DE112022002640T5 - Verfahren und System zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas - Google Patents

Verfahren und System zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas Download PDF

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Li Zhou
Xiaohong Li
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Abstract

Die vorliegende Erfindung sieht ein System für den flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas vor. Das System umfasst eine Probenahmevorrichtung, ein Druckentlastungssystem, ein chromatografisches Säulensystem und einen flammenfotometrischen Detektor; wobei das chromatografische Säulensystem mit einer Trägergaseingangsleitung versehen ist, und eine chromatografische Säule, die eine Siedepunktsäule und eine Schwefelsäule umfasst, in dem chromatografischen Säulensystem vorgesehen ist; der Ausgangsanschluss der Probenahmevorrichtung über eine erste Zufuhrrohrleitung in Verbindung mit dem Eingangsanschluss des Druckentlastungssystems steht; der Ausgangsanschluss des Druckentlastungssystems über eine schaltbare Verbindungsrohrleitung in Verbindung mit dem Eingangsanschluss der Siedepunktsäule steht; der Eingangsanschluss der Siedepunktsäule und der Eingangsanschluss der Schwefelsäule jeweils über eine schaltbare Verbindungsrohrleitung in Verbindung mit der Trägergaseingangsleitung verbunden ist; der Ausgangsanschluss der Siedepunktsäule über eine schaltbare Verbindungsrohr in Verbindung mit dem Eingangsanschluss der Schwefelsäule steht; der Ausgangsanschluss der Schwefelsäule über eine schaltbare Verbindungsrohrleitung in Verbindung mit dem Eingangsanschluss der Siedepunktsäule steht; und der Ausgangsanschluss der Siedepunktsäule und der Ausgangseingangsanschluss der Schwefelsäule jeweils über eine schaltbare Verbindungsrohrleitung mit dem Eingangsanschluss des flammenfotometrischen Detektors verbunden sind.

Description

  • Bereich der Technologie
  • Die vorliegende Erfindung gehört zum Gebiet der Erdgasdetektionstechnologie und betrifft insbesondere ein Verfahren und ein System zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas.
  • Stand der Technik
  • Angesichts des wachsenden Energiebedarfs spielt der höhere Erdgasanteil in der Energiestruktur eine wichtige Rolle bei der Optimierung der Energiestruktur, der effektiven Lösung der Energieversorgungssicherheit und des ökologischen Umweltschutzes sowie der Verwirklichung der nachhaltigen Entwicklung von Wirtschaft und Gesellschaft. Um die Qualität von Erdgasprodukten zu verbessern, wurden die technischen Schlüsselindikatoren in der Norm GB 17820-2018 „Erdgas“, der Kemnorm der Erdgasindustrie, weiter verbessert. Die Anforderungen sind detaillierter und strenger, insbesondere wurde der technische Indikator für den Gesamtschwefelgehalt im Erdgas von 200 mg/m3 auf 20 mg/m3 angehoben und eine Anforderung an den Momentanwert vorgeschlagen.
  • Derzeit liegt der Gesamtschwefelgehalt des gereinigten Gases in jeder Reinigungsanlage zwischen 10 mg/m3 und 100 mg/m3, und der Großteil des gereinigten Gases hat einen H2S-Gehalt von weniger als 6 mg/m3. Der Schlüsselfaktor zur Verringerung des Schwefelgehalts ist die Reduzierung des Gehalts an Kohlenstoffoxysulfid, Mercaptan und dergleichen im gereinigten Gas. Daher werden an den Erdgasreinigungsprozess neue Anforderungen gestellt, die durch ein schnelles und genaues Messverfahren begleitet werden müssen.
  • Derzeit ist das gängige Nachweisverfahren für Gesamtschwefel in gereinigtem Gas und Pipeline-Erdgas immer noch die Probenahme vor Ort und der anschließende Nachweis durch oxidative Mikrocoulometrie und Ultraviolett-Fluoreszenzverfahren im Labor. Dieses Verfahren kann jedoch nicht mehr den aktuellen Anforderungen der neuen Produktionsprozesskontrolle entsprechen. Mit der schrittweisen Anwendung der Technologie zum Online-Nachweis von Gesamtschwefel in Erdgas wurden die UV-Absorptionsspektrometrie und die kolorimetrische Bestimmung der Hydrolysegeschwindigkeit auf dem Gebiet des Online-Nachweises von Gesamtschwefel in Erdgas eingesetzt. Aufgrund der Besonderheiten der Gerätekonfiguration, der technischen Parameter und des Anwendungsprinzips bestehen jedoch immer noch viele Probleme bei der Online-Anwendung, sodass es nicht einfach ist, diese vollständig für den Online-Nachweis von Gesamtschwefel und schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas anzuwenden.
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ein System für den flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas bereitzustellen. Dieses System ermöglicht eine schnelle und effiziente Online-Analyse und den Nachweis des Gehalts an mindestens 6 schwefelhaltigen Verbindungen im Erdgas.
  • Um das oben genannte Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung ein System zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas bereit, umfassend:
    • eine Probenahmevorrichtung, ein Druckentlastungssystem, ein chromatografisches Säulensystem und einen flammenfotometrischen Detektor;
    • die Probenahmevorrichtung zur Online-Erfassung des zu analysierenden Erdgases wird in einer Erdgasrohrleitung verwendet;
    • der flammenfotometrische Detektor wird zur Verbrennung der einzelnen in den flammenfotometrischen Detektor eingebrachten Komponenten verwendet, um die Lichtdurchlässigkeit zu erfassen und in ein elektrisches Signal umzuwandeln, um so den Gehalt an schwefelhaltigen Verbindungen in dem zu analysierenden Erdgas zu ermitteln;
    • das chromatografische Säulensystem ist mit einer Trägergaseingangsleitung versehen und eine chromatografische Säule, die eine Siedepunktsäule und eine Schwefelsäule (z. B. bestehend aus einer Siedepunktsäule und einer Schwefelsäule) ist in dem chromatografischen Säulensystem vorgesehen;
    • der Ausgangsanschluss der Probenahmevorrichtung steht über eine erste Zufuhrrohrleitung in Verbindung mit dem Eingangsanschluss des Druckentlastungssystems;
    • der Ausgangsanschluss des Druckentlastungssystems steht über eine schaltbare Verbindungsrohrleitung in Verbindung mit dem Eingangsanschluss der Siedepunktsäule;
    • der Eingangsanschluss der Siedepunktsäule und der Eingangsanschluss der Schwefelsäule sind jeweils über eine schaltbare Verbindungsrohrleitung mit der Trägergaseingangsleitung verbunden;
    • der Ausgangsanschluss der Siedepunktsäule steht über eine schaltbare Verbindungsrohrleitung in Verbindung mit dem Eingangsanschluss der Schwefelsäule;
    • der Ausgangsanschluss der Schwefelsäule steht über eine schaltbare Verbindungsrohrleitung in Verbindung mit dem Eingangsanschluss der Siedepunktsäule; und
    • der Ausgangsanschluss der Siedepunktsäule und der Ausgangsanschluss der Schwefelsäule sind jeweils über eine schaltbare Verbindungsrohrleitung mit dem Eingangsanschluss des flammenfotometrischen Detektors verbunden.
  • Das durch die vorliegende Erfindung bereitgestellte System zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas kann gut für die Online-Analyse des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas in einer Erdgaspipeline geeignet sein und ist in der Lage, den Gehalt an mindestens sechs schwefelhaltigen Verbindungen zu bestimmen. Das durch die vorliegende Erfindung bereitgestellte System zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas bietet die folgenden Vorteile:
    • (1) Mithilfe der Probenahmevorrichtung kann das Erdgas aus der Erdgasrohrleitung entnommen und in Echtzeit an das Druckentlastungssystem weitergeleitet werden. Der Druck des Erdgases wird durch das Druckentlastungssystem reduziert, um die Durchflussrate des Erdgases so einzustellen, dass das Erdgas mit einer moderaten Durchflussrate in das chromatografische Säulensystem eintritt. Das Trägergas wird in die Säule zur Trennung gedrückt, sodass die Schwefelsäule und die Siedepunktsäule die Schwefelverbindungen im Erdgas besser trennen können, und der flammenfotometrische Detektor wird anschießend zur Verbrennung der Komponenten verwendet. Die Durchlässigkeit wird erfasst und in ein elektrisches Signal umgewandelt, sodass der Gehalt an schwefelhaltigen Verbindungen im Erdgas leicht festgestellt werden kann.
    • (2) Aufgrund der einzigartigen Verbindung der Komponenten im chromatografischen Säulensystem der vorliegenden Erfindung kann die Trennung von mindestens 6 verschiedenen schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas schneller und genauer durchgeführt werden, wodurch die Effizienz und Genauigkeit des Nachweises der schwefelhaltigen Verbindungen im Erdgas verbessert wird. Insbesondere durch die einzigartige Verbindung der Komponenten in dem chromatografischen Säulensystem der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Trennung einiger der Komponenten im Erdgas unter Verwendung einer primären Siedepunktsäule und einer primären Schwefelsäule in Folge basierend auf den chromatografischen Trenneigenschaften der verschiedenen Komponenten im Erdgas zu realisieren. Einige der Komponenten werden unter Verwendung von zwei Siedepunktsäulen und einer Schwefelsäule getrennt; insbesondere werden die Siedepunktsäule, die Schwefelsäule und die Siedepunktsäule nacheinander verwendet; und einige der Komponenten werden unter Verwendung von nur einer Siedepunktsäule getrennt.
    • (3) Mit dem System entfallen die bisherigen mühsamen Schritte zur Gewinnung von Erdgas und dessen anschließende Überführung in ein Labor zum Nachweis, sodass der Nachweis von Schwefelverbindungen in Erdgas wesentlich effizienter wird, was auch dem derzeit hohen Bedarf an Erdgasförderung gerecht wird.
    • (4) Das System senkt die Kosten für den Nachweis und ermöglicht einen sehr bequemen und effizienten Vor-Ort-Nachweis von Schwefelverbindungen in Erdgas.
  • In dem System zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas umfasst die Probenahmevorrichtung vorzugsweise einen Montagesockel und eine Probenahmesonde, die fest mit dem Montagesockel verbunden ist und in Verbindung mit der ersten Zufuhrrohrleitung steht; und die Probenahmesonde ist durch den Montagesockel an einer Erdgasohrleitung befestigt, damit die Probenahmevorrichtung an der Erdgasrohrleitung befestigt werden kann, wodurch eine Online-Erfassung von Erdgas in der Erdgasrohrleitung mittels der in der Erdgasrohrleitung angeordneten Probenahmesonde realisiert wird. Noch bevorzugter ist die Probenahmesonde mit einer selbstverfolgenden Druckentlastungsvorrichtung versehen. Diese bevorzugte technische Lösung ist für die Entnahme von Erdgasproben in der Erdgasrohrleitung mit guten Probenahmeergebnissen förderlicher.
  • Bei dem System zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas ist die erste Zufuhrrohrleitung vorzugsweise mit einem ersten Ventil versehen, mit dem die erste Zufuhrrohrleitung geöffnet oder geschlossen wird.
  • Bei dem System zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas ist vorzugsweise ein Filtergewebe in der ersten Zufuhrrohrleitung vorgesehen.
  • In dem System zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas umfasst das Druckentlastungssystem vorzugsweise eine primäre Druckentlastungskomponente und eine sekundäre Druckentlastungskomponente, die hintereinander geschaltet sind;
    wobei der Eingangsanschluss der sekundären Druckentlastungskomponente über eine zweite Zufuhrrohrleitung in Verbindung mit dem Ausgangsanschluss der primären Druckentlastungskomponente steht;
    der Eingangsanschluss der primären Druckentlastungskomponente als Eingangsanschluss des Druckentlastungssystems über die erste Zufuhrrohrleitung in Verbindung mit dem Ausgangsanschluss der Probenahmevorrichtung steht; und
    der Ausgangsanschluss der sekundären Druckentlastungskomponente als Ausgangsanschluss des Druckentlastungssystems über eine schaltbare Verbindungsrohrleitung in Verbindung mit dem Eingangsanschluss der Siedepunktsäule steht.
  • Bei dieser bevorzugten technischen Lösung ist das System durch die Bereitstellung der primären Druckentlastungskomponente und der sekundären Druckentlastungskomponente zur Druckentlastung des zu analysierenden Erdgases besser für die Online-Analyse von schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas in der Erdgasrohrleitung geeignet. Dies ermöglicht eine genaue Steuerung der Druckentlastung des Erdgases aus der Gasrohrleitung und eine bessere Anpassung der Durchflussrate des Erdgases.
