TIÊU CHUẨN VIỆT
NAM
TCVN 3757
- 83
KHÍ
THIÊN NHIÊN - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HYDROCACBON BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ
Natural gas - Method
for the determination of hydrocacbon components by gas chromatography
1. Nguyên tắc của
phương pháp
Phương pháp được tiến hành dựa trên
nguyên tắc tách các cấu tử hydrocacbon
trong khí thiên nhiên bằng máy sắc ký khí
sau đó đem so sánh với
các cấu tử tương
ứng của các hỗn hợp chuẩn đã biết trước thành phần và cũng được
tách ở các điều kiện phân tích như mẫu thực.
Các hydrocacbon nặng
của khí thiên nhiên được tập hợp lại
trong những pic không cân đối bằng cách đổi ngược chiều
trực tiếp của
khí mang để tạo thành
các pic khí nặng ở cuối.
Hàm lượng của các cấu tử được xác định
nhờ so sánh chiều cao của pic
và diện tích pic.
2. Dụng cụ, vật liệu
và thuốc thử
2.1. Dụng cụ, vật liệu.
Máy sắc ký khí GCHF 18 - 3 hoặc các máy sắc ký khác
cần thỏa mãn các điều kiện kỹ thuật sau :
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Máy tự ghi. Băng biểu đồ của máy tự
ghi phải là loại 10 mV hoặc nhỏ hơn. Thời gian cân bằng cực đại cho toàn băng là 2
giây và tốc độ
băng giấy tối thiểu đạt 2 mm/phút.
Thang nhạy. Gia tăng từng bước thang nhạy
của máy phải bảo đảm cho pic cực đại ở máy tự ghi.
Thang nhạy phải chính
xác đến 0,5.
Bộ điều khiển nhiệt độ.
Cột phân tích phải được giữ ở nhiệt độ
không đổi (sai lệch
cho phép không quá 0,3o C) trong quá trình phân tích mẫu thật và mẫu
chuẩn, bộ điều khiển nhiệt độ
phải thỏa mãn được điều
kiện trên.
Hệ thống bơm mẫu. Hệ thống van bơm mẫu bảo đảm đưa các cỡ mẫu 0,25;
0,5; 1,0 1,5; 2 và 2,5 ml. Thể tích mẫu đưa vào phải lặp lại trong các lần bơm mẫu liên tiếp nhau. Độ sai lệch
giữa hai lần bơm mẫu chỉ được phép là
1 mm (theo chiều
cao của pic) hoặc là 1% (theo diện tích pic). Riêng mẫu để phân tích hexan
và các cấu tử nặng hơn
phải cho vào các thể tích cố định
hay từ các ống có đường kính lớn hơn 5
mm.
Cột phân tích (cột tách). Cột
tách có khả năng tách được các cấu tử từ mêtan
đến n.pentan. Bút tự ghi phải trở lại đường cơ bản giữa hai khe pic nối tiếp nhau. Đối với các cấu tử được tách sau
propan, bút tự ghi chỉ được lệch 1% so
với toàn bộ dải bảng được
đo ở thang nhạy nhất của máy. Đảm bảo cho phép phân tích kết thúc trong
vòng 48 phút. Kể cả việc đảo dòng khí mang chi
tiết, chuẩn bị cột phân tích
xem trong phụ lục
1 của tiêu chuẩn này.
2.2. Thuốc thử
Khí mang và khí phụ trợ (có thể là hydrô,
nitơ và không khí nén).
Lưu lượng của các khí này khi cho máy phải ổn định, cho phép thay đổi không quá 1%
trong
suốt
quá trình phân tích.
Chất làm khô (pentoxit phốt pho, canxi clorua được chuẩn bị như phụ
lục 2 của tiêu chuẩn này.
Chất chuẩn. Chuẩn bị hỗn hợp chuẩn xem trong phụ lục 3 của tiêu chuẩn này.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
3.1. Chuẩn bị điều kiện phân tích
Vận hành thử máy GCHF 18 - 3
Cột phân tích bằng thép
không gỉ dài 3 m, đường kính
trong 3 mm được nhồi đầy gạch chịu
lửa có kích thước hạt 0,15 - 0,25 mm tẩm 20 %
n-hexadecan; nhiệt độ cột phân tích 55oC; lượng mẫu thử 0,25 ml hoặc 0,5 ml; tốc độ băng giấy 600 mm/ giờ
3.2. Thể tích mẫu phân tích
Thể tích mẫu phân tích được đưa vào máy là 0,25 ml hoặc 0,5 ml.
