CN103543147B - 一种快速检测天然气中酸性物质含量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明专利公开了一种快速检测天然气中酸性物质含量的方法，利用天然气中的酸性物质通过蒸馏水后快速溶解形成酸性溶液，将制备好的各样品溶液，分别准确移取100mL入两个碘量瓶中，加入0.5mL酚酞指示剂；同时移取100mL蒸馏水入样品空白的碘量瓶中，加入0.5mL酚酞指示剂；先用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定样品空白至溶液呈淡红色并保持15秒钟不褪色为滴定终点,所用标准氢氧化钠溶液的体积为（B）；再用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定样品溶液至溶液呈淡红色并保持15秒钟不褪色为滴定终点，所用标准氢氧化钠溶液的体积为（A），最后通过计算出天然气中是酸性物质含量为0.4（A-B）本发明取样简单，操作简便，成本低廉，分析速度快,检测精度高,方法检测限低，为天然气的品质起到内控作用，真正为天然气的生产和运输起到管控作用，减少经济损失作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种气体中杂质的检测方法，特别涉及一种快速检测天然气中酸性物质含量的方法。
背景技术
天然气是一种储量很大、输送方便、成本低廉、清洁无灰渣、热值较高及燃烧产物对环境污染小的优质能源，因此，是一种理想的城镇燃气气源。从世界能源利用的趋势来看，采用天然气作为城镇燃气的主要气源，已成为当前的发展方向。在我国，近十多年来凡是有条件的城市如天津、成都、北京等地，都相继通过管道将邻近油、气田的天然气送入市区，作为城镇的燃气气源。
天然气的主要组分是甲烷（CH4），在各种烃类分子中，它的碳原子数与氢原子数之比是最小的，而液化石油气的主要组分为丙烷（C3H8）、丙烯（C3H6）、丁烷（C4H10）和丁烯（C4H8），它们分子中的碳原子数与氢原子数之比就比甲烷要大。因此，甲烷完全燃烧后生成的烟气中由碳原子燃烧生成的二氧化碳含量最少。也就是说，天然气完全燃烧生成的烟气中的二氧化碳含量，比液化石油气完全燃烧生成的烟气中二氧化碳的含量要少，这对减少大气层的温室效应是有利的。此外，天然气中含硫、氮少，生成的烟气中二氧化硫及氧化氮等均较少。因此，采用天然气作燃气更有利于环境保护。
天然气和人工燃气一样，都是由管道送到用户家中，不像液化石油气那样要用钢瓶装运与使用，用完后还必须换瓶，因而使用起来省时、省力。尤其是对于居住在高层建筑的用户，或对于老弱病残的用户来讲，其方便性就更为明显。当然，对于散居的用户居民，采用瓶装的液化石油气可不受居住区域、地点和条件的限制，因此也是灵活方便的。
在我国的南方及中部大部分城市由于天然气供应量相对充足，加气站点较多气价相对便宜，所以天然气用量增大，很多城市的燃气汽车已经全部转换成为天然气气源，而且燃气汽车车型甚至也由小型轿车发展到大型的公交汽车；以天然气代替汽车用油，具有价格低、污染少、安全等优点。
除此之外，天然气还应用在：天然气化工工业，天然气是制造氮肥的最佳原料，具有投资少、成本低、污染少等特点。天然气占氮肥生产原料的比重，世界平均为80%左右；天然气发电，具有缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例，减少环境污染的有效途径，且从经济效益看，天然气发电的单位装机容量所需投资少，建设工期短，上网电价较低，具有较强的竞争力。
尽管天然气的气源很丰富，但运输问题早已成为头疼问题，包括钢瓶运输，和长途管道运输。因为从地下矿藏开采天然气的时候，天然气就附带了一些酸性物质，长期积累会腐蚀供气系统，让供气系统在几天之内甚至一周都无法正常工作，严重的会导致长途管道瘫痪，清理蒸发器及管路系统的清理时间普遍增长至六个月或者更长。这些现象严重影响了天然气管道运输的长途发展，同时给供气方和广大天然气用户带来了一定的经济损失等。
因此，对天然气中的酸性物质的控制是产业链发展中的主要环节之一，直接决定着天然气的发展。目前已经受到人们的大力关注与重视。但在国内天然气现有标准中，都未提及对酸性物质的监控方法，广大技术人员一直都在努力寻找到一种快速检测天然气中酸性物质含量的方法，为此，苏州金宏气体股份有限公司检测中心展开了研究并成功研发出快速检测天然气中酸性物质含量的方法。
发明内容
本发明的发明目的是为了克服上述背景技术的缺点，提供一种操作简单，快速定量，简便易操作和成本低廉的快速检测天然气中酸性物质含量的方法。