  • Vorzugsweise umfasst die primäre Druckentlastungskomponente einen primären Druckentlastungstank, eine erste Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung, eine zweite Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung, einen ersten Druckmesser und einen zweiten Druckmesser,
    wobei die erste Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung, die zweite Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung, der erste Druckmesser und der zweite Druckmesser jeweils im Inneren des primären Druckentlastungstanks angeordnet sind;
    ein erstes Verbindungsrohr zwischen der ersten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung und der zweiten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung vorgesehen ist, und das erste Verbindungsrohr ein Ende in Verbindung mit dem Ausgangsanschluss der ersten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung und das andere Ende in Verbindung mit dem Eingangsanschluss der zweiten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung hat;
    der erste Druckmesser am ersten Verbindungsrohr angebracht ist und in Verbindung mit dem ersten Verbindungsrohr steht;
    das andere Ende der ersten Zufuhrrohrleitung in den primären Druckentlastungstank führt und in Verbindung mit dem Eingangsanschluss der ersten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung steht;
    ein Ende der zweiten Zufuhrrohrleitung in den primären Druckentlastungstank führt und in Verbindung mit dem Ausgangsanschluss der zweiten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung steht; und
    der zweite Druckmesser an der zweiten Zufuhrrohrleitung angebracht ist und in Verbindung mit der zweiten Zufuhrrohrleitung steht;
    noch bevorzugter die primäre Druckentlastungskomponente ferner eine primäre Wärmedämmschicht umfasst, die an der Innenwand des primären Druckentlastungstanks angebracht ist.
  • Bei dieser bevorzugten technischen Lösung wird durch Bereitstellen der ersten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung und der zweiten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung eine Doppelfunktion gebildet, die den Druckentlastungseffekt signifikant und effizient macht und dem Druckentlastungsvorgang von Erdgas während des Prozesses der Online-Analyse von schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas in der Erdgasrohrleitung förderlicher ist.
  • Noch bevorzugter umfasst die sekundäre Druckentlastungskomponente einen sekundären Druckentlastungstank, eine Drehknopf-Druckentlastungsvorrichtung, ein zweites Verbindungsrohr und einen dritten Druckmesser,
    wobei die Drehknopf-Druckentlastungsvorrichtung, das zweite Verbindungsrohr und der dritte Druckmesser jeweils innerhalb des sekundären Druckentlastungstanks angeordnet sind;
    ein Ende der zweiten Zufuhrrohrleitung in den sekundären Druckentlastungstank führt und in Verbindung mit dem Eingangsanschluss der Drehknopf-Druckentlastungsvorrichtung steht;
    das zweite Verbindungsrohr ein Ende in Verbindung mit dem Ausgangsanschluss der Drehknopf-Druckentlastungsvorrichtung und das andere Ende in Verbindung mit einem Ende des dritten Druckmessers hat; und
    das andere Ende des dritten Druckmessers als Ausgangsanschluss der sekundären Druckentlastungskomponente über eine schaltbare Verbindungsrohrleitung in Verbindung mit dem Eingangsanschluss der Siedepunktsäule steht;
    noch bevorzugter die sekundäre Druckentlastungskomponente ferner eine sekundäre Wärmedämmschicht umfasst, die an der Innenwand des sekundären Druckentlastungstanks angebracht ist.
  • Bei dieser bevorzugten technischen Lösung wird der Druck des zu analysierenden Gases ferner über eine sekundäre Druckentlastung durch Verwendung einer Drehknopf-Druckentlastungsvorrichtung reduziert, was die Steuerung der Gasdurchflussrate während der Online-Analyse von schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas in der Gasrohrleitung erleichtert.
  • In dem System zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas umfasst das System zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas vorzugsweise ferner ein umlaufendes Tracer-Rohr; wobei das Druckentlastungssystem ferner mit einer Tracer-Komponente versehen ist; und das umlaufende Tracer-Rohr in Verbindung mit der Tracer-Komponente des Druckentlastungssystems steht, um das in dem Druckentlastungssystem zu analysierende Erdgas zu erhitzen. Diese bevorzugte technische Lösung kann eine Kondensation während der Druckentlastung des Erdgases bei der Online-Analyse von schwefelhaltigen Verbindungen im Erdgas in der Erdgasrohrleitung verhindern.
  • Vorzugsweise sind zwischen dem umlaufenden Tracer-Rohr und der primären Druckentlastungskomponente ein primäres Heizrohr und ein primäres Auslassrohr vorgesehen, wobei das primäre Heizrohr ein Ende in Verbindung mit dem umlaufenden Tracer-Rohr und das andere Ende in Verbindung mit einem Ende der primären Druckentlastungskomponente hat und das primäre Auslassrohr ein Ende in Verbindung mit dem anderen Ende der primären Druckentlastungskomponente und das andere Ende in Verbindung mit dem umlaufenden Tracer-Rohr hat; sind zwischen dem umlaufenden Tracer-Rohr und der sekundären Druckentlastungskomponente ein sekundäres Heizrohr und ein sekundäres Auslassrohr vorgesehen, wobei das sekundäre Heizrohr ein Ende in Verbindung mit dem umlaufenden Tracer-Rohr und das andere Ende in Verbindung mit einem Ende der sekundären Druckentlastungskomponente hat und das sekundäre Auslassrohr ein Ende in Verbindung mit dem anderen Ende der sekundären Druckentlastungskomponente und das andere Ende in Verbindung mit dem umlaufenden Tracer-Rohr hat.
  • In einer speziellen Ausführungsform hat das primäre Heizrohr ein Ende in Verbindung mit dem umlaufenden Tracer-Rohr und das andere Ende in Verbindung mit dem Tracer-Einlass der ersten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung bzw. dem Tracer-Einlass der zweiten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung, um die erste Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung und die zweite Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung zu beheizen, um eine Kondensation während der Druckentlastung des zu analysierenden Erdgases zu verhindern; das primäre Auslassrohr hat ein Ende in Verbindung mit dem umlaufenden Tracer-Rohr und das andere Ende in Verbindung mit dem Tracer-Auslass der ersten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung bzw. dem Tracer-Auslass der zweiten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung.
  • In einer bestimmten Ausführungsform hat das sekundäre Heizrohr ein Ende in Verbindung mit dem umlaufenden Tracer-Rohr und das andere Ende in Verbindung mit dem Tracer-Einlass der Drehknopf-Druckentlastungsvorrichtung, um die Drehknopf-Druckentlastungsvorrichtung zu beheizen und so eine Kondensation während der Druckentlastung des zu analysierenden Erdgases zu verhindern; das sekundäre Auslassrohr hat ein Ende in Verbindung mit dem umlaufenden Tracer-Rohr und das andere Ende in Verbindung mit dem Tracer-Auslass der Drehknopf-Druckentlastungsvorrichtung.
  • Bei dem System zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas ist das chromatografische Säulensystem vorzugsweise mit einem Quantisierungsrohr zur vorübergehenden Speicherung des zu analysierenden Erdgases versehen, das in das chromatografische Säulensystem eintritt, um die Quantifizierung des zu analysierenden Erdgases zur Trennung der schwefelhaltigen Verbindungen mithilfe des chromatografischen Säulensystems zu ermöglichen.
  • Bei dem System zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas ist das chromatografische Säulensystem vorzugsweise mit einem Zehn-Wege-Ventil versehen, über das die Verbindung zwischen den Komponenten in der chromatografischen Säule umschaltbar ist.
  • Noch bevorzugter ist das Zehn-Wege-Ventil mit einem ersten Ventilanschluss, einem zweiten Ventilanschluss, einem dritten Ventilanschluss, einem vierten Ventilanschluss, einem fünften Ventilanschluss, einem sechsten Ventilanschluss, einem siebten Ventilanschluss, einem achten Ventilanschluss, einem neunten Ventilanschluss und einem zehnten Ventilanschluss im Uhrzeigersinn versehen; das Zehn-Wege-Ventil ist ein einstellbares Ventil und kann über einen Hahn gesteuert werden, um die Verbindung zwischen dem ersten Ventilanschluss und dem zweiten Ventilanschluss, die Verbindung zwischen dem dritten Ventilanschluss und dem vierten Ventilanschluss, die Verbindung zwischen dem fünften Ventilanschluss und dem sechsten Ventilanschluss, die Verbindung zwischen dem siebten Ventilanschluss und dem achten Ventilanschluss und die Verbindung zwischen dem neunten Ventilanschluss und dem zehnten Ventilanschluss in einer Hahnstellung und die Verbindung zwischen dem zehnten Ventilanschluss und dem ersten Ventilanschluss, die Verbindung zwischen dem zweiten Ventilanschluss und dem dritten Ventilanschluss, die Verbindung zwischen dem vierten Ventilanschluss und dem fünften Ventilanschluss, die Verbindung zwischen dem sechsten Ventilanschluss und dem siebten Ventilanschluss und die Verbindung zwischen dem achten Ventilanschluss und dem neunten Ventilanschluss in einer anderen Hahnstellung zu realisieren; einer des zehnten Ventilanschlusses und des neunten Ventilanschlusses des Zehn-Wege-Ventils steht über eine dritte Zufuhrrohrleitung in Verbindung mit dem Ausgangsanschluss des Druckentlastungssystems; das zu analysierende Erdgas tritt über den zehnten oder neunten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils ein, und der andere von diesen wird zum Ablassen von überschüssigem Gas verwendet; zwischen dem ersten Ventilanschluss und dem achten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils ist ein Quantisierungsrohr zur vorübergehenden Speicherung des zu analysierenden Erdgases vorgesehen, um eine Quantifizierung des zu analysierenden Erdgases zu ermöglichen, und der erste Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils steht über das Quantisierungsrohr in Verbindung mit dem achten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils; die Trägergaseingangsleitung steht in Verbindung mit dem zweiten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils; die Siedepunktsäule ist zwischen dem vierten Ventilanschluss und dem siebten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils vorgesehen, sodass der vierte Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils über die Siedepunktsäule in Verbindung mit dem siebten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils steht; die Schwefelsäule ist zwischen dem dritten Ventilanschluss und dem sechsten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils vorgesehen, sodass der dritte Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils über die Schwefelsäule in Verbindung mit dem sechsten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils steht; der fünfte Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils steht in Verbindung mit dem flammenfotometrischen Detektor.
  • In einer speziellen Ausführungsform ist das Zehn-Wege-Ventil mit einem ersten Ventilanschluss, einem zweiten Ventilanschluss, einem dritten Ventilanschluss, einem vierten Ventilanschluss, einem fünften Ventilanschluss, einem sechsten Ventilanschluss, einem siebten Ventilanschluss, einem achten Ventilanschluss, einem neunten Ventilanschluss und einem zehnten Ventilanschluss im Uhrzeigersinn versehen; das Zehn-Wege-Ventil ist ein einstellbares Ventil und kann über einen Hahn gesteuert werden, um die Verbindung zwischen dem ersten Ventilanschluss und dem zweiten Ventilanschluss, die Verbindung zwischen dem dritten Ventilanschluss und dem vierten Ventilanschluss, die Verbindung zwischen dem fünften Ventilanschluss und dem sechsten Ventilanschluss, die Verbindung zwischen dem siebten Ventilanschluss und dem achten Ventilanschluss und die Verbindung zwischen dem neunten Ventilanschluss und dem zehnten Ventilanschluss in einer Hahnstellung und die Verbindung zwischen dem zehnten Ventilanschluss und dem ersten Ventilanschluss, die Verbindung zwischen dem zweiten Ventilanschluss und dem dritten Ventilanschluss, die Verbindung zwischen dem vierten Ventilanschluss und dem fünften Ventilanschluss, die Verbindung zwischen dem sechsten Ventilanschluss und dem siebten Ventilanschluss und die Verbindung zwischen dem achten Ventilanschluss und dem neunten Ventilanschluss in einer anderen Hahnstellung zu realisierender Ausgangsanschluss des Druckentlastungssystems steht über eine dritte Zufuhrrohrleitung in Verbindung mit dem zehnten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils, und das zu analysierende Erdgas tritt über den zehnten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils ein; der neunte Anschluss des Zehn-Wege-Ventils wird zum Ablassen von überschüssigem Gas verwendet; zwischen dem ersten Ventilanschluss und dem achten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils ist ein Quantisierungsrohr zur vorübergehenden Speicherung des zu analysierenden Erdgases vorgesehen, sodass eine Quantifizierung des zu analysierenden Erdgases möglich ist; der erste Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils steht über das Quantisierungsrohr in Verbindung mit dem achten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils; die Trägergaseingangsleitung steht in Verbindung mit dem zweiten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils; die Siedepunktsäule ist zwischen dem vierten Ventilanschluss und dem siebten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils vorgesehen, sodass der vierte Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils über die Siedepunktsäule in Verbindung mit dem siebten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils steht; die Schwefelsäule ist zwischen dem dritten Ventilanschluss und dem sechsten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils vorgesehen, sodass der dritte Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils über die Schwefelsäule in Verbindung mit dem sechsten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils steht; der fünfte Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils steht in Verbindung mit dem flammenfotometrischen Detektor.
