, трубкой для газа-носителя, двумя концами четвертой колонки предварительного разделения и впускным концом четвертой хроматографической аналитической колонки соответственно, при этом пятый клапан для загрузки пробы используется для управления соединением/разъединением соединительного трубопровода между частями пятой системы хроматографического колоночного анализа и соединением/разъединением соединительного трубопровода между узлом загрузки пробы и пятой системой хроматографического колоночного анализа;
когда пятый клапан для загрузки пробы переключен в первое рабочее положение, обеспечена возможность непосредственного выведения потока газа в узле загрузки пробы из пятой системы хроматографического колоночного анализа после прохождения через количественную трубку, обеспечена возможность введения газа в трубке для газа-носителя пятой системы хроматографического колоночного анализа в выпускной конец четвертой колонки предварительного разделения и выведения потока из впускного конца четвертой колонки предварительного разделения для выведения из трех систем анализа и обеспечена возможность введения газа в трубке для газа-носителя пятой системы хроматографического колоночного анализа в четвертую хроматографическую аналитическую колонку через впускной конец четвертой хроматографической аналитической колонки; а когда пятый клапан для загрузки пробы переключен во второе рабочее положение, обеспечена возможность введения потока газа в трубке для газа-носителя пятой системы хроматографического колоночного анализа в четвертую колонку предварительного разделения через количественную трубку пятой системы хроматографического колоночного анализа, введения во впускной конец четвертой колонки предварительного разделения и выведения потока из выпускного конца четвертой колонки предварительного разделения, а затем введения в четвертую хроматографическую аналитическую колонку через впускной конец четвертой хроматографической аналитической колонки.
14. Устройство по п. 13, в котором
пятый клапан для загрузки пробы представляет собой десятиходовой клапан, имеющий первое рабочее положение и второе рабочее положение, причем пятый клапан для загрузки пробы снабжен первым отверстием клапана, вторым отверстием клапана, третьим отверстием клапана, четвертым отверстием клапана, пятым отверстием клапана, шестым отверстием клапана, седьмым отверстием клапана, восьмым отверстием клапана, девятым отверстием клапана и десятым отверстием клапана в последовательности по часовой стрелке; когда пятый клапан для загрузки пробы находится в первом рабочем положении, десятое отверстие клапана соединено с первым отверстием клапана, второе отверстие клапана соединено с третьим отверстием клапана, четвертое отверстие клапана соединено с пятым отверстием клапана, шестое отверстие клапана соединено с седьмым отверстием клапана, а восьмое отверстие клапана соединено с девятым отверстием клапана; когда пятый клапан для загрузки пробы находится во втором рабочем положении, первое отверстие клапана соединено со вторым отверстием клапана, третье отверстие клапана соединено с четвертым отверстием клапана, пятое отверстие клапана соединено с шестым отверстием клапана, седьмое отверстие клапана соединено с восьмым отверстием клапана, а девятое отверстие клапана соединено с десятым отверстием клапана; и
каждое из десятого отверстия и девятого отверстия пятого клапана для загрузки пробы соединено с узлом загрузки пробы, количественная трубка пятой системы хроматографического колоночного анализа имеет один конец, соединенный с первым отверстием пятого клапана для загрузки пробы, и другой конец, соединенный с восьмым отверстием пятого клапана для загрузки пробы, трубка для газа-носителя пятой системы хроматографического колоночного анализа соединена с седьмым отверстием и четвертым отверстием пятого клапана для загрузки пробы, четвертая колонка предварительного разделения имеет впускной конец, соединенный со вторым отверстием пятого клапана для загрузки пробы, и выпускной конец, соединенный с шестым отверстием пятого клапана для загрузки пробы, а впускной конец четвертой хроматографической аналитической колонки соединен с пятым отверстием пятого клапана для загрузки пробы.