3.3. Lắp cột phân tích vào máy, điều chỉnh các điều kiện vận
hành của máy đúng với các
điều kiện phân
tích. Sau khi chạy
thử thấy đường cơ sở đã ổn định và máy
hoạt động bình thường tiến hành bơm mẫu chuẩn vào máy để thử độ vận hành của
máy. Độ lặp lại phải bảo đảm không thay
đổi quá 1 mm theo chiều cao hoặc 1% theo diện tích
của pic.
4. Chuẩn bị mẫu và
đưa mẫu vào máy phân tích
4.1. Nếu các mẫu thử có chứa khí hydro
sunfua (H2S) phải loại bỏ khí này.
4.2. Tạo nhiệt độ cho bình chứa mẫu
bằng hoặc cao hơn nhiệt độ
khi nạp mẫu. Nối van ra của bình chứa mẫu với van bơm mẫu của máy sắc ký khí
bằng các
ống
kim loại hoặc ống thủy tinh ngắn. Trường hợp cần xác định
thật chính xác hexan và các cấu tử nặng hơn và mẫu chưa được làm khô phải lắp
ống làm khô ở giữa bình chứa mẫu và buồng bơm mẫu của máy
sắc ký khí. Không nên dùng ống nối bằng cao su.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
5. Xây dựng đường
chuẩn
Các mẫu chuẩn của từng cấu tử khác
nhau được pha ở các nồng
độ
khác nhau (như quy định ở phụ lục 3 của
tiêu chuẩn này) được bơm
lần lượt từ mẫu có nồng độ thấp đến mẫu có nồng độ cao.
Trên máy, đo chính xác chiều cao h hoặc diện tích của từng nồng độ khác nhau của cấu tử. Vẽ
đường chuẩn của từng cấu
tử ở các thang nhạy
khác nhau trên giấy milimét. (Đường chuẩn này biểu thị mối tương quan giữa chiều
cao hay
diện
tích
của
cấu tử với phần trăm thể tích).
6. Phân tích các cấu
tử hydro cacbon trên cột tách n-hexadecan
Bơm mẫu vào máy sắc ký khí, khi nhận được sắc đồ đến n-pentan
thì đảo ngược chiều khí mang (nếu hexan và các cấu tử nặng khác cần được xác định).
Điều chỉnh thang nhạy của máy sao cho
píc của từng cấu tử có chiều
cao cực đại trên băng giấy. Kết thúc
phân tích khi hexan và các
cấu tử nặng hơn ra khỏi cột và bút tự ghi trở về đường cơ sở.
Chú thích :
1. Việc đảo cột khí mang có thể thực hiện
sau khi n-butan được tách khỏi
cột nếu không cần xác định chi tiết các cấu tử nặng hơn từ C5 trở lên.
2. Nếu trong trường hợp mêtan hay êtan trong mẫu có nồng độ lớn hơn 10% thể tích thì píc nhận được sẽ vượt thang, có thể lấy kết qủa mêtan ở cột tách
oxy, hyđro ở zeolit
5A, hoặc cũng có thể pha loãng
mẫu bằng không khí, Sau đó tính phân trăm thể tích của mêtan và êtan theo hệ
số pha loãng của propan giữa hai mẫu trước và
sau khi pha loãng.
3. Trước khi phân tích mẫu thật, ngoài việc kiểm tra độ lặp lại của máy, cần tiến hành kiểm tra độ ổn định của máy bằng cách phân tích một mẫu
chuẩn đã biết trước nồng độ. Sau đó so sánh
chiều cao hoặc diện tích của mẫu
chuẩn này với đường chuẩn đã được thiết lập. Nếu thấy có sự sai lệch đáng kể phải kiểm tra lại các
điều kiện vận
hành của máy.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
7.1. Đo chiều cao hay diện tích của các cấu tử, hiệu chỉnh để đưa về cùng thang
nhạy với đường chuẩn tương ứng đã có. So sánh
từng cấu tử với
đường chuẩn tương ứng và đọc
trực tiếp nồng độ của từng cấu tử.
7.2. Tính toán kết quả của các cấu tử sau khi đảo
ngược dòng khí mang.
Do diện tích hexan và các cấu tử nặng hơn.
Thực hiện hiệu chỉnh các kết quả này. Sau đó lấy diện tích đã hiệu chỉnh
so sánh với đường chuẩn và đọc được
các giá trị của chúng.