  • In einer speziellen Ausführungsform ist das Zehn-Wege-Ventil mit einem ersten Ventilanschluss, einem zweiten Ventilanschluss, einem dritten Ventilanschluss, einem vierten Ventilanschluss, einem fünften Ventilanschluss, einem sechsten Ventilanschluss, einem siebten Ventilanschluss, einem achten Ventilanschluss, einem neunten Ventilanschluss und einem zehnten Ventilanschluss im Uhrzeigersinn versehen; das Zehn-Wege-Ventil ist ein einstellbares Ventil und kann über einen Hahn gesteuert werden, um die Verbindung zwischen dem ersten Ventilanschluss und dem zweiten Ventilanschluss, die Verbindung zwischen dem dritten Ventilanschluss und dem vierten Ventilanschluss, die Verbindung zwischen dem fünften Ventilanschluss und dem sechsten Ventilanschluss, die Verbindung zwischen dem siebten Ventilanschluss und dem achten Ventilanschluss und die Verbindung zwischen dem neunten Ventilanschluss und dem zehnten Ventilanschluss in einer Hahnstellung und die Verbindung zwischen dem zehnten Ventilanschluss und dem ersten Ventilanschluss, die Verbindung zwischen dem zweiten Ventilanschluss und dem dritten Ventilanschluss, die Verbindung zwischen dem vierten Ventilanschluss und dem fünften Ventilanschluss, die Verbindung zwischen dem sechsten Ventilanschluss und dem siebten Ventilanschluss und die Verbindung zwischen dem achten Ventilanschluss und dem neunten Ventilanschluss in einer anderen Hahnstellung zu realisieren; der Ausgangsanschluss des Druckentlastungssystems steht über eine dritte Förderleitung in Verbindung mit dem neunten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils, und das zu analysierende Erdgas tritt über den neunten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils ein; der zehnte Anschluss des Zehn-Wege-Ventils wird zum Ablassen von überschüssigem Gas verwendet; zwischen dem ersten Ventilanschluss und dem achten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils ist ein Quantisierungsrohr zur vorübergehenden Speicherung des zu analysierenden Erdgases vorgesehen, sodass eine Quantifizierung des zu analysierenden Erdgases möglich ist; der erste Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils steht über das Quantisierungsrohr in Verbindung mit dem achten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils; die Trägergaseingangsleitung steht in Verbindung mit dem zweiten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils; die Siedepunktsäule ist zwischen dem vierten Ventilanschluss und dem siebten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils vorgesehen, sodass der vierte Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils über die Siedepunktsäule in Verbindung mit dem siebten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils steht; die Schwefelsäule ist zwischen dem dritten Ventilanschluss und dem sechsten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils vorgesehen, sodass der dritte Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils über die Schwefelsäule in Verbindung mit dem sechsten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils steht; der fünfte Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils steht in Verbindung mit dem flammenfotometrischen Detektor.
  • Bei dem System zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas ist die Siedepunktsäule vorzugsweise eine Squalansäule. Noch bevorzugter hat die Siedepunktsäule eine Länge von mindestens 0,8 m, vorzugsweise 0,6 m. Diese bevorzugte technische Lösung erleichtert die Trennung von schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas.
  • Bei dem System zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas ist die Schwefelsäule vorzugsweise eine Oxydipropionitrilsäule. Noch bevorzugter hat die Schwefelsäule eine Länge von mindestens 1,7 m. Diese bevorzugte technische Lösung erleichtert die Trennung von schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas.
  • Bei dem System zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas umfasst das System zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas vorzugsweise ferner eine Anzeigevorrichtung, die fest mit dem flammenfotometrischen Detektor verbunden ist; wobei die Anzeigevorrichtung mit dem flammenfotometrischen Detektor elektrisch verbunden ist und Nachweisergebnisse des flammenfotometrischen Detektors anzeigt.
  • In dem System zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas umfasst das System zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas vorzugsweise ferner eine Alarmverknüpfungsvorrichtung und einen Alarm bei Nachweis von brennbarem Gas, die beide elektrisch mit dem flammenfotometrischen Detektor verbunden sind; wobei der Alarm bei Nachweis von brennbarem Gas dazu verwendet wird, zu erkennen, ob in der Nähe des flammenfotometrischen Detektors ein Leck von brennbarem Gas auftritt, um potenzielle Sicherheitsrisiken zu vermeiden, und die Alarmverknüpfungsvorrichtung eine Steuervorrichtung ist und die erste Zufuhrrohrleitung rechtzeitig schließt, sodass die Zufuhr des zu erfassenden Gases gestoppt wird, wenn der Alarm bei Nachweis von brennbarem Gas das Leck von brennbarem Gas erkennt, um mögliche Unfälle weiter zu vermeiden.
  • Die vorteilhafte Wirkung der oben genannten Lösung besteht darin, das Austreten brennbarer Gase und Unfälle zu vermeiden.
  • In dem System zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas umfasst das System zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas vorzugsweise ferner eine Standardgassubstanz-Vorratsflasche, wobei ein Standardgassubstanz-Zufuhrrohr zwischen der Standardgassubstanz-Vorratsflasche und dem chromatografischen Säulensystem vorgesehen ist; das Standardgassubstanz-Zufuhrrohr ein Ende in Verbindung mit dem Eingangsanschluss des chromatografischen Säulensystems und das andere Ende in Verbindung mit dem Ausgangsanschluss der Standardgassubstanz-Vorratsflasche hat; und das Standardgassubstanz-Zufuhrrohr mit einem zweiten Ventil versehen ist, über das das Standardgassubstanz-Zufuhrrohr geöffnet oder geschlossen wird.
  • Diese bevorzugte technische Lösung erleichtert die Verwendung von Standardgassubstanzen für die chargenweise oder tägliche Kalibrierung, wodurch die Genauigkeit des Nachweises von schwefelhaltigen Verbindungen im zu analysierenden Erdgas weiter verbessert werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas bereit, das die folgenden Schritte umfasst:
    • S1: Erhalten einer Standardgassubstanz von schwefelhaltigen Verbindungen und Erfassen der Standardgassubstanz von schwefelhaltigen Verbindungen für den Gehalt an schwefelhaltigen Verbindungen, um die Standardkurve für den Gehalt an schwefelhaltigen Verbindungen zu erhalten;
    • S2: Erhalten des in einer Erdgasrohrleitung geförderten Erdgases unter Verwendung der Probenahmevorrichtung und Lieferung des Erdgases an das Druckentlastungssystem zur Druckentlastung, um das drucklose Erdgas zu erhalten;
    • S3: Zuführen des in Schritt S2 erhaltenen drucklosen Erdgases zum chromatografischen Säulensystem, Trennen des drucklosen Erdgases, das durch ein Trägergas angetrieben wird, nacheinander unter Verwendung der Siedepunktsäule und der Schwefelsäule, und Zuführen der getrennten Komponenten zum flammenfotometrischen Detektor zum Nachweis der Verbrennung durch den flammenfotometrischen Detektor, um ein Nachweisprofil zu erhalten;
    • S4: Umschalten des Trägergases auf den Eingangsanschluss der Schwefelsäule, wenn die Carbonylsulfid- (Kohlenstoffoxysulfid-) Komponente im Erdgas die Schwefelsäule in Schritt S2 verlässt, wobei der Ausgangsanschluss der Schwefelsäule in Verbindung mit dem Eingangsanschluss der Siedepunktsäule steht und der Ausgangsanschluss der Siedepunktsäule in Verbindung mit dem Eingangsanschluss des flammenfotometrischen Detektors steht; kontinuierliches Trennen der verbleibenden Komponenten unter Verwendung des Säulensystems, das durch das Trägergas angetrieben wird, und Zuführen der getrennten Komponenten, die am Ausgangsanschluss der Siedepunktsäule erhalten werden, zum flammenfotometrischen Detektor zur Erkennung der Verbrennung durch den flammenfotometrischen Detektor, um ein Nachweisprofil zu erhalten;
    • S5: Ableiten des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen im Erdgas aus den Reaktionsspitzenflächenwerten, die aus den in den Schritten S3 und S4 erhaltenen Nachweisprofilen erhalten wurden, und der Standardkurve des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen, die in Schritt S1 erhalten wurden.
  • Das Verfahren zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas, das durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt wird, ist in der Lage, schwefelhaltige Verbindungen in Erdgas online nachzuweisen. Der Nachweisvorgang ist einfach, und der Gehalt an schwefelhaltigen Verbindungen im Erdgas kann durch eine einfache Berechnung ermittelt werden, sodass der Betrieb vor Ort einfach ist und die Proben nicht speziell für den Nachweis an ein Labor geschickt werden müssen. Dies senkt die Produktionskosten, beschleunigt die Effizienz des Nachweises von schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas und verbessert die Nachweisgenauigkeit der schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas.
  • Bei dem Verfahren zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas wird in Schritt S3 das drucklose Erdgas nacheinander mithilfe einer Siedepunktsäule und einer Schwefelsäule, die mit einem Trägergas betrieben werden, getrennt. Schwefelwasserstoff, Carbonylsulfid, Methylmercaptan und Ethylmercaptan aus den Schwefelverbindungen werden nacheinander aus der Siedepunktsäule (mit einem sehr geringen Zeitunterschied zwischen Schwefelwasserstoff und Carbonylsulfid) in die Schwefelsäule zur Trennung abgeleitet, wobei der Zeitunterschied zwischen den Komponenten weiter zunimmt. Der Schwefelwasserstoff und der Carbonylschwefel werden nacheinander aus der Schwefelsäule in den flammenfotometrischen Detektor zum Nachweis der Verbrennung durch den flammenfotometrischen Detektor geleitet. In Schritt S4 wird das Trägergas in den Eingangsanschluss der Schwefelsäule geleitet, bis die Carbonylschwefelkomponente des Erdgases die Schwefelsäule verlässt (zu diesem Zeitpunkt steht die Ethylsulfidkomponente kurz davor, aus der Siedepunktsäule ausgetragen zu werden). Der Ausgangsanschluss der Schwefelsäule steht in Verbindung mit dem Eingangsanschluss der Siedepunktsäule, und der Ausgangsanschluss der Siedepunktsäule steht in Verbindung mit dem Eingangsanschluss des flammenfotometrischen Detektors. Die verbleibenden Komponenten, die durch das Trägergas angetrieben werden, werden ferner mithilfe des Säulensystems getrennt, und die Komponenten wie Ethylmercaptan, n-Butylmercaptan, Methylmercaptan und Ethylmercaptan werden nacheinander aus der Siedepunktsäule in den flammenfotometrischen Detektor zum Nachweis der Verbrennung durch den flammenfotometrischen Detektor geleitet. Während des gesamten Trennprozesses werden einige Bestandteile des Erdgases, wie z. B. Schwefelwasserstoff und Carbonylsulfid, abwechselnd mit einer Siedepunktsäule und einer Schwefelsäule getrennt; einige Bestandteile des Erdgases, wie Methylmercaptan und Ethylmercaptan, wurden unter zweimaliger Verwendung von Siedepunktsäulen und einmaliger Verwendung der Schwefelsäule getrennt, wobei insbesondere die Siedepunktsäule, die Schwefelsäule und die Siedepunktsäule nacheinander verwendet wurden; und einige Bestandteile des Erdgases, wie Ethylsulfid und n-Butylmercaptan, werden unter einmaliger Verwendung der Siedepunktsäule getrennt.
  • Bei dem Verfahren zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas weist das aus Schritt S2 erhaltene drucklose Erdgas vorzugsweise einen Druck von 0,18-0,25 MPa (z. B. 0,2 MPa) auf. In einer spezifischen Ausführungsform wird das in der Erdgasrohrleitung geförderte Erdgas über die erste Zufuhrrohrleitung zu einer primären Druckentlastungskomponente transportiert, wodurch der Druck des Erdgases auf 1,8-2,5 MPa (z. B. 2 MPa) reduziert wird. Anschließend wird es über die zweite Zufuhrrohrleitung zu einer sekundären Druckentlastungskomponente transportiert, wodurch der Druck des Erdgases auf 0,18-0,25 MPa (z. B. 0,2 MPa) reduziert wird, um ein druckloses Erdgas zu erhalten.
  • Bei dem Verfahren zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas weist die Schwefelsäule, wenn sie zur Trennung verwendet wird, vorzugsweise eine Betriebstemperatur von 55-65 °C (z. B. 62 °C) auf.
  • Bei dem Verfahren zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen im Erdgas weist die Siedepunktsäule, wenn sie zur Trennung verwendet wird, vorzugsweise eine Betriebstemperatur von 65-75 °C (z. B. 70 °C) auf.
  • Bei dem Verfahren zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas ist das Trägergas vorzugsweise Stickstoff.
  • Bei dem Verfahren zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas weist das Trägergas vorzugsweise eine Durchflussrate von 22 ml/min auf.
  • Bei dem Verfahren zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas wird vorzugsweise die Zuführung der getrennten Komponenten zum flammenfotometrischen Detektor zum Nachweis der Verbrennung durch den flammenfotometrischen Detektor wie folgt durchgeführt:
    • Zuführen der getrennten Komponenten zu dem flammenfotometrischen Detektor, der mit Wasserstoff bei einem Druck von 0,24 MPa und einer Durchflussrate von 40 ml/min und Luft bei einem Druck von 0,24 MPa und einer Durchflussrate von 80 ml/min gefüllt ist, und Durchführen der Verbrennungserkennung unter Verwendung des flammenfotometrischen Detektors bei 150 °C.