15. Способ анализа показателей качества продукта природного газа, реализуемый с использованием устройства для анализа показателей качества продукта природного газа по любому из пп. 1-14, включающий:
загрузку пробы в количественные трубки первой системы хроматографического колоночного анализа, второй системы хроматографического колоночного анализа, третьей системы хроматографического колоночного анализа, четвертой системы хроматографического колоночного анализа и пятой системы хроматографического колоночного анализа таким образом, что каждая из количественных трубок заполнена пробой природного газа;
в первой системе хроматографического колоночного анализа: использование трубки для газа-носителя для доставки газа-носителя, использование хроматографической колонки для отделения сульфидов от пробы природного газа в количественной трубке под воздействием газа-носителя и подачу отделенных компонентов в детектор для обнаружения для получения первой хроматограммы обнаружения; определение содержания сульфидов в пробе природного газа на основании полученной первой хроматограммы обнаружения;
во второй системе хроматографического колоночного анализа: использование трубки для газа-носителя для доставки газа-носителя, использование хроматографической колонки для отделения углеводородов, имеющих C3 и выше, от пробы природного газа в количественной трубке под воздействием газа-носителя и доставку отделенных компонентов в детектор для обнаружения для получения второй хроматограммы обнаружения; определение содержания углеводородов, имеющих C3 и выше, в пробе природного газа на основании полученной второй хроматограммы обнаружения;
в третьей системе хроматографического колоночного анализа: использование трубки газа-носителя для доставки газа-носителя, использование хроматографической колонки для отделения кислорода, азота, метана и монооксида углерода от пробы природного газа в количественной трубке под воздействием газа-носителя и подачу отделенных компонентов в детектор для обнаружения для получения третьей хроматограммы обнаружения; определение содержания кислорода, азота, метана и монооксида углерода в пробе природного газа на основании полученной третьей хроматограммы обнаружения;
в четвертой системе хроматографического колоночного анализа: использование трубки для газа-носителя для доставки газа-носителя, использование хроматографической колонки для отделения диоксида углерода и этана от пробы природного газа в количественной трубке под воздействием газа-носителя и подачу отделенных компонентов в детектор для обнаружения для получения четвертой хроматограммы обнаружения; определение содержания диоксида углерода и этана в пробе природного газа на основании полученной четвертой хроматограммы обнаружения;
в пятой системе хроматографического колоночного анализа: использование трубки для газа-носителя для доставки газа-носителя, использование хроматографической колонки для отделения гелия и водорода от пробы природного газа в количественной трубке под воздействием газа-носителя и доставку отделенных компонентов к детектору для обнаружения для получения пятой хроматограммы обнаружения; определение содержания гелия и водорода в пробе природного газа на основании полученной пятой хроматограммы обнаружения; и
на основании полученного содержания сульфидов в пробе природного газа, содержания углеводородов, имеющих C3 и выше, в пробе природного газа, содержания кислорода, азота, метана и монооксида углерода в пробе природного газа, содержания диоксида углерода и этана в пробе природного газа и содержания гелия и водорода в пробе природного газа определяют высшую теплотворную способность, общее содержание серы, содержание сероводорода и/или содержание диоксида углерода для природного газа.
16. Способ по п. 15, реализуемый с использованием устройства для анализа показателей качества продукта природного газа по любому из пп. 3-14, согласно которому этап использования трубки для газа-носителя в первой системе хроматографического колоночного анализа для доставки газа-носителя с использованием хроматографической колонки для отделения сульфидов от пробы природного газа в количественной трубке под воздействием газа-носителя и с подачей отделенных компонентов в детектор для обнаружения с получением первой хроматограммы обнаружения включает:
в первой системе хроматографического колоночного анализа: использование трубки для газа-носителя для доставки газа-носителя, подачу пробы природного газа в количественной трубке в колонку для определения серы под воздействием газа-носителя для отделения сульфидов и подачу отделенных компонентов в хемилюминесцентный детектор на серу для обнаружения сульфидов в пробе природного газа с получением первой хроматограммы обнаружения;
колонку для определения серы поддерживают при 30-50°C до тех пор, пока карбонильная сера не выйдет из колонки для определения серы, а затем температуру колонки для определения серы повышают со скоростью 10-20°C/мин до 130°C и поддерживают на этом уровне.
17. Способ по п. 15, реализуемый с использованием устройства для анализа показателей качества продукта природного газа по любому из пп. 3-14, согласно которому этап использования трубки для газа-носителя во второй системе хроматографического колоночного анализа для доставки газа-носителя с использованием хроматографической колонки для отделения углеводородов, имеющих C3 и выше, от пробы природного газа в количественной трубке под воздействием газа-носителя и с подачей отделенных компонентов в детектор для обнаружения с получением второй хроматограммы обнаружения включает:
во второй системе хроматографического колоночного анализа: использование трубки для газа-носителя для доставки газа-носителя и подвергание пробы природного газа в количественной трубке под воздействием газа-носителя операциям разделения с использованием первой колонки предварительного разделения и первой хроматографической аналитической колонки последовательно; перемещение газа-носителя к выпускному концу первой колонки предварительного разделения после выхода компонентов C5- в пробе природного газа из первой колонки предварительного разделения и входа в первую хроматографическую аналитическую колонку, соединение впускного конца первой колонки предварительного разделения с пламенно-ионизационным детектором на водород и перенос обратной промывкой углеводородных компонентов C6+ под воздействием газа-носителя из первой колонки предварительного разделения в пламенно-ионизационный детектор на водород для обнаружения; а после завершения обратной промывки перенос газа-носителя во впускной конец первой хроматографической аналитической колонки и последовательное введение под воздействием газа-носителя отдельных углеводородных компонентов C3, разделенных первой хроматографической аналитической колонкой, в пламенно-ионизационный детектор на водород для обнаружения с получением второй хроматограммы обнаружения;
первую хроматографическую аналитическую колонку поддерживают при 30-50°С до тех пор, пока пламенно-ионизационный детектор на водород не будет отслеживать пики углеводородных компонентов C6+, а затем температуру первой хроматографической аналитической колонки повышают со скоростью 10-20°С/мин до 130°С и поддерживают на этом уровне.
