第十一章第十一章 其他石油产品性能的分析其他石油产品性能的分析帮助帮助返回返回下页下页上页上页 第十一章第十一章 其他石其他石油产品性能的分析油产品性能的分析第十一章第十一章 其他石油产品性能的分析其他石油产品性能的分析帮助帮助返回返回下页下页上页上页学习指南学习指南第一节第一节 天然气天然气第二节第二节 石油蜡石油蜡第三节第三节 润滑脂润滑脂第四节第四节 石油沥青石油沥青第五节第五节 实实 训训第十一章第十一章 其他石油产品性能的分析其他石油产品性能的分析帮助帮助返回返回下页下页上页上页学习指南学习指南 石油产品除了燃料和润滑油以外，还有石油石油产品除了燃料和润滑油以外，还有石油蜡、润滑脂、石油沥青、石油焦、溶剂和石油化蜡、润滑脂、石油沥青、石油焦、溶剂和石油化工原料等几大类，它们都有各自的产品规格及使工原料等几大类，它们都有各自的产品规格及使用要求。这些石油产品的分析关系到石油这一宝用要求。这些石油产品的分析关系到石油这一宝贵资源的综合利用，拓展石油产品的应用。此外。贵资源的综合利用，拓展石油产品的应用。此外。“西气东输西气东输”有提供了大量清洁燃料，大大降低有提供了大量清洁燃料，大大降低了空气污染。了空气污染。 学习中要求了解天然气、石油蜡、润滑脂和学习中要求了解天然气、石油蜡、润滑脂和第十一章第十一章 其他石油产品性能的分析其他石油产品性能的分析帮助帮助返回返回下页下页上页上页沥青等常见石油产品的质量指标；掌握这些质量沥青等常见石油产品的质量指标；掌握这些质量指标的分析检测方法。指标的分析检测方法。第十一章第十一章 其他石油产品性能的分析其他石油产品性能的分析帮助帮助返回返回下页下页上页上页 一、天然气的种类及应用一、天然气的种类及应用 天然气天然气是蕴藏在地层内的可燃气性气体。按来源不同分是蕴藏在地层内的可燃气性气体。按来源不同分为为4种：气田气（从气井开采出来的天然气，又称纯天然气），种：气田气（从气井开采出来的天然气，又称纯天然气），通常含通常含90%以上甲烷，还有少量乙烷、丙烷、丁烷、二氧化以上甲烷，还有少量乙烷、丙烷、丁烷、二氧化碳、氮气、硫化氢等；油田伴生气（伴随石油一起开采出来碳、氮气、硫化氢等；油田伴生气（伴随石油一起开采出来的石油气），主要成分是甲烷，还有少量乙烷、丙烷、丁烷的石油气），主要成分是甲烷，还有少量乙烷、丙烷、丁烷及戊烷组分；凝析气田气（从气井开采出来经凝析后可燃气及戊烷组分；凝析气田气（从气井开采出来经凝析后可燃气体），以甲烷、乙烷为主，还含有一定的石油轻质馏分；矿体），以甲烷、乙烷为主，还含有一定的石油轻质馏分；矿井气（从井下煤层抽出的可燃气体，俗称瓦斯），其主要成井气（从井下煤层抽出的可燃气体，俗称瓦斯），其主要成分是甲烷。分是甲烷。 压缩天然气压缩天然气(简称简称CNG)是广泛用作城市交通等轻型车辆是广泛用作城市交通等轻型车辆的清洁燃料。的清洁燃料。液化天然气（简称液化天然气（简称LNG）有利于天然气远距离有利于天然气远距离运输、边远天然气的回收、降低天然气贮存成本等。运输、边远天然气的回收、降低天然气贮存成本等。第十一章第十一章 其他石油产品性能的分析其他石油产品性能的分析帮助帮助返回返回下页下页上页上页 我国天然气现行国家标准有我国天然气现行国家标准有GB178201999天然气天然气和和GB180472000车用压缩天然气车用压缩天然气（表表11-1）。）。 二、天然气几种质量指标的测定方法概述二、天然气几种质量指标的测定方法概述 1天然气组成测定天然气组成测定 天然气分析分为常规分析和延伸分析两类。常规分析测天然气分析分为常规分析和延伸分析两类。常规分析测定天然气中的氮气、二氧化碳、甲烷至戊烷的含量，有时还定天然气中的氮气、二氧化碳、甲烷至戊烷的含量，有时还包括六碳以上的烃类（包括六碳以上的烃类（C6）、氦气、氢气等组分。对伴生气）、氦气、氢气等组分。