一、天然氣組分分析的技術原理

• 氣相色譜法（GC）：分離效率高，可同時測定C?-C?烴類及非烴氣體。
• 質譜聯用技術（GC-MS）：用于痕量硫化物、惰性氣體的精準識別。
• 化學吸收法：測定H?S、CO?等酸性氣體含量。
• 激光光譜法：實時在線監測水分、烴類分布。

二、核心檢測項目及其技術要點

1. 主要烴類組分檢測

• 檢測對象：甲烷（CH?）、乙烷（C?H?）、丙烷（C?H?）、丁烷（C?H??）等。
• 檢測意義：決定天然氣的熱值（MJ/m³）及燃燒特性。
• 標準方法：ISO 6974（氣相色譜法），檢測限達0.01% vol。
• 技術挑戰：高碳數烴類（C?+）易在管線中冷凝，需控制檢測溫度。

2. 雜質氣體分析

• 硫化氫（H?S）：
  • 危害：腐蝕管道、催化劑中毒，濃度超20 ppm需脫硫處理。
  • 檢測方法：亞甲藍分光光度法（GB/T 11060.1）、紫外熒光法。
• 二氧化碳（CO?）：
  • 控制標準：商業天然氣要求CO?≤3%（體積分數）。
  • 檢測技術：紅外吸收法（ASTM D7165）、氣相色譜法。
• 水分（H?O）：
  • 臨界指標：水露點≤-10℃（GB 17820-2018），防止水合物堵塞。
  • 檢測設備：冷鏡式露點儀、電容式傳感器。

3. 物理性質關聯檢測

• 高位發熱量（HHV）：
  • 通過組分加權計算（ISO 6976），直接影響貿易計價。
• 沃泊指數（Wobbe Index）：
  • 衡量互換性的關鍵參數，公式為 ?=????W=d?HHV?（d為相對密度）。
• 密度與壓縮因子：
  • 采用振動管密度計（ISO 20765）測定，用于流量換算。

4. 痕量有害物質檢測

• 總硫（TS）：
  • 微庫侖法（GB/T 11060.4）檢測硫醇、噻吩等有機硫，限值20 mg/m³。
• 汞（Hg）：
  • 原子熒光光譜法（檢出限0.1 μg/m³），防止鋁合金設備汞脆。
• 放射性元素（氡等）：
  • 閃爍體探測器監測，保障LNG加工安全。

三、檢測流程的標準化控制

1. 樣品采集：
   • 使用不銹鋼采樣鋼瓶，避免吸附效應。
   • 管線采樣需保壓、保溫，防止重組分冷凝。
2. 預處理技術：
   • 分子篩脫水、膜過濾除塵。
   • 在線色譜配備多閥柱切系統，消除CO?干擾。
3. 數據質量控制：
   • 采用NIST標準氣體校準，誤差＜1%。
   • 實驗室間比對（ILC）驗證結果一致性。

四、前沿技術與發展趨勢

• 微型化傳感器：MEMS色譜柱實現現場快速檢測。
• 在線質譜儀：煉廠氣管網實時組分監控。
• 人工智能算法：基于大數據預測組分變化，優化脫硫工藝。

五、

1. ISO 6974: Natural gas - Determination of composition
2. GB 17820-2018: 天然氣質量標準
3. ASTM D7165: Standard Practice for Gas Chromatography
4. 《天然氣處理與加工工藝學》，石油工業出版社