  • Bei dem Verfahren zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas umfasst die Gewinnung der Standardgassubstanz an schwefelhaltigen Verbindungen und der Nachweis der Standardgassubstanz an schwefelhaltigen Verbindungen für den Gehalt an schwefelhaltigen Verbindungen zur Gewinnung der Standardkurve des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen vorzugsweise die folgenden Schritte:
    • S11: Herstellen der Standardgassubstanz aus Methan zusammen mit Schwefelwasserstoff, Carbonylsulfid, Methylmercaptan, Ethylmercaptan, Ethylsulfid und n-Butylmercaptan, wobei mindestens 4 Gruppen von Standardgassubstanzen mit unterschiedlichen Konzentrationen an schwefelhaltigen Verbindungen hergestellt werden;
    • S12: Nachweisen jeder der in Schritt S11 erhaltenen Standardgassubstanzen, um die entsprechenden Reaktionsspitzenflächenwertdaten zu erhalten, und Aufzeichnen einer Standardkurve des Gehalts jeder schwefelhaltigen Verbindung mit der Konzentration jeder schwefelhaltigen Verbindung als vertikale Koordinate und dem entsprechenden Reaktionsspitzenflächenwert jeder schwefelhaltigen Verbindung als horizontale Koordinate;
    wobei die in der Standardgassubstanz verwendeten schwefelhaltigen Verbindungen basierend auf der Art der schwefelhaltigen Verbindungen in dem zu prüfenden Erdgas bestimmt werden;
    die Standardgassubstanz hat in der Regel einen Hauptbestandteil als Basisgas, und die Standardgassubstanz der schwefelhaltigen Verbindungen im Erdgas wird unter Bezugnahme auf die tatsächliche Komponente im Erdgas formuliert. Die Hauptkomponente in Erdgas ist Methan, das als Basisgas oder Zusatzgas verwendet wird, um bei der Formulierung der Standardgassubstanz von schwefelhaltigen Verbindungen einen bestimmten Gehalt an schwefelhaltigen Verbindungen zu erhalten.
  • Die Verwendung dieser bevorzugten technischen Lösung ist für die Berechnung des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen im Erdgas vorteilhafter.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Um die technischen Lösungen in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung deutlicher zu veranschaulichen, werden die begleitenden Zeichnungen, die bei der Beschreibung der Ausführungsformen verwendet werden, im Folgenden kurz beschrieben.
  • Es versteht sich, dass die beigefügten Zeichnungen in der folgenden Beschreibung nur einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthalten. Der Fachmann kann anhand dieser Zeichnungen andere Zeichnungen erstellen, ohne dass dafür kreative Arbeit zu leisten ist.
    • 1 ist ein schematisches Strukturschaubild eines Systems zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung.
    • 2 ist ein schematisches Strukturschaubild einer primären Druckentlastungskomponente gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung.
    • 3 ist ein schematisches Strukturschaubild einer sekundären Druckentlastungskomponente gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung.
    • 4A ist ein schematisches Schaubild einer Zehn-Wege-Ventil-Verbindungsstruktur gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung.
    • 4B ist ein schematisches Schaubild einer Zehn-Wege-Ventil-Verbindungsstruktur gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung.
    • 4C ist ein schematisches Schaubild einer Zehn-Wege-Ventil-Verbindungsstruktur gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung.
    • 4D ist ein schematisches Schaubild einer Zehn-Wege-Ventil-Verbindungsstruktur gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung.
    • 5A-5J sind schematische Schaubilder des Arbeitsablaufs eines Systems zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung.
    • 6A ist eine Standardkurve von Schwefelwasserstoff gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung.
    • 6B ist eine Standardkurve von Kohlenstoffoxysulfid gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung.
    • 6C ist eine Standardkurve von Methylmercaptan gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung.
    • 6D ist eine Standardkurve von Ethylmercaptan gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung.
    • 6E ist eine Standardkurve von Ethylsulfid gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung.
    • 6F ist eine Standardkurve von n-Butylmercaptan gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Beschreibung der numerischen Referenzen:
  • 1: Erdgasrohrleitung; 2: Nachweisanschluss; 3: Montagesockel; 4: Probenahmesonde; 5: erste Zufuhrrohrleitung; 6: erstes Ventil; 7: umlaufendes Tracer-Rohr; 8: primäre Druckentlastungskomponente; 9: zweite Zufuhrrohrleitung; 10: sekundäre Druckentlastungskomponente; 11: primäres Heizrohr; 12: sekundäres Heizrohr; 13: dritte Zufuhrrohrleitung; 14: flammenfotometrischer Detektor; 15: Standardgassubstanz-Vorratsflasche; 16: Standardgassubstanz-Zufuhrrohr; 17: Abgasrohr; 18: Alarm zum Nachweis brennbarer Gase; 19: Alarmverknüpfungsvorrichtung; 20: Stromversorgungskasten; 21: primärer Druckentlastungstank; 22: primäre Wärmedämmschicht; 23: erste Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung, 24: erstes Heißgasrohr; 25: zweites Heißgasrohr; 26: erster Druckmesser; 27: erstes Verbindungsrohr; 28: zweite Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung, 29: zweiter Druckmesser; 30: sekundärer Druckentlastungstank; 31: sekundäre Wärmedämmschicht; 32: drittes Heißgasrohr; 33: Alarm; 34: Drehknopf-Druckentlastungsvorrichtung, 35: zweites Verbindungsrohr; 36: dritter Druckmesser; 38: chromatografisches Säulensystem; 39: Anzeigevorrichtung; 40: Siedepunktsäule; 41: Schwefelsäule; 42: erster Ventilanschluss; 43: zweiter Ventilanschluss; 44: dritter Ventilanschluss; 45: vierter Ventilanschluss;46: fünfter Ventilanschluss; 47: sechster Ventilanschluss; 48: siebter Ventilanschluss; 49: achter Ventilanschluss; 50: neunter Ventilanschluss; 51: zehnter Ventilanschluss; 52: primäre Auslassrohrleitung; 53: sekundäres Auslassrohr; 54: Quantisierungsrohr.
  • Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
  • Um die technischen Lösungen und Vorteile der Beispiele der vorliegenden Erfindung zu verdeutlichen, werden die technischen Lösungen in den Beispielen der vorliegenden Erfindung im Folgenden in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen in den Beispielen der vorliegenden Erfindung klar und vollständig beschrieben. Es versteht sich, dass die beschriebenen Beispiele nur einen Teil der Beispiele der vorliegenden Erfindung und nicht alle Beispiele darstellen. Ausgehend von den Beispielen der vorliegenden Erfindung fallen auch alle anderen Beispiele, die ein Fachmann ohne schöpferische Arbeit erhält, in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.
  • Das Prinzip und der Geist der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand einiger repräsentativer Beispiele der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben.
  • Beispiele
  • Wie in 1 bis 4D gezeigt, stellt dieses Beispiel ein System für den flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas bereit, umfassend: eine Probenahmevorrichtung, ein Druckentlastungssystem, ein chromatografisches Säulensystem 38 und einen flammenfotometrischen Detektor (FPD) 14; wobei das chromatografische Säulensystem 38 mit einer Trägergaseingangsleitung versehen ist und eine chromatografische Säule, umfassend eine Siedepunktsäule 40 und eine Schwefelsäule 41 (beispielsweise bestehend aus einer Siedepunktsäule 40 und einer Schwefelsäule 41), in dem chromatografischen Säulensystem 38 vorgesehen ist.
  • Das Probenahmeende der Probenahmevorrichtung ist in einer Erdgasrohrleitung 1 zur Online-Erfassung des in die Erdgasrohrleitung 1 eingeleiteten Erdgases angebracht. Ein Teil des in der Erdgasrohrleitung 1 befindlichen Erdgases gelangt über den Erdgastransport in die Probenahmevorrichtung.
  • Zwischen der Probenahmevorrichtung und dem Druckentlastungssystem ist eine erste Zufuhrrohrleitung 5 vorgesehen; ein Ende der ersten Zufuhrrohrleitung 5 ist fest mit dem Ausgangsanschluss der Probenahmevorrichtung verbunden und steht mit diesem in Verbindung, während das andere Ende fest mit dem Eingangsanschluss des Druckentlastungssystems verbunden ist und in Verbindung mit diesem steht, sodass das durch die Probenahmevorrichtung gewonnene Erdgas über die erste Zufuhrrohrleitung 5 in das Druckentlastungssystem zur Druckentlastung eintritt.
  • Zwischen dem chromatografischen Säulensystem 38 und dem Druckentlastungssystem befindet sich eine dritte Zufuhrrohrleitung 13. Die dritte Zufuhrrohrleitung 13 ist an einem Ende fest mit dem Ausgangsanschluss des Druckentlastungssystems und am anderen Ende fest mit dem Eingangsanschluss des chromatografischen Säulensystems 38 verbunden und steht mit diesem in Verbindung. Der Eingangsanschluss des chromatografischen Säulensystems 38 steht über eine schaltbare Verbindungsrohrleitung in Verbindung mit dem Eingangsanschluss der Siedepunktsäule 40. Der Eingangsanschluss der Siedepunktsäule 40 und der Eingangsanschluss der Schwefelsäule 41 sind jeweils über eine schaltbare Verbindungsrohrleitung mit der Trägergaseingangsleitung verbunden. Der Ausgangsanschluss der Siedepunktsäule 40 steht über eine schaltbare Verbindungsrohrleitung in Verbindung mit dem Eingangsanschluss der Schwefelsäule 41. Der Ausgangsanschluss der Schwefelsäule 41 steht über eine schaltbare Verbindungsrohrleitung in Verbindung mit dem Eingangsanschluss der Siedepunktsäule 40; und der Ausgangsanschluss der Siedepunktsäule 40 und der Ausgangseingangsanschluss der Schwefelsäule 41 sind jeweils über eine schaltbare Verbindungsrohrleitung mit dem Eingangsanschluss eines flammenfotometrischen Detektors 14 verbunden. Das drucklose Erdgas gelangt in das chromatografische Säulensystem 38, wo es unter der Einwirkung des Trägergases getrennt wird.
  • Mit dem flammenfotometrischen Detektor 14 werden die Komponenten verbrannt, die Durchlässigkeit wird erfasst und in ein elektrisches Signal umgewandelt, sodass der Gehalt an schwefelhaltigen Verbindungen im zu analysierenden Erdgas nachgewiesen werden kann. Die aus dem Erdgas getrennten Verbindungen werden durch Verbrennung in einem flammenfotometrischen Detektor 14 nachgewiesen. Der flammenfotometrische Detektor 14 ist ein bekanntes Instrument, das ein hochselektiver Detektor mit hoher Empfindlichkeit ist und nur für schwefel- und phosphorhaltige organische Stoffe ein Nachweissignal erzeugt.
  • Das Prinzip des Schwefelnachweises besteht darin, dass in einer wasserstoffreichen Flamme bei Verbrennung von schwefelhaltigen organischen Stoffen ein charakteristisches blau-violettes Licht mit einer Wellenlänge von 350 nm - 430 nm und einer maximalen Intensität von 394 nm emittiert wird, das dann durch einen Lichtfilter gefiltert wird; und die Intensitätsänderung des charakteristischen Lichts wird durch eine Photomultiplier-Röhre gemessen und in ein elektrisches Signal umgewandelt, aus dem der Schwefelgehalt ermittelt werden kann.
  • In diesem Beispiel umfasst die Probenahmevorrichtung vorzugsweise einen Montagesockel 3 und eine fest mit dem Montagesockel 3 verbundene Probenahmesonde 4. Die Probenahmesonde 4 ist mit einer selbstverfolgenden Druckentlastungsvorrichtung versehen und steht in Verbindung mit der ersten Zufuhrrohrleitung 5. Der Montagesockel 3 ist an der Erdgasrohrleitung 1 angebracht, wobei die Erdgasrohrleitung 1 mit einem Nachweisanschluss 2 versehen ist; der Montagesockel 3 und der Nachweisanschluss 2 sind mit Verbindungsflanschen ausgestattet, über die sie leicht verbunden werden können; die Probenahmesonde 4 ist im Inneren der Erdgasrohrleitung 1 angeordnet, wobei die Probenahmesonde 4 in Verbindung mit der ersten Zufuhrrohrleitung 5 steht und das Erdgas in der Erdgasrohrleitung 1 in die Probenahmesonde 4 und dann in die erste Zufuhrrohrleitung 5 eintritt.
  • Vorzugsweise ist in diesem Beispiel die erste Zufuhrrohrleitung 5 mit einem ersten Ventil 6 und einem Filtergewebe versehen. Das erste Ventil 6 ist an der ersten Zufuhrrohrleitung 5 montiert, um die erste Zufuhrrohrleitung 5 zu öffnen oder zu schließen. Das erste Ventil 6 ist ein Magnetventil, das durch ein elektrisches Signal gesteuert werden kann, was die Bedienung erleichtert. Das Filtergewebe ist ein 120er-160er-Filtergewebe, das in der Lage ist, die im Erdgas enthaltenen partikelförmigen Verunreinigungen auszufiltern.