对伴生气或油田气，有时需要测定摩尔质量大于己烷的各种烃类的含或油田气，有时需要测定摩尔质量大于己烷的各种烃类的含量，如分析到十二烷、十六烷甚至更高碳数的组分，通常将量，如分析到十二烷、十六烷甚至更高碳数的组分，通常将这种分析称为延伸分析。这种分析称为延伸分析。 （1）GB/T136102003天然气的组成分析（气相色谱天然气的组成分析（气相色谱法）法） 该方法采用外标法定量，即在同样操作条件下，分别该方法采用外标法定量，即在同样操作条件下，分别将气样和等体积含有待测组分的标准气体混合物进样，得到将气样和等体积含有待测组分的标准气体混合物进样，得到色谱图，然后比较气样与标准气中相应组分的峰值，用标准色谱图，然后比较气样与标准气中相应组分的峰值，用标准气的组成数据计算气样相应组分的含量。气的组成数据计算气样相应组分的含量。第十一章第十一章 其他石油产品性能的分析其他石油产品性能的分析帮助帮助返回返回下页下页上页上页对色谱柱（吸附柱、分配柱）的要求是吸附柱能完全分离氧对色谱柱（吸附柱、分配柱）的要求是吸附柱能完全分离氧气、氮气和甲烷；分配柱能完全分离二氧化碳、乙烷到戊烷气、氮气和甲烷；分配柱能完全分离二氧化碳、乙烷到戊烷之间的各组分，对丙烷及之后的组分必须完全分离，对于丙之间的各组分，对丙烷及之后的组分必须完全分离，对于丙烷之前的组分，峰返回到基线的程度应在满量程的烷之前的组分，峰返回到基线的程度应在满量程的2以内，以内，二氧化碳必须得到充分分离。目前分离氦气、氢气和分离氧二氧化碳必须得到充分分离。目前分离氦气、氢气和分离氧气、氮气和甲烷大多采用气、氮气和甲烷大多采用13X和和5A分子筛，有时还增加一段分子筛，有时还增加一段活性炭柱。分离乙烷至碳六以上各烃类组分时多选用非极性活性炭柱。分离乙烷至碳六以上各烃类组分时多选用非极性或弱极性的固定液，可供选择的柱子较多，有填充柱、毛细或弱极性的固定液，可供选择的柱子较多，有填充柱、毛细管柱等，可以根据需要制备或采购。管柱等，可以根据需要制备或采购。 单柱分析过程。若天然气试样中氧气、氮气含量很小单柱分析过程。若天然气试样中氧气、氮气含量很小或不需要测定，分析时用氢气或氦气作载气，使用热导检测或不需要测定，分析时用氢气或氦气作载气，使用热导检测器，用一根分配色谱柱可以分离其中的烃类和二氧化碳。如器，用一根分配色谱柱可以分离其中的烃类和二氧化碳。如用柱长为用柱长为7m的的25BMEE双双-2-(2-甲氧基乙氧基甲氧基乙氧基)乙基醚乙基醚第十一章第十一章 其他石油产品性能的分析其他石油产品性能的分析帮助帮助返回返回下页下页上页上页 在同样条件下进标准气样，将两张谱图中的同组分的峰在同样条件下进标准气样，将两张谱图中的同组分的峰高或峰面积进行比较，正戊烷以前的组分含量按式（高或峰面积进行比较，正戊烷以前的组分含量按式（11-1）分）分别计算含量。别计算含量。 正戊烷以后的组分用载气反吹色谱柱得到正戊烷以后的组分用载气反吹色谱柱得到图图11-1中的峰中的峰9和峰和峰10，分别是庚烷及更重组分（分离不完全）、己烷的色，分别是庚烷及更重组分（分离不完全）、己烷的色谱峰。这些组分的定量采用以戊烷为标准对照修正的方法，谱峰。这些组分的定量采用以戊烷为标准对照修正的方法，即在色谱图上测量己烷、庚烷及更重组分的峰面积，并在同即在色谱图上测量己烷、庚烷及更重组分的峰面积，并在同一张谱图上测量正戊烷和异戊烷的峰面积，将所有测量的峰一张谱图上测量正戊烷和异戊烷的峰面积，将所有测量的峰面积换算到同一衰减，按（面积换算到同一衰减，按（11-2）、（）、（10-3）分别计算出己烷、）分别计算出己烷、庚烷及更重组分峰的修正峰面积，然后按式（庚烷及更重组分峰的修正峰面积，然后按式（11-4）、（）、（11-5）计算出己烷、庚烷及更重组分的含量。）计算出己烷、庚烷及更重组分的含量。 