8. Đánh giá kết quả
8.1. Sai lệch cho phép giữa hai lần xác định song
song không vượt quá các giá trị trong bảng 1
Bảng 1
Cấu tử (% thể tích)
Sai lệch
cho phép, %
Từ 0 đến 1
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Lớn hơn 1 đến 5
0,07
» 5 » 25
0,15
» 25
0,40
C6
và các phần nặng hơn
5 % theo tổng số
8.2. Sai lệch cho phép của các kết quả xác định
song song giữa hai phòng thí nghiệm không vượt quá các giá trị trong bảng 2
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Cấu tử (% thể tích)
Sai lệch lớn nhất, %
Từ 0 đến 1
Lớn hơn 1 đến 5
» 5 » 25
Lớn hơn 25
C6
và các phần nặng hơn
0,06
0,10
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
0,60
10% tổng số
PHỤ
LỤC 1
CHẾ TẠO CỘT PHÂN TÍCH N - HEXADECAN
1. Rửa sạch cột thép không gỉ dài 3m
đường kính trong 3 mm bằng nước cất. Sau đó rửa lại bằng axêtôn rồi làm khô
bằng cách thổi không khí
khô và sạch qua cột.
2. Sấy khô 20 g gạch chịu lửa có cỡ hạt từ 0,15 - 0,25 mm trong tủ,
sấy ở nhiệt độ 3500 C trong
6 giờ. Sau đó làm nguội trong bình hút ẩm.
3. Cân 5g n - hexadexan (loại
tinh khiết dùng cho sắc ký khí). Cho
n - hexadecan
vào cốc dung tích 250ml rồi thêm vào đó 60 ml clorofom tinh khiết phân tích. Rửa
cốc đựng n
- hexadecan nhiều
lần bằng clorofom. Khuấy đều
hỗn hợp sau đó đổ từ từ 20 g gạch chịu
lửa đã hoạt hóa vào cốc đựng dung dịch, vừa
đổ vừa dùng đũa
thủy tinh khuấy.
Để cách điện hỗn hợp ở nhiệt độ phòng đến khi
nhận được gạch chịu lửa khô. Đem sấy tiếp hỗn hợp ở nhiệt độ 55°C trong 2 giờ.
Đặt vào bình
hút ẩm để làm nguội.
4. Bịt đầu cột thép đã rửa sạch
theo điều 1 bằng bông thủy tinh dầy
khoảng 0,5
cm
và một lưới đồng ở ngoài, đầu này được nối với một máy hút
chân không qua một bình bảo hiểm. Đầu còn lại
của cột được lắp với một ống nạp cột hay một phễu thủy tinh nhỏ. Khẽ đổ gạch chịu lửa
đã tẩm n - hexadecan
vào ống nạp mẫu hoặc thủy tinh. Mở máy hút chân không, gõ nhẹ cột liên tục (nếu có
máy rung, lắp cột vào máy rung) trong suốt quá
trình nạp cột
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
PHỤ
LỤC 2
CHUẨN
BỊ CHẤT LÀM KHÔ
Trộn những viên bi thủy tinh nhỏ ( đường kính
0,5 - 0,3 cm) với bột pentoxit phốt pho trong cốc sứ. Nạp đầy những hạt này vào
ống thủy tinh có chiều dài 10 cm, đường kính 0,5 ÷ 0,6 cm rồi bịt hai đầu ống
bằng 1 lớp bông thủy tinh.
Lắp ống vào vị trí để làm khô mẫu. Thay ống
làm khô khác khi thấy 1/2 ống làm khô bị chảy rửa ( hiện tượng thủy tinh hóa)
Nếu dùng canxi clorua (CaCl2) thay
cho pentoxit phốt pho, chọn các hạt canxi clorua có kích thước từ 2 ÷ 3 cm và
chuẩn bị giống như trên.
PHỤ
LỤC 3
PHA
MẪU CHUẨN
Pha các chất chuẩn có các nồng
độ khác nhau trong các
chai có thể tích 350 - 500 ml theo
cách sau: Dùng 2 buret, một có dung tích
50 ml và một có dung tích 250
ml. Các buret này đều có khóa 3 chiều ở- một đầu và đầu kia nối với bình thăng bằng và được lắp
theo hình 1 (xem phụ bản).
Buret nhỏ dùng để định mức chính xác các thể tích khí chuẩn gốc và khí nitơ (N2). Dùng bình thăng bằng của
buret nhỏ bằng
chính hỗn hợp khí ở
buret lớn. Dùng bình thăng
bằng ở buret lớn đẩy hỗn hợp khí chuẩn vừa pha được vào một
chai đựng đầy
nước
muối bão hòa đã axit
hóa.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Bảng 3
Thể tích khí C3H6
chuẩn, ml
Thể tích khí N2,
ml
Nồng độ, % V
25,3
225
10,0300
50,7
200
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
24,6
228
0,9830
12,4
232
0,5120
25,3
225
0,2060
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
225
0,0997
25,9
225
0,0610