  • Vorzugsweise umfasst das Druckentlastungssystem in diesem Beispiel eine primäre Druckentlastungskomponente 8 und eine sekundäre Druckentlastungskomponente 10. Zwischen der primären Druckentlastungskomponente 8 und der Probenahmevorrichtung befindet sich eine erste Zufuhrrohrleitung 5. Ein Ende der ersten Zufuhrrohrleitung 5 ist fest mit dem Ausgangsanschluss der Probenahmevorrichtung verbunden und steht mit diesem in Verbindung, während das andere Ende fest mit dem Eingangsanschluss der primären Druckentlastungskomponente 8 als Eingangsanschluss des Druckentlastungssystems verbunden ist und in Verbindung mit diesem steht, sodass das durch die Probenahmevorrichtung gewonnene Erdgas in die primäre Druckentlastungskomponente 8 zur Druckentlastung über die erste Zufuhrrohrleitung 5 eintritt. Zwischen der sekundären Druckentlastungskomponente 10 und der primären Druckentlastungskomponente 8 ist eine zweite Zufuhrrohrleitung 9 vorgesehen; ein Ende der zweiten Zufuhrrohrleitung 9 ist fest mit dem Ausgangsanschluss der primären Druckentlastungskomponente 8 verbunden und steht mit diesem in Verbindung, und das andere Ende ist fest mit dem Eingangsanschluss der sekundären Druckentlastungskomponente 10 verbunden und steht mit diesem in Verbindung. Das Erdgas wird in der primären Druckentlastungskomponente 8 druckentlastet, bevor es zur sekundären Druckentlastung in die sekundäre Druckentlastungskomponente 10 gelangt.
  • Vorzugsweise umfasst in diesem Beispiel, wie in 2 dargestellt, die primäre Druckentlastungskomponente 8 einen primären Druckentlastungstank 21, eine primäre Wärmedämmschicht 22, eine erste Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung 23, eine zweite Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung 28, einen ersten Druckmesser 26 und einen zweiten Druckmesser 29. Die primäre Wärmedämmschicht 22 wird an der Innenwand des primären Druckentlastungstanks 21 angebracht. Die erste Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung 23, die zweite Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung 28, der erste Druckmesser 26 und der zweite Druckmesser 29 befinden sich jeweils im Inneren des primären Druckentlastungstanks 21. Zwischen der ersten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung 23 und der zweiten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung 28 ist ein erstes Verbindungsrohr 27 vorgesehen. Das erste Verbindungsrohr 27 hat ein Ende in Verbindung mit dem Ausgangsanschluss der ersten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung 23 und das andere Ende in Verbindung mit dem Eingangsanschluss der zweiten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung 28. Der erste Druckmesser 26 ist am ersten Verbindungsrohr 27 angebracht und steht in Verbindung mit dem ersten Verbindungsrohr 27; das andere Ende der ersten Zufuhrrohrleitung 5 führt in den primären Druckentlastungstank 21 und steht in Verbindung mit dem Eingangsanschluss der ersten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung 23. Ein Ende der zweiten Zufuhrrohrleitung 9 führt in den primären Druckentlastungstank 21 und steht in Verbindung mit dem Ausgangsanschluss der zweiten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung 28; und der zweite Druckmesser 29 ist an der zweiten Zufuhrrohrleitung 9 angebracht und steht i Verbindung mit der zweiten Zufuhrrohrleitung 9. Die Druckentlastungswirkung des Erdgases über die erste Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung 23 wird über den ersten Druckmesser 26 beobachtet, wodurch der Echtzeitdruck des Erdgases ermittelt wird. Die Druckentlastung des Erdgases über die zweite Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung 28 wird über den zweiten Druckmesser 29 beobachtet, wodurch der Echtzeitdruck des Erdgases ermittelt wird, sodass die Druckentlastungswirkung angepasst wird, wodurch die Genauigkeit der Erdgaserkennung erhöht wird. Die erste Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung 23, die zweite Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung 28, der erste Druckmesser 26 und der zweite Druckmesser 29 sind aus dem Stand der Technik bekannt, und die primäre Wärmedämmschicht 22 besteht aus einem polymeren Wärmedämmstoff.
  • Vorzugsweise umfasst in diesem Beispiel, wie in 3 dargestellt, die sekundäre Druckentlastungskomponente 10 einen sekundären Druckentlastungstank 30, eine sekundäre Wärmedämmschicht 31, eine Drehknopf-Druckentlastungsvorrichtung 34, ein zweites Verbindungsrohr 35 und einen dritten Druckmesser 36. Die sekundäre Wärmedämmschicht 31 ist an die Innenwand des sekundären Druckentlastungstanks 30 gelegt. Die Drehknopf-Druckentlastungsvorrichtung 34, das zweite Verbindungsrohr 35 und der dritte Druckmesser 36 befinden sich jeweils im Inneren des zweiten Druckentlastungstanks 30. Ein Ende der zweiten Zufuhrrohrleitung 9 führt in den sekundären Druckentlastungstank 30 und steht in Verbindung mit dem Eingangsanschluss der Drehknopf-Druckentlastungsvorrichtung 34. Das zweite Verbindungsrohr 35 steht an einem Ende in Verbindung mit dem Ausgangsanschluss der Druckentlastungsvorrichtung 34 und mit dem anderen Ende in Verbindung mit einem Ende des dritten Druckmessers 36; und ein Ende der dritten Zufuhrrohrleitung 13 steht in Verbindung mit dem anderen Ende des dritten Druckmessers 13. Der Druck des durch die Druckentlastungsvorrichtung 34 druckentlasteten Erdgases wird durch den dritten Druckmesser 36 erfasst, sodass die Durchflussrate des Erdgases gesteuert werden kann, um den Gehalt an schwefelhaltigen Verbindungen im Erdgas genauer nachzuweisen. Die sekundäre Wärmedämmschicht 31 besteht aus Polymermaterial, und sowohl der dritte Druckmesser 36 als auch die Druckentlastungsvorrichtung 34 sind bekannte Ausrüstungen in der Technik.
  • Vorzugsweise ist in diesem Beispiel der sekundäre Druckentlastungstank 30 ferner mit einer Alarmvorrichtung 33 versehen, die in der Lage ist, ein Erdgasleck zu erkennen, sodass rechtzeitig ein Alarm ausgelöst werden kann.
  • Vorzugsweise umfasst das System in diesem Beispiel ferner ein umlaufendes Tracer-Rohr 7 für die Zufuhr von Hochtemperaturgasen. Zwischen dem umlaufenden Tracer-Rohr 7 und der primären Druckentlastungskomponente 8 sind ein primäres Heizrohr 11 und ein primäres Auslassrohr 52 vorgesehen. Das primäre Heizrohr 11 steht an einem Ende in Verbindung mit dem umlaufenden Tracer-Rohr 7 und mit dem anderen Ende in Verbindung mit dem Tracer-Einlass der primären Druckentlastungskomponente 8. Das primäre Auslassrohr 52 steht an einem Ende in Verbindung mit dem Tracer-Auslass der primären Druckentlastungskomponente 8 und mit dem anderen Ende in Verbindung mit dem umlaufenden Tracer-Rohr 7. Ein Ende des primären Heizrohrs 11 ist mit eine ersten Heißgasrohr 24 und einem zweiten Heißgasrohr 25 verbunden. Das erste Heißgasrohr 24 steht in Verbindung mit dem Tracer-Einlass der ersten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung 23, und das zweite Heißgasrohr 25 steht in Verbindung mit dem Tracer-Einlass der zweiten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung 28, um die erste Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung 23 und die zweite Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung 28 zu erhitzen und dadurch eine Kondensation während der Druckentlastung des Erdgases zu verhindern. Das primäre Auslassrohr 52 steht in Verbindung mit dem Tracer-Auslass der ersten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung 23 bzw. dem Tracer-Auslass der zweiten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung 28. Zwischen dem umlaufenden Tracer-Rohr 7 und der sekundären Druckentlastungskomponente 10 sind ein sekundäres Heizrohr 12 und ein sekundäres Auslassrohr 53 vorgesehen. Das sekundäre Heizrohr 12 hat ein Ende in Verbindung mit dem umlaufenden Tracer-Rohr 7 und das andere Ende in Verbindung mit dem Tracer-Einlass der sekundären Druckentlastungskomponente 10. Das sekundäre Auslassrohr 53 hat ein Ende in Verbindung mit dem Tracer-Auslass der sekundären Druckentlastungskomponente 10 und mit dem anderen Ende in Verbindung mit dem umlaufenden Tracer-Rohr 7. Ein drittes Heißgasrohr 32 ist in dem sekundären Druckentlastungstank 30 vorgesehen, und das dritte Heißgasrohr 32 ist an einem Ende mit dem sekundären Heizrohr 12 verbunden und steht mit diesem in Verbindung, während das andere Ende in Verbindung mit dem Tracer-Einlass der Drehknopf-Druckentlastungsvorrichtung 34 steht, um Kondensation während der Druckentlastung des Erdgases zu verhindern. Das sekundäre Auslassrohr 53 steht in Verbindung mit dem Tracer-Auslass der Drehknopf-Druckentlastungsvorrichtung 34.
  • Da schwefelhaltige Verbindungen sehr anfällig für die Adsorption an oder die chemische Reaktion mit verschiedenen Materialien sind, sollten die Probenahmesonde, der Montagesockel 3, das erste Ventil 6, die erste Zufuhrrohrleitung 5, die zweite Zufuhrrohrleitung 9, die dritte Zufuhrrohrleitung 13 oder dergleichen aus geeigneten schwefelunempfindlichen oder -passivierten Materialien bestehen. Die ausgewählten Materialien sollten mit dem Gas und dem Probenahmeverfahren verträglich sein, und die inneren und äußeren Bedingungen der Probenahmevorrichtung sollten gewährleisten, dass die Zusammensetzung des zu entnehmenden Gases nicht beeinträchtigt oder verändert wird. Die Probenahmesonde sollte in der Erdgasrohrleitung 1 horizontal angeordnet sein und nicht in einer Ecke oder im mittleren Abschnitt liegen, um die Nachweisgenauigkeit des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen im Erdgas zu verbessern.
  • In diesem Beispiel ist die Siedepunktsäule 40 vorzugsweise eine Squalan-Chromatografiesäule und hat eine Länge von 0,8 m; die Schwefelsäule 41 ist eine Oxydipropionitril-Säule und hat eine Länge von 1,7 m. In einer speziellen Ausführungsform sind die grundlegenden Parameter des chromatografischen Säulensystems 38 in Tabelle 1 unten dargestellt: Tabelle 1. Spezifikationsparameter des chromatografischen Säulensystems 38
    Komponente Spezifikation Verwendung
    Chromatografische Säule (Schwefelsäule 41) 1,7m × 1/8 Zoll Hauptsächlich zur Analyse von leichten Schwefelkomponenten in Erdgas, wie Schwefelwasserstoff, Carbonylsulfid, Methylmercaptan und Ethylmercaptan
    Chromatografische Säule (Siedepunktsäule 40) 0,8 m × 1/8 Zoll Hauptsächlich zur Analyse von schweren Schwefelkomponenten in Erdgas, wie Ethylsulfid und n-Butylmercaptan
    Trägergas (Stickstoff) 0,24 MPa Dient zur Förderung des zu messenden Materials mit einer Durchflussrate von 22 ml/min in das Gerät
    Quantisierungsrohr 54 0,25 ml Zur Überprüfung des Stichprobenumfangs
  • Das chromatografische Säulensystem ist mit einem Zehn-Wege-Ventil, über das die Kommunikation zwischen den Komponenten in der chromatografischen Säule schaltbar ist, und einem Quantisierungsrohr 54 ausgestattet.
  • Wie in 4A, 4B, 4C und 4D gezeigt. ist das Zehn-Wege-Ventil mit einem ersten Ventilanschluss 42, einem zweiten Ventilanschluss 43, einem dritten Ventilanschluss 44, einem vierten Ventilanschluss 45, einem fünften Ventilanschluss 46, einem sechsten Ventilanschluss 47, einem siebten Ventilanschluss 48, einem achten Ventilanschluss 49, einem neunten Ventilanschluss 50 und einem zehnten Ventilanschluss 51 im Uhrzeigersinn versehen. Das Zehn-Wege-Ventil ist ein einstellbares Ventil und kann über einen Hahn gesteuert werden, um die Verbindung zwischen dem ersten Ventilanschluss 42 und dem zweiten Ventilanschluss 43, die Verbindung zwischen dem dritten Ventilanschluss 44 und dem vierten Ventilanschluss 45, die Verbindung zwischen dem fünften Ventilanschluss 46 und dem sechsten Ventilanschluss 47, die Verbindung zwischen dem siebten Ventilanschluss 48 und dem achten Ventilanschluss 49 und die Verbindung zwischen dem neunten Ventilanschluss 50 und dem zehnten Ventilanschluss 51 in der Hahnstellung A (wie in 4A und 4C gezeigt), und die Verbindung zwischen dem zehnten Ventilanschluss 51 und dem ersten Ventilanschluss 42, die Verbindung zwischen dem zweiten Ventilanschluss 43 und dem dritten Ventilanschluss 44, die Verbindung zwischen dem vierten Ventilanschluss 45 und dem fünften Ventilanschluss 46, die Verbindung zwischen dem sechsten Ventilanschluss 47 und dem siebten Ventilanschluss 48 und die Verbindung zwischen dem achten Ventilanschluss 49 und dem neunten Ventilanschluss 50 in der Hahnstellung B (wie in 4B und 4D gezeigt) zu realisieren.
