国家标准》天然气+高压下水含量的测定.doc

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1、ICS 75060E 24圆园中华人民共和国国家标准GBT 2 1 069-2007天然气 高压下水含量的测定Natural gas-Determination of water content at high pressure(IS0 11541：1997，MOD)2007-08-13发布2008-03-01实施丰瞀职鬻瓣警辫瞥星发布中国国家标准化管理委员会仅111GBT 2 1 0692007刖罱本标准修改采用ISO 11541：1997天然气高压下水含量的测定(英文版)。 为与国家现行标准参比条件一致，本标准将“体积计量状态为28815 K，101325 kPa”改为“体积标准参比条件为

2、29315 K，101325 kPa”，计算公式也相应修改。 为便于使用，本标准还做了下列编辑性修改： a)“本国际标准”一词改为“本标准”； b)删除国际标准的前言，增加目次； c)“高压室”一词改为“压力室”。 本标准由全国天然气标准化技术委员会提出并归口。 本标准起草单位：中国石油西南油气田分公司天然气研究院。 本标准主要起草人：杨芳、迟永杰、唐蒙、许文晓。 本标准为首次发布。GBT 2 1 0692007天然气高压下水含量的测定1范围 天然气中可能存在水蒸气，其原因包括气井采出流体中所固有的、天然气在地下储气库中储存或流经含水气的输配干线等等。本标准规定了在压力高于1 MPa时天然气水

3、含量的测定方法，其压力上限取决于试验装置所能承 受的最大压力。本标准适用于水含量不小于10 mgm3的无硫天然气和含有硫化氢的酸性天然气。本标准中气体体积计量的标准参比条件为29315 K，101325 kPa。注：试验数据可能会受样品气中所包含的醇类、硫醇类、硫化氢和乙二醇的影响，因为这些化合物会与吸收样品气 中水分的五氧化二磷(Pz0。)发生反应。2规范性引用文件TN文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有 的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文

4、件，其最新版本适用于本标准。GBT 13609 天然气取样导则3原理 经体积计量的天然气通过填满P。0。的吸收管，天然气中的水分被Pzos吸收形成磷酸。吸收管增加的质量即为天然气中所含水分的质量。由于以下原因，管线压力下水蒸气的吸收优于大气压力下水 蒸气的吸收：a)水蒸气分压高；b)在较短时间内通过足量的天然气。4试剂及材料41颗粒状五氧化二磷 附着于有湿度指示剂的固体载体上。 警告：遵守P。0。的所有安全预防措施，应避免皮肤或眼睛接触P2 05及吸入Pzos粉末。在应用P2 05的场合，应穿适当的防护服。42石英棉 警告：如果处理不当，石英棉会使人造成矽肺病。为安全操作，推荐使用呼吸器。5试

5、验装置51试验装置由以下部分组成(见图1、图2和图3)；511压力室端件。1GaT 2 10692007512压力室本体。513过滤管，玻璃材质，外径20 ram，长32 1mYll，填充石英棉。514过滤管和吸收管之间接头，不锈钢材质。515吸收管，玻璃材质，外径20 mm，长140 mm。516吸收管末端部件，不锈钢材质。517吸收管堵头，不锈钢或丙烯酸类塑料材质。518针形阀，具备截止功能，可使吸收管内的压力缓慢增长，一端通过传输管线与取样探头相连，另 一端通过接头连接到压力室人口。519压力室，能够容纳过滤管和吸收管。警告：应按所使用的压力来设计压力室并对其进行检验。应遵守压力容器和其

6、他设备相应的国家 安全规程。5110接头，用于压力室出口。5111压力表，具有适当的压力范围。5112出口针形阀，用于排放气体，材质不锈钢。5113气体流量计，最大流量10 m3h。5114温度计，安装在流量计出口。5115气压计。5116排空管线。5117加热器。5118取样探头阀门。5119三通。52按最大工作压力设计和选用压力室、针形阀、压力表和所有管线及接头。如果测定含硫天然气，所 用材料应适合于含硫天然气。压力室的内部长度应该保证过滤管、吸收管及其之间的连接部分不会因 压力突然增大而分离。53压力室出人口处的接头应易于安装和拆卸。GBT 2 1 06920071压力室端件；2压力室本

7、体；3过滤管；4过滤管和吸收管接头；5吸收管；6吸收管尾端件；7吸收管堵头(不锈钢或丙烯酸类塑料，用于称量过程)。图1 带有过滤管和吸收管的压力室3GBT 2106920071人口针型阀，止回阀和接头；2容纳过滤管和吸收管的压力室3压力室出口接头；4压力表；5出口针形阀；6气体流量计；7温度计(安装于流量计出口)；8气压计；9排空管线；lO加热器11取样探头阀门。图2试验装置示意图4GBT 2 1 069-20071人口针型阀，止回阀和接头；2容纳过滤管和吸收管的压力室3压力室出口接头；4压力表；5出口针型阀；6气体流量计；7温度计(安装于流量计出口)；8气压计；9排空管线；10加热器；11取