本发明的技术方案是：一种快速检测天然气中酸性物质含量的方法，本方法主要分为三个步骤分别是准备工作、检测分析、数值计算，具体是通过如下工艺步骤实现的：
步骤一，准备工作：
（a）仪器设备：
（1）实验室一级水或更高纯水；
（2）不锈钢管线若干：Ф1/4不锈钢管线，规格为英制；
（3）气体流量计：可以精确到1mL每分钟；
（4）酚酞指示剂10g/L：称量1克95%浓度的酚酞溶于乙醇，用乙醇稀释至100mL；
（5）氢氧化钠标准溶液0.1mol/L:向标准试剂或者标准溶液厂家购买，每次购买至少1L，一定要在聚四氟乙烯瓶里面保存，有效期为三个月；
（6）碘量瓶：250mL碘量瓶，具塞；
（7）秒表：可以精确到1秒钟；
（b）样品的准备：
取洁净的250mL具塞碘量瓶，加200mL水同时盖好盖子；然后取用一段直径为0.125cm的聚四氟乙烯软管，将其一端用专门的连接接头连接在天然气储罐上，软管的另一端直接插入该250ml碘量瓶中，打开储罐阀门，直接将天然气通入到水中溶解，流量为180-200mL每分钟，取样70-80分钟后停止，待该四氟乙烯软管一段液体小水滴流出以后，拿出该管子并摇晃碘量瓶30~60秒，让里面的天然气充分溢出，以免里面未及时溢出的天然气造成压力而使碘量瓶裂开等，然后迅速盖上盖子以免空气中的二氧化碳溶解入溶液中，对检测结果造成影响，记录此时的天然气体积为V；故天然气的体积V=天然气的流量乘以通入时间；需要注意的是：此样品溶液至少准备两组，计算其平均含量；同时一定要密切注意塑料软管的粗细以连接好后不漏气为宜，将天然气通入到水中相关设备必须要清洁干净，在取样之前先通入待测氨气吹扫几次瓶周围和外壁，而且实验过程中不能有水溅出碘量瓶；
步骤二，检测分析：
（a）将上述制备好的各样品溶液分别准确移取100mL入两个碘量瓶中，然后加入0.5mL酚酞指示剂；
（b）另外样品空白则是：准确移取100mL蒸馏水入碘量瓶中，然后加入0.5mL酚酞指示剂；
（c）先滴定样品空白溶液：用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至溶液呈淡红色并保持15秒钟不褪色为滴定终点，所用标准氢氧化钠溶液的体积为B；
（d）再滴定样品溶液：用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至溶液呈淡红色并保持15秒钟不褪色为滴定终点，所用标准氢氧化钠溶液的体积为A，同一个样品的体积滴定误差在3%之内，不同样品的体积滴定误差在5%之内，否则重新取样、重新滴定直至满足为准；
(e)最后再计算出天然气中酸性物质的含量为C；
步骤三，数值计算：
根据公式（1）计算得天然气中酸性物质的含量C
==0.4(A-B)……………………………………（1）
其中C—该天然气中酸性物质的含量；
c—氢氧化钠标准溶液的浓度，单位为mol/L；
A—滴定样品溶液的体积，单位为mL；
B—滴定样品空白溶液的体积，单位为mL。
上述步骤（1）中的所用不锈钢管线为：Ф1/4英寸型号为316LBA管的不锈钢管线。
本发明的有益效果是：取样简单，操作简便，成本低廉，分析速度快,检测精度高,方法检测限低，为天然气的品质起到内控作用，甚至可以在天然气的源头将此技术运用，快速有效地控制气体中酸性物质的含量，真正为天然气的生产和运输起到管控作用，减少经济损失作用。
具体实施方式
1.仪器设备
（1）实验室一级水或更高纯水；
（2）不锈钢管线若干：Ф1/4不锈钢管线，规格为英制；
（3）气体流量计：可以精确到1mL每分钟；
（4）酚酞指示剂（10g/L）：称量1克酚酞溶于乙醇（95%），用乙醇稀释至100mL；
（5）氢氧化钠标准溶液（0.1mol/L）:向标准试剂或者标准溶液厂家购买，每次购买至少1L，一定要在聚四氟乙烯瓶里面保存，有效期为三个月；
（6）碘量瓶：250mL碘量瓶，具塞；
（7）秒表：可以精确到1秒钟；
2.准备工作：
样品的准备：取洁净的250mL具塞碘量瓶，加200mL水同时盖好盖子；然后取用一段直径为0.125cm的聚四氟乙烯软管，将其一端用专门的连接接头连接在天然气储罐上，软管的另一端直接插入该250ml碘量瓶中，打开储罐阀门，直接将天然气通入到水中溶解，流量（s）为180-200mL每分钟，取样70-80分钟(t)后停止，待该四氟乙烯软管一段液体小水滴流出以后，拿出该管子并摇晃碘量瓶30~60秒，让里面的天然气充分溢出，以免里面未及时溢出的天然气造成压力而使碘量瓶裂开等，然后迅速盖上盖子以免空气中的二氧化碳溶解入溶液中，对检测结果造成影响，记录此时的天然气体积为V；故天然气的体积V=天然气的流量（s）X通入时间（t）；