  • Einer des zehnten Ventilanschlusses 51 und des neunten Ventilanschlusses 50 des Zehn-Wege-Ventils steht in Verbindung mit der dritten Zufuhrrohrleitung 13, und das zu analysierende Erdgas tritt über den zehnten Ventilanschluss 51 oder den neunten Ventilanschluss 50 des Zehn-Wege-Ventils ein, während der andere des zehnten Ventilanschlusses 51 und des neunten Ventilanschlusses 50 des Zehn-Wege-Ventils zum Abführen von überschüssigem Gas verwendet wird. Wie in 4A und 4B gezeigt, steht der zehnte Anschluss 51 des Zehn-Wege-Ventils in Verbindung mit der dritten Zufuhrrohrleitung 13, und das zu analysierende Erdgas tritt über den zehnten Anschluss 51 des Zehn-Wege-Ventils ein, während der neunte Anschluss 50 des Zehn-Wege-Ventils zum Abführen von überschüssigem Gas verwendet wird. Wie in 4C und 4D gezeigt, steht der neunte Anschluss 50 des Zehn-Wege-Ventils in Verbindung mit der dritten Zufuhrrohrleitung 13, und das zu analysierende Erdgas tritt über den neunten Anschluss 50 des Zehn-Wege-Ventils ein, während der zehnte Anschluss 51 des Zehn-Wege-Ventils zum Abführen von überschüssigem Gas verwendet wird.
  • Zwischen dem ersten Ventilanschluss 42 und dem achten Ventilanschluss 49 des Zehn-Wege-Ventils ist ein Quantisierungsrohr 54 zur vorübergehenden Speicherung des zu analysierenden Erdgases vorgesehen, um eine Quantifizierung des zu analysierenden Erdgases zu ermöglichen, und der erste Ventilanschluss 42 des Zehn-Wege-Ventils steht über das Quantisierungsrohr 54 in Verbindung mit dem achten Ventilanschluss 49 des Zehn-Wege-Ventils in Verbindung. Eine Trägergaseingangsleitung steht in Verbindung mit dem zweiten Ventilanschluss 43 des Zehn-Wege-Ventils. Die Siedepunktsäule ist zwischen dem vierten Ventilanschluss 45 und dem siebten Ventilanschluss 48 des Zehn-Wege-Ventils 40 vorgesehen, sodass der vierte Ventilanschluss 45 des Zehn-Wege-Ventils über die Siedepunktsäule 40 in Verbindung mit dem siebten Ventilanschluss 48 des Zehn-Wege-Ventils steht. Die Schwefelsäule ist wischen dem dritten Ventilanschluss 44 und dem sechsten Ventilanschluss 47 des Zehn-Wege-Ventils vorgesehen, sodass der dritte Ventilanschluss 44 des Zehn-Wege-Ventils über die Schwefelsäule in Verbindung mit dem sechsten Ventilanschluss 47 des Zehn-Wege-Ventils steht. Der fünfte Ventilanschluss 46 des Zehn-Wege-Ventils steht in Verbindung mit dem flammenfotometrischen Detektor 14.
  • Vorzugsweise umfasst das System in diesem Beispiel ferner eine Standardgassubstanz-Vorratsflasche 15. Zwischen der Standardgassubstanz-Vorratsflasche 15 und dem chromatografischen Säulensystem 38 befindet sich ein Standardgassubstanz-Zufuhrrohr 16. Das Standardgassubstanz-Zufuhrrohr 16 hat ein Ende in Verbindung mit dem Eingangsanschluss des chromatografischen Säulensystems 38 und das andere Ende in Verbindung mit dem Ausgangsanschluss der Standardgassubstanz-Vorratsflasche 15. Das Standardgassubstanz-Zufuhrrohr 16 ist mit einem zweiten Ventil versehen, über das das Standardgassubstanz-Zufuhrrohr 16 geöffnet oder geschlossen wird. Eine Standardgassubstanz kann über die Standardgassubstanz-Vorratsflasche 15 zugeführt werden, um die Verwendung von Standardgassubstanzen für die Kalibrierung auf einer chargenweisen oder täglichen Basis zu erleichtern, was die Nachweisgenauigkeit auf schwefelhaltige Verbindungen in dem zu analysierenden Erdgas weiter verbessern kann, wobei die Standardgassubstanz-Vorratsflasche 15 ein Behälter mit einer schwefelunempfindlichen Innenbeschichtung sein kann.
  • Vorzugsweise umfasst das System in diesem Beispiel ferner eine Anzeigevorrichtung 39, die fest mit dem flammenfotometrischen Detektor 14 verbunden ist, wobei die Anzeigevorrichtung 39 elektrisch mit dem flammenfotometrischen Detektor 14 verbunden ist und Nachweisergebnisse des flammenfotometrischen Detektors 14 anzeigt.
  • Vorzugsweise umfasst das System in diesem Beispiel ferner eine Alarmverknüpfungsvorrichtung 19 und einen Alarm bei Nachweis brennbarer Gase 18, die beide elektrisch mit dem flammenfotometrischen Detektor 14 verbunden sind; und die Alarmverbindungsvorrichtung 19 ist elektrisch mit dem ersten Ventil 6 verbunden. Der Alarm bei Nachweis von brennbarem Gas 18 dient zur Erkennung, ob in der Nähe des flammenfotometrischen Detektors 14 ein Leck von brennbarem Gas auftritt, um potenzielle Sicherheitsrisiken zu vermeiden; und die Alarmverknüpfungsvorrichtung 19 ist eine Steuervorrichtung und schließt das erste Ventil 6 rechtzeitig, sodass die Zufuhr des zu erfassenden Gases gestoppt wird, wenn der Alarm bei Nachweis von brennbarem Gas das Leck von brennbarem Gas erkennt. Dadurch wird die Zufuhr von Erdgas gestoppt, wodurch weitere mögliche Unfälle verhindert werden.
  • Vorzugsweise ist der flammenfotometrische Detektor 14 in diesem Beispiel ferner mit einem Abgasrohr 17 an dessen Seitenwand versehen, durch das der Rauch nach der Verbrennung in einer großen Entfernung ausgestoßen wird, um Sicherheitsrisiken zu vermeiden.
  • Vorzugsweise umfasst das System in diesem Beispiel ferner einen Stromversorgungskasten 20, der elektrisch mit dem ersten Ventil 6, dem flammenfotometrischen Detektor 14, dem chromatografischen Säulensystem 38 und der Anzeigevorrichtung 39 verbunden ist.
  • Dieses Beispiel stellt ferner ein Verfahren zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas bereit, das die folgenden Schritte umfasst:
    • S1: Es wurde ein Kalibrierkurvenprofil erstellt, das Folgendes enthält:
      • S101: Die Standardgassubstanz wurde formuliert, indem jede der sechs schwefelhaltigen Verbindungen, insbesondere Schwefelwasserstoff, Carbonylsulfid, Methylmercaptan, Ethylmercaptan, Ethylsulfid und n-Butylmercaptan, die in der Standardgassubstanz-Vorratsflasche gelagert sind, mit Methan gemischt wurde, wobei 5 Gruppen von Standardgassubstanzen mit unterschiedlichen Konzentrationen an schwefelhaltigen Verbindungen, die als 1#, 2#, 3#, 4# und 5# bezeichnet werden, hergestellt wurden. Die Konzentrationen der schwefelhaltigen Verbindungen in diesen Gruppen von Standardgassubstanzen sind in den Tabellen 2-7 aufgeführt.
      • S102: Der Gehalt an schwefelhaltigen Verbindungen in der Standardgassubstanz (d. h. der Erdgas-Standardprobe) wurde nachgewiesen, indem die in Schritt S101 erhaltene Standardgassubstanz durch das chromatografische Säulensystem 38 und den flammenfotometrischen Detektor 14 geleitet wurde, um das Erdgas-Standardprobenprofil zu erhalten (was in der gleichen Weise wie in Schritt 3 unten durchgeführt werden kann).
      • S103: Auf der Grundlage der Anzeige 39 wurde ein Erdgas-Standardprobenprofil erstellt, und aus dem Profil wurde ein Reaktionswert des FPD abgeleitet, um die entsprechenden Daten für die Reaktionsspitzenfläche zu erhalten. Eine Standardkurve des Gehalts jeder schwefelhaltigen Verbindung wurde aufgezeichnet, wobei die Konzentration jeder schwefelhaltigen Verbindung als vertikale Koordinate und der entsprechende Wert der Reaktionsspitzenfläche jeder schwefelhaltigen Verbindung als horizontale Koordinate diente. Die Ergebnisse sind in 6A-6F dargestellt.
  • Die Konzentrationen und die entsprechenden Reaktionsspitzenflächenwerte für die einzelnen spezifischen Standards sind in den Tabellen 2 - 7 aufgeführt. Tabelle 2. Konzentration und entsprechende Reaktionsspitzenflächenwerte für Schwefelwasserstoff
    Nr. Konzentration Schwefelwasserstoff, mg/m3 Reaktionsspitzenfläche 1g (Konzentration Schwefelwasserstoff) 1g (Reaktionsspitzenfläche)
    1# 1 43,67 0 1,64
    2# 3,01 137,68 0,48 2,22
    3# 5,12 397,18 0,71 2,6
    4# 7,05 665,90 0,85 2,83
    5# 10,1 1183,69 1 3,07
    Tabelle 3. Konzentration und entsprechende Reaktionsspitzenflächenwerte für Carbonylsulfid
    Nr. Konzentration Carbonylsulfid, mg/m3 Reaktionsspitzenfläche 1g (Konzentration Schwefelwasserstoff) 1g (Reaktionsspitzenfläche)
    1# 1,03 52,37 0,01 1,72
    2# 3,1 244,64 0,49 2,39
    3# 5,18 672,53 0,71 2,83
    4# 7,15 1160,76 0,85 3,06
    5# 10,2 2412,73 1,01 3,38
    Tabelle 4. Konzentration und entsprechende Reaktionsspitzenflächenwerte für Ethylsulfid
    Nr. Konzentration Ethylsulfid, mg/m3 Reaktionsspitzenfläche 1g (Konzentration Schwefelwasserstoff) 1g (Reaktionsspitzenfläche)
    1# 1 52,03 0,00 1,72
    2# 3,03 201,50 0,48 2,30
    3# 5,06 395,92 0,70 2,60
    4# 6,99 634,61 0,84 2,80
    5# 9,93 1266,15 1,00 3,10
    Tabelle 5. Konzentration und entsprechende Reaktionsspitzenflächenwerte für n-Butylmercaptan
    Nr. Konzentration n-Butylmercaptan, mg/m3 Reaktionsspitzenfläche 1g (Konzentration Schwefelwasserstoff) 1g (Reaktionsspitzenfläche)
    1# 1 42,38 0,00 1,63
    2# 3,03 161,74 0,48 2,21
    3# 5,07 305,42 0,71 2,48
    4# 7 489,64 0,85 2,69
    5# 9,94 988,78 1,00 3,00
    Tabelle 6. Konzentration und entsprechende Reaktionsspitzenflächenwerte für Methylmercaptan
    Nr. Konzentration Methylmercaptan, mg/m3 Reaktionsspitzenfläche 1g (Konzentration Schwefelwasserstoff) 1g (Reaktionsspitzenfläche)
    1# 1,03 92,38 0,01 1,97
    2# 3,1 426,75 0,49 2,63
    3# 5,18 1148,27 0,71 3,06
    4# 7,15 1989,57 0,85 3,30
    5# 10,2 4290,61 1,01 3,63
    Tabelle 7. Konzentration und entsprechende Reaktionsspitzenflächenwerte für Ethylmercaptan
    Nr. Konzentration Ethylmercaptan, mg/m3 Reaktionsspitzenfläche 1g (Konzentration Schwefelwasserstoff) 1g (Reaktionsspitzenfläche)
    1# 1,02 68,93 0,01 1,84
    2# 3,08 304,92 0,49 2,48
    3# 5,16 806,23 0,71 2,91
    4# 7,12 1389,52 0,85 3,14
    5# 10,1 2980,90 1,00 3,47
  • S2: Das in der Erdgasrohrleitung 1 geförderte Erdgas wird mit einer Probenahmesonde entnommen. Nachdem das Erdgas durch ein Filtergewebe von partikulären Verunreinigungen befreit wurde, wird es über die erste Zufuhrrohrleitung 5 zur primären Druckentlastungskomponente 8 transportiert, wobei der Druck des Erdgases durch die doppelte Druckentlastungswirkung der ersten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung 23 und der zweiten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung 28 in der primären Druckentlastungskomponente 8 auf 2 MPa reduziert wird. Anschließend wird es über die zweite Zufuhrrohrleitung 9 zur sekundären Druckentlastungskomponente 10 transportiert, wobei der Druck des Erdgases durch die Druckentlastungsvorrichtung 34 in der sekundären Druckentlastungskomponente 10 auf 0,2 MPa reduziert wird, um ein druckloses Erdgas zu erhalten.
