天然气红外光谱分析

天然气红外光谱分析是一种基于分子振动吸收特征的非破坏性检测技术,核心检测对象为天然气中烃类组分(如甲烷、乙烷)及非烃杂质(如二氧化碳、硫化氢)。关键项目包括组分浓度定量(精度达ppm级)、热值计算(基于组分加权)、杂质限值监测(符合安全标准),利用特定红外波段(如3-5μm)吸收强度实现快速在线分析,确保天然气质量与合规性。

原创阅读 02025-08-14工程师CMACNASISO高新技术企业

检测项目

烃类组分分析:

  • 甲烷含量:浓度范围75-95vol%(参照ISO6974-1)
  • 乙烷含量:浓度0.1-10vol%,丙烷含量:0.05-5vol%(精度±0.5%)
非烃杂质检测:
  • 二氧化碳含量:限值≤3vol%(参照GB/T13610),硫化氢含量:≤4ppm(检测限0.1ppm)
  • 氮气含量:浓度0.5-15vol%(偏差±0.2vol%)
热值参数:
  • 高位热值:≥30MJ/m³(计算基于组分加权),低位热值:≥27MJ/m³(参照ASTMD3588)
  • 沃泊指数:45-55MJ/m³(波动范围±2%)
露点测定:
  • 水露点:≤-20°C(参照ISO18453),烃露点:≤-10°C(精度±1°C)
硫化合物分析:
  • 总硫含量:≤20mg/m³(检测限0.5mg/m³),有机硫化合物:甲硫醇≤1ppm(参照GB/T11060)
水分含量:
  • 水含量:≤50mg/m³(参照ISO11541),游离水检测:无可见液滴
密度测定:
  • 气体密度:0.65-0.75kg/m³(偏差±0.02kg/m³),相对密度:0.55-0.70(参照ASTMD1070)
燃烧特性:
  • 燃烧速度:8-15cm/s(测试条件25°C),火焰稳定性:无回火现象
腐蚀性评估:
  • 酸性气体腐蚀指数:≤5(计算基于CO₂+H₂S),金属腐蚀率:≤0.1mm/year
稳定性测试:
  • 组分稳定性:浓度波动≤2%/h,长期储存变化率:≤1%/月

检测范围

1.管道天然气:涵盖长输管线输送气,重点检测烃类组分均匀性及杂质累积风险

2.液化天然气(LNG):再气化后样本,侧重低温下组分分离及水分含量控制

3.压缩天然气(CNG):汽车燃料用气,核心检测硫化氢限值及热值一致性

4.生物天然气:沼气升级产物,重点分析甲烷纯度及二氧化碳残留

5.页岩气:非常规气源,侧重乙烷以上重烃含量及氮气杂质

6.煤层气:煤矿区采集气,核心检测甲烷浓度及氧气混入风险

7.工业废气回收气:化工厂副产气,重点监测硫化合物及热值稳定性

8.城市燃气:民用供气系统,侧重组分合规性及燃烧安全性

9.汽车燃料用气:车用压缩气,核心检测露点及腐蚀性指标

10.化工原料气:乙烯生产用气,重点分析乙烷纯度及杂质限值

检测方法

国际标准:

  • ISO6974-1:2022天然气组分分析气相色谱法(精度±0.1vol%)
  • ASTMD1945-14烃类气体成分测试(采样压力0.1-10MPa)
  • ISO11541:2020天然气水分测定冷镜法(温度范围-80°C至20°C)
国家标准:
  • GB/T13610-2020天然气组分分析红外光谱法(检测限0.01vol%)
  • GB/T11060-2020天然气硫化合物测定(总硫精度±1mg/m³)
  • GB/T17283-2023天然气水露点测定(与ISO差异:采样流量控制更严格)
(方法差异说明:国际标准ISO6974采用多柱色谱,而国家标准GB/T13610优先使用红外光谱,在响应速度上快30%;ASTMD1945允许更高压力测试,GB标准则限制在5MPa以内)

检测设备

1.傅里叶变换红外光谱仪:BRUKERTENSORII型(波长范围7800-350cm⁻¹,分辨率0.5cm⁻¹)

2.非分散红外分析仪:SERVOMEX4100型(检测限0.1ppm,响应时间<5s)

3.气体采样系统:INFICONHAPSITE型(压力范围0-10bar,流量控制±0.1L/min)

4.校准气体发生器:KIN-TEK491M型(精度±0.2%,气体种类CH₄/CO₂/H₂S)

5.数据处理工作站:OPUS7.5软件(数据处理速度1000光谱/分钟)

6.温度控制器:JJianCeABOF25型(温控范围-40°C至150°C,稳定性±0.1°C)

7.压力调节器:SWAGELOKK系列(压力范围0-100psi,精度±0.5%)

8.水分分析仪:MICHELLXZR400型(检测限0.1ppm,工作湿度0-100%RH)

9.硫分析仪:TELEDYNE3010H型(总硫检测限0.01ppm,响应<30s)

10.热值计算器:CALORVAL3.0型(计算精度±0.1MJ/m³,输入参数组分浓度)

11.露点测定仪:VAISALADMT340型(量程-100°C至20°C,精度±0.5°C)

12.密度计:ANTONPAARDMA4500型(密度范围0-3g/cm³,精度±0.0001g/cm³)

13.燃烧测试仪:FTTiCone2型(火焰速度测量范围5-20cm/s)

14.腐蚀率测试仪:GAMRYREF600型(腐蚀率精度±0.01mm/year)

15.稳定性监测系统:AGILENT490型(长期监测频率1次/分钟)

北检(北京)检测技术研究院【简称:北检院】

  • 报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。
  • 检测周期:7~15工作日,可加急。
  • 资质:旗下实验室拥有CMA/CNAS/ISO资质。
  • 标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。
  • 非标测试:支持定制化试验方案。
  • 售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

QUALIFICATIONS

旗下实验室 · 资质荣誉

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