注意：此样品溶液至少准备两组，计算其平均含量；同时一定要密切注意塑料软管的粗细以连接好后不漏气为宜，将天然气通入到水中相关设备必须要清洁干净，在取样之前先通入待测氨气吹扫几次瓶周围和外壁，而且实验过程中不能有水溅出碘量瓶。
3.检测步骤
（1）将上述制备好的各样品溶液，然后分别准确移取100mL入两个碘量瓶中，然后加入0.5mL酚酞指示剂；
（2）另外样品空白则是：准确移取100mL蒸馏水入碘量瓶中，然后加入0.5mL酚酞指示剂；
（3）先滴定样品空白溶液：用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至溶液呈淡红色并保持15秒钟不褪色为滴定终点，所用标准氢氧化钠溶液的体积为（B）；
（4）再滴定样品溶液：用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至溶液呈淡红色并保持15秒钟不褪色为滴定终点，所用标准氢氧化钠溶液的体积为（A），同一个样品的体积滴定误差在3%之内，不同样品的体积滴定误差在5%之内，否则重新取样、重新滴定直至满足为准；
4.计算
根据仪公式（1）就可以计算得到天然气中酸性物质的含量（C）。
==0.4(A-B)…………………(1)
其中C—该天然气中酸性物质的含量，即克氢氧化钠/毫升样品；
c—氢氧化钠标准溶液的浓度，单位为mol/L；
A—滴定样品溶液的体积，单位为mL；
B—滴定样品空白溶液的体积，单位为mL。
Claims (2)
1.一种快速检测天然气中酸性物质含量的方法，其特征是本方法主要分为三个步骤分别是准备工作、检测分析、数值计算，具体是通过如下工艺步骤实现的：
步骤一，准备工作：
（a）仪器设备：
（1）实验室一级水或更高纯水；
（2）不锈钢管线若干：Ф1/4不锈钢管线，规格为英制；
（3）气体流量计：可以精确到1mL每分钟；
（4）酚酞指示剂10g/L：称量1克95%浓度的酚酞溶于乙醇，用乙醇稀释至100mL；
（5）氢氧化钠标准溶液0.1mol/L:向标准试剂或者标准溶液厂家购买，每次购买至少1L，一定要在聚四氟乙烯瓶里面保存，有效期为三个月；
（6）碘量瓶：250mL碘量瓶，具塞；
（7）秒表：可以精确到1秒钟；
（b）样品的准备：
取洁净的250mL具塞碘量瓶，加200mL水同时盖好盖子；然后取用一段直径为0.125cm的聚四氟乙烯软管，将其一端用专门的连接接头连接在天然气储罐上，软管的另一端直接插入该250ml碘量瓶中，打开储罐阀门，直接将天然气通入到水中溶解，流量为180-200mL每分钟，取样70-80分钟后停止，待该四氟乙烯软管一段液体小水滴流出以后，拿出该管子并摇晃碘量瓶30~60秒，让里面的天然气充分溢出，以免里面未及时溢出的天然气造成压力而使碘量瓶裂开等，然后迅速盖上盖子以免空气中的二氧化碳溶解入溶液中，对检测结果造成影响，记录此时的天然气体积为V；故天然气的体积V=天然气的流量乘以通入时间；需要注意的是：此样品溶液至少准备两组，计算其平均含量；同时一定要密切注意塑料软管的粗细以连接好后不漏气为宜，将天然气通入到水中相关设备必须要清洁干净，在取样之前先通入待测氨气吹扫几次瓶周围和外壁，而且实验过程中不能有水溅出碘量瓶；
步骤二，检测分析：
（a）将上述制备好的各样品溶液分别准确移取100mL入两个碘量瓶中，然后加入0.5mL酚酞指示剂；
（b）另外样品空白则是：准确移取100mL蒸馏水入碘量瓶中，然后加入0.5mL酚酞指示剂；
（c）先滴定样品空白溶液：用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至溶液呈淡红色并保持15秒钟不褪色为滴定终点，所用标准氢氧化钠溶液的体积为B；
（d）再滴定样品溶液：用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至溶液呈淡红色并保持15秒钟不褪色为滴定终点，所用标准氢氧化钠溶液的体积为A，同一个样品的体积滴定误差在3%之内，不同样品的体积滴定误差在5%之内，否则重新取样、重新滴定直至满足为准；
(e)最后再计算出天然气中酸性物质的含量为C；
步骤三，数值计算：
根据公式（1）计算得到天然气中酸性物质的含量C
==0.4(A-B)……………………………………（1）
其中C—该天然气中酸性物质的含量；
c—氢氧化钠标准溶液的浓度，单位为mol/L；
A—滴定样品溶液的体积，单位为mL；
B—滴定样品空白溶液的体积，单位为mL。
2.根据权利要求1所述的一种快速检测天然气中酸性物质含量的方法，其特征是述步骤（1）中的所用不锈钢管线为：Ф1/4英寸型号为316LBA管的不锈钢管线。
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