  • S3: Das in Schritt S2 gewonnene drucklose Erdgas wird über die dritte Zufuhrrohrleitung 13 in das chromatografische Säulensystem 38 geleitet (die Temperatur, mit der das drucklose Erdgas in das chromatografische Säulensystem 38 eintritt, wird auf 45 °C geregelt). Das drucklose Erdgas wird im chromatografischen Säulensystem 38, das mit Stickstoff bei einem Druck von 0,24 MPa und einer Durchflussrate von 22 ml/min betrieben wird, getrennt. Das getrennte Material wird dem flammenfotometrischen Detektor 14 zum Verbrennungsnachweis zugeführt, um ein Nachweisprofil zu erhalten (siehe 5A-5J).
  • S301: Das drucklose Erdgas wird über die dritte Zufuhrrohrleitung 13 dem chromatografischen Säulensystem 38 zugeführt, wobei sich das Zehn-Wege-Ventil in der Hahnstellung B befindet (wie in 4B und 4D gezeigt), wobei der zehnte Ventilanschluss 51 in Verbindung mit dem ersten Ventilanschluss 42 steht, der zweite Ventilanschluss 43 in Verbindung mit dem dritten Ventilanschluss 44 steht, der vierte Ventilanschluss 45 in Verbindung mit dem fünften Ventilanschluss 46 steht, der sechste Ventilanschluss 47 in Verbindung mit dem siebten Ventilanschluss 48 steht und der achte Ventilanschluss 48 in Verbindung mit dem neunten Ventilanschluss 49 steht.
  • Wie in 4B gezeigt, tritt das drucklose Erdgas aus dem zehnten Ventilanschluss 51 ein, strömt zum ersten Ventilanschluss 42 und tritt dann in das Quantisierungsrohr zur vorübergehenden Speicherung ein, und das überschüssige drucklose Erdgas wird über den neunten Ventilanschluss 50 abgelassen; alternativ, wie in 4D gezeigt, tritt das drucklose Erdgas aus dem neunten Ventilanschluss 50 ein, strömt zum achten Ventilanschluss 48 und tritt dann in das Quantisierungsrohr zur vorübergehenden Speicherung ein, und das überschüssige drucklose Erdgas wird über den zehnten Ventilanschluss 51 abgelassen.
  • S302: Das Zehn-Wege-Ventil wird in die Hahnstellung A geschaltet (wie in 4A und 4C dargestellt), wobei der erste Ventilanschluss 42 in Verbindung mit dem zweiten Ventilanschluss 43 steht, der dritte Ventilanschluss 44 in Verbindung mit dem vierten Ventilanschluss 45 steht, der fünfte Ventilanschluss 46 in Verbindung mit dem sechsten Ventilanschluss 47 steht, der siebte Ventilanschluss 48 in Verbindung mit dem achten Ventilanschluss 49 steht und der neunte Ventilanschluss 50 in Verbindung mit dem zehnten Ventilanschluss 51 steht.
  • Stickstoffgas mit einem Druck von 0,24 MPa und einer Durchflussrate von 22 ml/min wird in den zweiten Ventilanschluss 3 eingespritzt und tritt über den ersten Ventilanschluss 42 in das Quantisierungsrohr ein, um den Fluss des drucklosen Erdgases, das im Quantisierungsrohr vorübergehend gespeichert wird, anzutreiben. Das Gas tritt in die Siedepunktsäule 40 ein, nachdem es nacheinander den achten Ventilanschluss 49 und den siebten Ventilanschluss 48 passiert hat, und wird in der Siedepunktsäule 40 bei einer Temperatur von 70 °C getrennt. Aufgrund der unterschiedlichen Siedepunkte ergibt sich für die verschiedenen schwefelhaltigen Verbindungen eine Differenz in den Durchflussraten. Die verschiedenen schwefelhaltigen Verbindungen gelangen nacheinander unter Einwirkung von Stickstoff als Trägergas in den vierten Ventilanschluss 45 und bei einer Temperatur von 68 °C über den dritten Ventilanschluss 44 in die Schwefelsäule 41, wo sie wieder getrennt werden. Die Komponenten Schwefelwasserstoff und Carbonylschwefel der schwefelhaltigen Verbindungen verlassen nacheinander die Schwefelsäule und treten nacheinander über den sechsten Ventilanschluss 47 und den fünften Ventilanschluss 46 in den flammenfotometrischen Detektor 14 zum Nachweis der Verbrennung ein, um ein Profil zu erhalten; wobei die Temperatur, mit der das Erdgas in das chromatografische Säulensystem 38 eintritt, auf 45°C geregelt wird.
  • S303: Wenn die Carbonylsulfidkomponente im Erdgas die Schwefelsäule verlässt, wird das Zehn-Wege-Ventil in die Hahnstellung B (wie in 4B und 4D dargestellt) geschaltet, wobei der zehnte Ventilanschluss 51 in Verbindung mit dem ersten Ventilanschluss 42 steht, der zweite Ventilanschluss 43 in Verbindung mit dem dritten Ventilanschluss 44 steht, der vierte Ventilanschluss 45 in Verbindung mit dem fünften Ventilanschluss 46 steht, der sechste Ventilanschluss 47 in Verbindung mit dem siebten Ventilanschluss 48 steht und der achte Ventilanschluss 48 in Verbindung mit dem neunten Ventilanschluss 49 steht.
  • Stickstoffgas mit einem Druck von 0,24 MPa und einer Durchflussrate von 22 ml/min wird in den zweiten Ventilanschluss 3 eingespritzt und tritt über den dritten Ventilanschluss 43 in die Schwefelsäule 41 ein, um die weitere Abtrennung der restlichen Komponenten des Erdgases in der Schwefelsäule 41 zu fördern. Gleichzeitig werden die restlichen Komponenten Ethylmercaptan und n-Butylmercaptan in der Siedepunktsäule 40 weiter getrennt und verlassen die Siedepunktsäule 40 nacheinander. Die Komponenten Methylmercaptan und Ethylmercaptan in den schwefelhaltigen Verbindungen verlassen nacheinander die Schwefelsäule 41 und treten zur Trennung wieder in die Siedepunktsäule 40 ein. Schließlich verlassen Ethylmercaptan, n-Butylmercaptan, Methylmercaptan und Ethylmercaptan nacheinander in dieser Reihenfolge die Siedepunktsäule 40. Die Komponenten, die die Siedepunktsäule 40 verlassen, gelangen nacheinander über den vierten Ventilanschluss 45 und den fünften Ventilanschluss 46 in den flammenfotometrischen Detektor 14 zum Nachweis der Verbrennung, um ein Profil zu erhalten.
  • Der Verbrennungsnachweis wird unter Verwendung des flammenfotometrischen Detektors 14 auf folgende Weise durchgeführt: Einleiten von Wasserstoff bei einem Druck von 0,24 MPa und einer Durchflussrate von 40 ml/min und Luft bei einem Druck von 0,24 MPa und einer Durchflussrate von 80 ml/min und Durchführen des Verbrennungsnachweises über den flammenfotometrischen Detektor 14 bei 150 °C, um das Nachweisprofil zu erhalten; wobei Wasserstoff als Brenngas und die Luft als verbrennungsunterstützendes Gas dient.
  • S4: Die Reaktionsspitzenflächenwerte werden aus den in Schritt S3 erhaltenen Nachweisprofilen gewonnen und in die Standardkurve des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen aus Schritt S1 eingesetzt. Der Gehalt an schwefelhaltigen Verbindungen wird somit durch Ablesen des Profils ermittelt, wobei der Gesamtschwefelgehalt des Erdgases die Summe der Konzentrationen der verschiedenen schwefelhaltigen Verbindungen ist.
  • Das Online-Nachweisverfahren hat einen angemessenen Fehlerwertebereich von ≤5 %. Dies zeigt, dass das System zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas der vorliegenden Erfindung einen effektiven Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas mit höherer Nachweisgenauigkeit erreichen kann.
  • In der vorliegenden Erfindung werden spezifische Beispiele verwendet, um die Prinzipien und Implementierungen der vorliegenden Erfindung zu illustrieren. Die obigen Beispiele dienen lediglich dem Verständnis des Verfahrens und dem Kerngedanken der vorliegenden Erfindung. Gleichzeitig können sich für das allgemeine Fachpersonal auf dem Gebiet gemäß dem Konzept der vorliegenden Erfindung Änderungen in der konkreten Umsetzung und im Anwendungsbereich ergeben. Zusammenfassend ist zu sagen, dass die detaillierte Beschreibung dieser Spezifikation nicht als Begrenzung der vorliegenden Erfindung verstanden werden sollte.

Claims (27)

  1. System zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas, umfassend: eine Probenahmevorrichtung, ein Druckentlastungssystem, ein chromatografisches Säulensystem und einen flammenfotometrischen Detektor; wobei das chromatografische Säulensystem mit einer Trägergaseingangsleitung versehen ist und eine chromatografische Säule, umfassend eine Siedepunktsäule und eine Schwefelsäule, in dem chromatografischen Säulensystem vorgesehen ist; der Ausgangsanschluss der Probenahmevorrichtung steht über eine erste Zufuhrrohrleitung in Verbindung mit dem Eingangsanschluss des Druckentlastungssystems; der Ausgangsanschluss des Druckentlastungssystems steht über eine schaltbare Verbindungsrohrleitung in Verbindung mit dem Eingangsanschluss der Siedepunktsäule; der Eingangsanschluss der Siedepunktsäule und der Eingangsanschluss der Schwefelsäule sind jeweils über eine schaltbare Verbindungsrohrleitung mit der Trägergaseingangsleitung verbunden; der Ausgangsanschluss der Siedepunktsäule steht über eine schaltbare Verbindungsrohrleitung in Verbindung mit dem Eingangsanschluss der Schwefelsäule; der Ausgangsanschluss der Schwefelsäule steht über eine schaltbare Verbindungsrohrleitung in Verbindung mit dem Eingangsanschluss der Siedepunktsäule; und der Ausgangsanschluss der Siedepunktsäule und der Ausgangsanschluss der Schwefelsäule sind jeweils über eine schaltbare Verbindungsrohrleitung mit dem Eingangsanschluss des flammenfotometrischen Detektors verbunden.
  2. System gemäß Anspruch 1, wobei die Probenahmevorrichtung einen Montagesockel und eine Probenahmesonde umfasst, die fest mit dem Montagesockel verbunden ist und in Verbindung mit der ersten Zufuhrrohrleitung steht; und die Probenahmesonde über den Montagesockel an einer Erdgasrohrleitung angebracht ist, um die Befestigung der Probenahmevorrichtung an der Erdgasrohrleitung zu ermöglichen, wodurch eine Online-Erfassung von Erdgas in der Erdgasrohrleitung mittels der in der Erdgasrohrleitung angeordneten Probenahmesonde realisiert wird.
  3. System gemäß Anspruch 2, wobei die Probenahmesonde mit einer selbstverfolgenden Druckentlastungsvorrichtung versehen ist.
  4. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Zufuhrrohrleitung mit einem ersten Ventil versehen ist, über das die erste Zufuhrrohrleitung geöffnet oder geschlossen wird.
  5. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in der ersten Zufuhrrohrleitung ein Filtergewebe vorgesehen ist.
  6. System gemäß Anspruch 1, wobei das Druckentlastungssystem eine primäre Druckentlastungskomponente und eine sekundäre Druckentlastungskomponente umfasst, die hintereinander geschaltet sind; wobei der Eingangsanschluss der sekundären Druckentlastungskomponente über eine zweite Zufuhrrohrleitung in Verbindung mit dem Ausgangsanschluss der primären Druckentlastungskomponente steht; der Eingangsanschluss der primären Druckentlastungskomponente als Eingangsanschluss des Druckentlastungssystems über die erste Zufuhrrohrleitung in Verbindung mit dem Ausgangsanschluss der Probenahmevorrichtung steht; und der Ausgangsanschluss der sekundären Druckentlastungskomponente als Ausgangsanschluss des Druckentlastungssystems über eine schaltbare Verbindungsrohrleitung in Verbindung mit dem Eingangsanschluss der Siedepunktsäule steht.