18. Способ по п. 15, реализуемый с использованием устройства для анализа показателей качества продукта природного газа по любому из пп. 3-14, согласно которому этап использования трубки для газа-носителя в третьей системе хроматографического колоночного анализа для доставки газа-носителя, использования хроматографической колонки для отделения кислорода, азота, метана и монооксида углерода от пробы природного газа в количественной трубке под воздействием газа-носителя и подачи отделенных компонентов в детектор для обнаружения с получением третьей хроматограммы обнаружения включает:
в третьей системе хроматографического колоночного анализа: использование трубки для газа-носителя для доставки газа-носителя и подвергание пробы природного газа в количественной трубке под воздействием газа-носителя операциям разделения с использованием второй колонки предварительного разделения и второй хроматографической аналитической колонки последовательно; после выхода компонентов кислорода, азота, метана и монооксида углерода в пробе природного газа из второй колонки предварительного разделения и входа во вторую хроматографическую аналитическую колонку перенос газа-носителя в выпускной конец второй колонки предварительного разделения и удаление обратной промывкой оставшихся компонентов во второй колонке предварительного разделения из третьей системы хроматографического колоночного анализа под воздействием газа-носителя; и после завершения обратной промывки перенос газа-носителя во впускной конец второй хроматографической аналитической колонки и под воздействием газа-носителя последовательный ввод компонентов кислорода, азота, метана и монооксид углерода, отделенных второй хроматографической аналитической колонкой, в детектор с термокондуктометрическими ячейками для обнаружения с получением третьей хроматограммы обнаружения;
температура второй хроматографической аналитической колонки составляет 50-70°С.
19. Способ по п. 15, реализуемый с использованием устройства для анализа показателей качества продукта природного газа по любому из пп. 3-14, согласно которому этап использования трубки для газа-носителя в четвертой системе хроматографического колоночного анализа для доставки газа-носителя, использования хроматографической колонки для отделения диоксида углерода и этана от пробы природного газа в количественной трубке под воздействием газа-носителя и подачи отделенных компонентов в детектор для обнаружения с получением четвертой хроматограммы обнаружения включает:
в четвертой системе хроматографического колоночного анализа: использование трубки для газа-носителя для доставки газа-носителя и подвергание пробы природного газа в количественной трубке под воздействием газа-носителя операциям разделения с последовательным использованием третьей колонки предварительного разделения и третьей хроматографической аналитической колонки; перенос газа-носителя в выпускной конец третьей колонки предварительного разделения после выхода компонентов диоксида углерода и этана в пробе природного газа из третьей колонки предварительного разделения и входа в третью хроматографическую аналитическую колонку и удаление обратной промывкой оставшихся компонентов в третьей колонке предварительного разделения из четвертой системы хроматографического колоночного анализа под воздействием газа-носителя; и перенос газа-носителя во впускной конец третьей хроматографической аналитической колонки после завершения обратной промывки и под воздействием газа-носителя последовательное введение компонентов диоксида углерода и этана, отделенных третьей хроматографической аналитической колонкой, в детектор с термокондуктометрическими ячейками для обнаружения с получением четвертой хроматограммы обнаружения;
предпочтительно температура третьей хроматографической аналитической колонки составляет 50-70°С.
20. Способ по п. 15, реализуемый с использованием устройства для анализа показателей качества продукта природного газа по любому из пп. 3-14, согласно которому этап использования трубки для газа-носителя в пятой системе хроматографического колоночного анализа для доставки газа-носителя, использования хроматографической колонки для отделения гелия и водорода от пробы природного газа в количественной трубке под воздействием газа-носителя и подачи отделенных компонентов в детектор для обнаружения с получением пятой хроматограммы обнаружения включает:
в пятой системе хроматографического колоночного анализа: использование трубки для газа-носителя для доставки газа-носителя и подвергание пробы природного газа в количественной трубке под воздействием газа-носителя операциям разделения с последовательным использованием четвертой колонки предварительного разделения и четвертой хроматографической аналитической колонки; перенос газа-носителя в выпускной конец четвертой колонки предварительного разделения после выхода компонентов гелия и водорода в пробе природного газа из четвертой колонки предварительного разделения и их входа в четвертую хроматографическую аналитическую колонку и удаление обратной промывкой оставшихся компонентов в четвертой колонке предварительного разделения из пятой системы хроматографического колоночного анализа под воздействием газа-носителя; и перенос газа-носителя во входной конец четвертой хроматографической аналитической колонки после завершения обратной промывки, и под воздействием газа-носителя последовательный ввод компонентов гелия и водорода, отделенных четвертой хроматографической аналитической колонкой, в детектор с термокондуктометрическими ячейками для обнаружения с получением пятой хроматограммы обнаружения;
предпочтительно температура четвертой хроматографической аналитической колонки составляет 50-70°С.
CN 104391059 A, 04.03.2015 | |||
CN 107271597 A, 20.10.2017 | |||
CN 107271597 B, 25.12.2018 | |||
АНАЛИЗ СЖАТЫХ ПЛАСТОВЫХ ФЛЮИДОВ | 2012 |
|
RU2589768C2 |
Авторы
Даты
2025-02-18—Публикация
2022-06-29—Подача