8、样探头阀门；12三通(不对称流路)。图3平行取样试验装置示意图6分析步骤61吸收管的准备用颗粒状P2 05(41)填充吸收管(515)，吸收管两端用石英棉(42，约2 cm)充填，使其不留空 隙。用已编号的堵头(517)封闭吸收管。62过滤管的准备 用石英棉(42)填充过滤管(513)。5GBT 21069-200763试验装置的准备631管件的首次称量 装配之前立即称量吸收管(515)及已编号堵头(517)的质量(m。)，以及过滤管(513)和接头(514)的质量。632压力室的装配 拆下吸收管(515)上已编号的堵头(517)，放在一边。将末端部件(516)安装在吸收管(515)的一端，吸

9、收管(515)的另一端通过接头(514)与过滤管(513)相连。 将装配好的管件插入压力室本体(512)，过滤管的开口端在压力室的入口一侧，封闭压力室。 堵头(517)不用时，置于干燥器中干燥。633取样探头的准备 取样探头应清洁和干燥。取样探头上应安装针形阀和用于连接压力室人口的接头。634气体流量计的安装 用高压管线连接压力室出口接头(5110)、压力表(5111)和出UI针形阀(5112)。将流量计(5113)和温度计(5114)连接到出口针形阀(5112)和排空管线(5116)。635试验装置的安装 用接头(5110)将压力室(5110)连接到取样探头阀门(5118)和流量计(5113

10、)之间。用样品气体吹扫压力室上游的取样探头。64取样取样的一般准则见GBT 13609。 关闭入口针形阀(518)和出IZ针形阀(5112)，打开取样探头阀门(5118)。 小心开启人El针形阀(518)，使试验装置增压，并对试验装置进行试漏。 小心开启出UI针形阀(5110)，调节流量为2 m3h3 m3h。取样过程中，记录大气压及气体温度，并监测气体流量。当装置中通过15 m33 m3的样品气体后，关闭入UI针形阀，使试验装置减压。 记录流量计所测量的通过仪器的气体体积(v。)。不要超过吸收剂容量的一半，否则试验可能无效。当在潮湿的环境取样时，应特别注意避免在管子上凝露。 最大水分浓度取决

11、于气体的实际压力和温度。取样设备和试验装置的温度需高于取样压力下的水露点。如果发生凝析，则试验数据无效，再次测量之前应加热试验装置，使其温度高于烃露点。65第二次称量 从试验装置拆下压力室，并拆开。拆开后立即用已称量并已编号的两个堵头密封吸收管，再一次称量吸收管(m：)，并称量过滤管和接头。如果过滤管的质量增加超过5 mgm3，用肉眼或通过化学分析确定是否有杂质穿透进入吸收管。 如果有穿透，则测量无效。确认吸收管内P：O。是否仍充满，以及P：O。湿度指示剂是否显示水分只进入吸收管的前半部分。66平行取样 推荐使用同时平行取样，特别是当杂质存在时。平行取样时，在取样探头上安装一个三通，形成非对称

12、流路，并连接两套试验装置，见图3。因为凝析和其他杂质不会等同地分配在两套试验装置中，所 以两个试验结果的一致性将会验证试验的准确性。如果由两套装置计算所得的水分含量之差大于测量 不确定度(测量值的5)的两倍，则有必要重新试验。7结果表述71计算方法 用式(1)计算气体中的水含量6GBT 2 1069-2007p(H。o)一鼍产103(1)式中：p(H：O)水含量，单位为毫克每立方米(mgm3)；mz取样后吸收管的质量，单位为克(g)；m-取样前吸收管的质量，单位为克(g)；v。气体样品在标准参比条件(29315 K，101325 kPa)下的体积，单位为立方米(m3)。用式(2)将样品气体积换

13、算到标准参比条件下：V。一砜淼(2)式中： V。流量计所示的气体样品体积，单位为立方米(m3)； P。取样过程中的大气压，单位为千帕(kPa)；T流量计出口平均气体温度，单位为开(K)。72不确定度和检测限在流量为2 m3h3 m3h，通过的气体总体积为15 m330 m3的条件下，不确定度估计为测量 值的5(但不优于5 mgm3)，检测限为10 mgm3。不提高流量，只增加通人气体的体积，可以改善不确定度和检测限。如果降低流量，本方法也适用于压力低于1 MPa下天然气水含量的测定。8测试报告 测试报告应包括以下内容：a)方法依据的标准，即本国家标准； b)管线系统中的取样位置； c)使用的取样方法；d)在标准参比条件下样品的水含量，报告值以1 mgm3计，保留到整数； e)用于计算实际水露点的取样探头处的实际气体压力和温度； f)任何与规定的分析步骤偏离的情况。