  7. System gemäß Anspruch 6, wobei die primäre Druckentlastungskomponente einen primären Druckentlastungstank, eine erste Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung, eine zweite Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung, einen ersten Druckmesser und einen zweiten Druckmesser umfasst, wobei die erste Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung, die zweite Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung, der erste Druckmesser und der zweite Druckmesser jeweils im Inneren des primären Druckentlastungstanks angeordnet sind; ein erstes Verbindungsrohr zwischen der ersten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung und der zweiten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung vorgesehen ist, wobei das erste Verbindungsrohr ein Ende in Verbindung mit dem Ausgangsanschluss der ersten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung und das andere Ende in Verbindung mit dem Eingangsanschluss der zweiten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung hat; der erste Druckmesser am ersten Verbindungsrohr angebracht ist und in Verbindung mit dem ersten Verbindungsrohr steht; das andere Ende der ersten Zufuhrrohrleitung in den primären Druckentlastungstank führt und in Verbindung mit dem Eingangsanschluss der ersten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung steht; ein Ende der zweiten Zufuhrrohrleitung in den primären Druckentlastungstank führt und in Verbindung mit dem Ausgangsanschluss der zweiten Heizmembran-Druckentlastungsvorrichtung steht; und der zweite Druckmesser an der zweiten Zufuhrrohrleitung angebracht ist und in Verbindung mit der zweiten Zufuhrrohrleitung steht.
  8. System gemäß Anspruch 7, wobei die primäre Druckentlastungskomponente ferner eine primäre Wärmedämmschicht umfasst, die an der Innenwand des primären Druckentlastungstanks angebracht ist.
  9. System gemäß Anspruch 6, wobei die sekundäre Druckentlastungskomponente einen sekundären Druckentlastungstank, eine Drehknopf-Druckentlastungsvorrichtung, ein zweites Verbindungsrohr und einen dritten Druckmesser umfasst, wobei die Drehknopf-Druckentlastungsvorrichtung, das zweite Verbindungsrohr und der dritte Druckmesser jeweils innerhalb des sekundären Druckentlastungstanks angeordnet sind; ein Ende der zweiten Zufuhrrohrleitung in den sekundären Druckentlastungstank führt und in Verbindung mit dem Eingangsanschluss der Drehknopf-Druckentlastungsvorrichtung steht; das zweite Verbindungsrohr ein Ende in Verbindung mit dem Ausgangsanschluss der Drehknopf-Druckentlastungsvorrichtung und das andere Ende in Verbindung mit einem Ende des dritten Druckmessers hat; und das andere Ende des dritten Druckmessers als Ausgangsanschluss der sekundären Druckentlastungskomponente über ein schaltbares Verbindungsrohr in Verbindung mit dem Eingangsanschluss der Siedepunktsäule steht.
  10. System gemäß Anspruch 9, wobei die sekundäre Druckentlastungskomponente ferner eine sekundäre Wärmedämmschicht umfasst, die an der Innenwand des sekundären Druckentlastungstanks angebracht ist.
  11. System gemäß einem der Ansprüche 1 und 6 bis 10, ferner umfassend ein umlaufendes Tracer-Rohr; wobei das Druckentlastungssystem ferner mit einer Tracer-Komponente versehen ist; und das umlaufende Tracer-Rohr in Verbindung mit der Tracer-Komponente des Druckentlastungssystems steht, um das zu analysierende Erdgas im Druckentlastungssystem zu erhitzen.
  12. System gemäß Anspruch 1, wobei das chromatografische Säulensystem mit einem Quantisierungsrohr zur vorübergehenden Speicherung des zu analysierenden Erdgases, das in das chromatografische Säulensystem eintritt, versehen ist, um eine Quantifizierung des zu analysierenden Erdgases zur Trennung von schwefelhaltigen Verbindungen unter Verwendung des chromatografischen Säulensystems zu ermöglichen.
  13. System gemäß Anspruch 12, wobei das chromatografische Säulensystem mit einem Zehn-Wege-Ventil versehen ist, über das die Verbindung zwischen den Komponenten in der chromatografischen Säule schaltbar ist.
  14. System gemäß Anspruch 13, wobei das Zehn-Wege-Ventil mit einem ersten Ventilanschluss, einem zweiten Ventilanschluss, einem dritten Ventilanschluss, einem vierten Ventilanschluss, einem fünften Ventilanschluss, einem sechsten Ventilanschluss, einem siebten Ventilanschluss, einem achten Ventilanschluss, einem neunten Ventilanschluss und einem zehnten Ventilanschluss im Uhrzeigersinn versehen ist; das Zehn-Wege-Ventil ein einstellbares Ventil ist und über einen Hahn gesteuert werden kann, um die Verbindung zwischen dem ersten Ventilanschluss und dem zweiten Ventilanschluss, die Verbindung zwischen dem dritten Ventilanschluss und dem vierten Ventilanschluss, die Verbindung zwischen dem fünften Ventilanschluss und dem sechsten Ventilanschluss, die Verbindung zwischen dem siebten Ventilanschluss und dem achten Ventilanschluss und die Verbindung zwischen dem neunten Ventilanschluss und dem zehnten Ventilanschluss in einer Hahnstellung und die Verbindung zwischen dem zehnten Ventilanschluss und dem ersten Ventilanschluss, die Verbindung zwischen dem zweiten Ventilanschluss und dem dritten Ventilanschluss, die Verbindung zwischen dem vierten Ventilanschluss und dem fünften Ventilanschluss, die Verbindung zwischen dem sechsten Ventilanschluss und dem siebten Ventilanschluss und die Verbindung zwischen dem achten Ventilanschluss und dem neunten Ventilanschluss in einer anderen Hahnstellung zu realisieren; einer des zehnten Ventilanschlusses und des neunten Ventilanschlusses des Zehn-Wege-Ventils über eine dritte Zufuhrrohrleitung in Verbindung mit dem Ausgangsanschluss des Druckentlastungssystems steht und der andere zum Abführen von überschüssigem Gas verwendet wird; zwischen dem ersten Ventilanschluss und dem achten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils ein Quantisierungsrohr zur vorübergehenden Speicherung des zu analysierenden Erdgases vorgesehen ist, um eine Quantifizierung des zu analysierenden Erdgases zu ermöglichen, und der erste Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils über das Quantisierungsrohr in Verbindung mit dem achten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils steht; die Trägergaseingangsleitung in Verbindung mit dem zweiten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils steht; die Siedepunktsäule zwischen dem vierten Ventilanschluss und dem siebten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils vorgesehen ist, sodass der vierte Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils über die Siedepunktsäule in Verbindung mit dem siebten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils steht; die Schwefelsäule zwischen dem dritten Ventilanschluss und dem sechsten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils vorgesehen ist, sodass der dritte Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils über die Schwefelsäule in Verbindung mit dem sechsten Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils steht; und der fünfte Ventilanschluss des Zehn-Wege-Ventils in Verbindung mit dem flammenfotometrischen Detektor steht.
  15. System gemäß einem der Ansprüche 1 und 12-14, wobei die Siedepunktsäule eine Squalansäule ist.
  16. System gemäß Anspruch 15, wobei die Siedepunktsäule eine Länge von nicht weniger als 0,8 m hat.
  17. System gemäß einem der Ansprüche 1 und 12-14, wobei die Schwefelsäule eine Oxydipropionitrilsäule ist.
  18. System gemäß Anspruch 17, wobei die Schwefelsäule eine Länge von nicht weniger als 1,7 m hat.
  19. System gemäß Anspruch 1, ferner umfassend eine Anzeigevorrichtung, die fest mit dem flammenfotometrischen Detektor verbunden ist; wobei die Anzeigevorrichtung elektrisch mit dem flammenfotometrischen Detektor verbunden ist und die Nachweisergebnisse des flammenfotometrischen Detektors anzeigt.
  20. System gemäß Anspruch 1, ferner umfassend eine Alarmverknüpfungsvorrichtung und einen Alarm bei Nachweis brennbarer Gase, die beide elektrisch mit dem flammenfotometrischen Detektor verbunden sind; wobei der Alarm bei Nachweis brennbarer Gases zum Nachweis dient, ob in der Nähe des flammenfotometrischen Detektors ein Leck von brennbarem Gas auftritt, und die Alarmverknüpfungsvorrichtung eine Steuervorrichtung ist und die erste Zufuhrrohrleitung rechtzeitig schließt, sodass die Förderung des zu erfassenden Gases gestoppt wird, wenn der Alarm bei Nachweis von brennbarem Gas das Leck von brennbarem Gas erkennt.
  21. System gemäß Anspruch 1, ferner umfassend eine Standardgassubstanz-Vorratsflasche, wobei zwischen der Standardgassubstanz-Vorratsflasche und dem chromatografischen Säulensystem ein Standardgassubstanz-Zufuhrrohr vorgesehen ist; das Standardgassubstanz-Zufuhrrohr ein Ende in Verbindung mit dem Eingangsanschluss des chromatografischen Säulensystems und das andere Ende in Verbindung mit dem Ausgangsanschluss der Standardgassubstanz-Vorratsflasche hat; und das Standardgassubstanz-Zufuhrrohrrohr mit einem zweiten Ventil versehen ist, über das das Standardgassubstanz-Zufuhrrohr geöffnet oder geschlossen wird.
  22. Verfahren zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas unter Verwendung des Systems zum flammenfotometrischen Online-Nachweis des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen in Erdgas gemäß einem der Ansprüche 1-21, umfassend die folgenden Schritte: S1: Erhalten einer Standardgassubstanz von schwefelhaltigen Verbindungen und Erfassen der Standardgassubstanz von schwefelhaltigen Verbindungen für den Gehalt an schwefelhaltigen Verbindungen, um die Standardkurve für den Gehalt an schwefelhaltigen Verbindungen zu erhalten; S2: Erhalten des in einer Erdgasrohrleitung gelieferten Erdgases unter Verwendung der Probenahmevorrichtung und Lieferung des Erdgases an das Druckentlastungssystem zur Druckentlastung, um das drucklose Erdgas zu erhalten; S3: Zuführen des in Schritt S2 erhaltenen drucklosen Erdgases zum chromatografischen Säulensystem, Trennen des drucklosen Erdgases, das durch ein Trägergas angetrieben wird, nacheinander unter Verwendung der Siedepunktsäule und der Schwefelsäule, und Zuführen der getrennten Komponenten zum flammenfotometrischen Detektor zum Nachweis der Verbrennung durch den flammenfotometrischen Detektor, um ein Nachweisprofil zu erhalten; S4: Umschalten des Trägergases auf den Eingangsanschluss der Schwefelsäule, wenn die Carbonylsulfidkomponente im Erdgas die Schwefelsäule in Schritt S2 verlässt, wobei der Ausgangsanschluss der Schwefelsäule in Verbindung mit dem Eingangsanschluss der Siedepunktsäule steht und der Ausgangsanschluss der Siedepunktsäule in Verbindung mit dem Eingangsanschluss des flammenfotometrischen Detektors steht; kontinuierliches Trennen der verbleibenden Komponenten unter Verwendung des Säulensystems, das durch das Trägergas angetrieben wird, und Zuführen der getrennten Komponenten, die am Ausgangsanschluss der Siedepunktsäule erhalten werden, zum flammenfotometrischen Detektor zum Nachweis der Verbrennung durch den flammenfotometrischen Detektor, um ein Nachweisprofil zu erhalten; S5: Ableiten des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen im Erdgas aus den Reaktionsspitzenflächenwerten, die aus den in den Schritten S3 und S4 erhaltenen Nachweisprofilen erhalten wurden, und der Standardkurve des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen, die in Schritt S1 erhalten wurden.
  23. Verfahren gemäß Anspruch 22, wobei die Schwefelsäule, wenn sie zur Trennung verwendet wird, eine Betriebstemperatur von 55-65 °C hat.
  24. Verfahren gemäß Anspruch 23, wobei die Schwefelsäule, wenn sie zur Trennung verwendet wird, eine Betriebstemperatur von 62 °C hat.
  25. Verfahren gemäß Anspruch 22, wobei die Siedepunktsäule, wenn sie zur Trennung verwendet wird, eine Betriebstemperatur von 65-75 °C hat.
  26. Verfahren gemäß Anspruch 25, wobei die Siedepunktsäule, wenn sie zur Trennung verwendet wird, eine Betriebstemperatur von 70 °C hat.
  27. Verfahren gemäß Anspruch 22, wobei das Erhalten der Standardgassubstanz aus schwefelhaltigen Verbindungen und das Erfassen der Standardgassubstanz aus schwefelhaltigen Verbindungen für den Gehalt an schwefelhaltigen Verbindungen, um die Standardkurve des Gehalts an schwefelhaltigen Verbindungen zu erhalten, die folgenden Schritte umfasst: S11: Herstellen der Standardgassubstanz aus Methan zusammen mit Schwefelwasserstoff, Carbonylsulfid, Methylmercaptan, Ethylmercaptan, Ethylsulfid und n-Butylmercaptan, wobei mindestens 4 Gruppen von Standardgassubstanzen mit unterschiedlichen Konzentrationen an schwefelhaltigen Verbindungen hergestellt werden; S12: Erkennen jeder der in Schritt S11 erhaltenen Standardgassubstanzen, um die entsprechenden Reaktionsspitzenflächenwertdaten zu erhalten, und Aufzeichnen einer Standardkurve des Gehalts jeder schwefelhaltigen Verbindung mit der Konzentration jeder schwefelhaltigen Verbindung als vertikale Koordinate und dem entsprechenden Reaktionsspitzenflächenwert jeder schwefelhaltigen Verbindung als horizontale Koordinate.
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