己烷的修正峰面积按下式计算：己烷的修正峰面积按下式计算： （11-1）第十一章第十一章 其他石油产品性能的分析其他石油产品性能的分析帮助帮助返回返回下页下页上页上页 庚烷及更重组分的修正面积按下式计算：庚烷及更重组分的修正面积按下式计算： （11-2） （11-3） 己烷的摩尔分数己烷的摩尔分数y(C6)用下式计算：用下式计算： （11-4） 庚烷及更重组分的摩尔分数庚烷及更重组分的摩尔分数y(C7+)%用下式计算：用下式计算： 由于采用标准对照法分别计算，得到各组分摩尔分数之和由于采用标准对照法分别计算，得到各组分摩尔分数之和不等于不等于100，因此需对计算结果进行归一化处理。，因此需对计算结果进行归一化处理。第十一章第十一章 其他石油产品性能的分析其他石油产品性能的分析帮助帮助返回返回下页下页上页上页 多柱组合分析过程。将不同性质的色谱柱组合在一起，多柱组合分析过程。将不同性质的色谱柱组合在一起，通过阀的切换，完成相应的分析过程（通过阀的切换，完成相应的分析过程（图图11-2）。通过选择四）。通过选择四通阀的转动，能方便快速地切换色谱柱的排列方式。一长一通阀的转动，能方便快速地切换色谱柱的排列方式。一长一短的两根分配柱，既可单独使用，也可串联使用，具有一定短的两根分配柱，既可单独使用，也可串联使用，具有一定的灵活性。还有用两根填充柱和毛细管柱组合在一台仪器上的灵活性。还有用两根填充柱和毛细管柱组合在一台仪器上完成天然气的分析。完成天然气的分析。 （2）GB/T172811998天然气中丁烷至十六烷烃类的天然气中丁烷至十六烷烃类的测定（气相色谱法）测定（气相色谱法） 该方法适于测定伴生气或油田气等天该方法适于测定伴生气或油田气等天然气中摩尔质量大于己烷的各种烃类的含量。分析采用硅油然气中摩尔质量大于己烷的各种烃类的含量。分析采用硅油类填充色谱柱，用程序升温的方式进行分离，以火焰离子化类填充色谱柱，用程序升温的方式进行分离，以火焰离子化检测器（检测器（FID）检测。表）检测。表11-2 列出了天然气所含组分的浓度范列出了天然气所含组分的浓度范围和测试方法。围和测试方法。 2硫化物的测定硫化物的测定第十一章第十一章 其他石油产品性能的分析其他石油产品性能的分析帮助帮助返回返回下页下页上页上页 （1）总硫的测定）总硫的测定 总硫含量既是天然气的腐蚀性指标，总硫含量既是天然气的腐蚀性指标，又是是天然气分类的重要依据。又是是天然气分类的重要依据。GB/T 110611997天然气天然气中总硫的测定中总硫的测定 氧化微库仑法氧化微库仑法适于测定总硫含量范围为适于测定总硫含量范围为11000 mg/m3的天然气，而高于此范围的可经稀释后再测定。的天然气，而高于此范围的可经稀释后再测定。 方法原理方法原理：使含硫天然气在：使含硫天然气在90020的石英管中与氧的石英管中与氧气混合燃烧，使硫转化为二氧化硫，并随氮气进入库仑滴定气混合燃烧，使硫转化为二氧化硫，并随氮气进入库仑滴定池与电解液中的池与电解液中的I3反应。微库仑计能够检测电解池中反应。微库仑计能够检测电解池中I3浓度浓度的减少，并自动（或手动）控制电解电流，补充消耗的的减少，并自动（或手动）控制电解电流，补充消耗的I3-,并并使之恢复到原浓度。根据法拉第电解定律，由电解所消耗的使之恢复到原浓度。根据法拉第电解定律，由电解所消耗的电量可计算样品中硫含量，并用标准样进行校正。电量可计算样品中硫含量，并用标准样进行校正。 滴定池中发生的化学反应：滴定池中发生的化学反应：第十一章第十一章 其他石油产品性能的分析其他石油产品性能的分析帮助帮助返回返回下页下页上页上页 测量仪器流程如测量仪器流程如图图11-3。 测定时，先配制含硫标准试样，待仪器稳定后进样，记测定时，先配制含硫标准试样，待仪器稳定后进样，记录库仑仪的响应值录库仑仪的响应值(W0)，由式（，由式（10-6）计算硫的转化率）计算硫的转化率(F)，如果转化率低于如果转化率低于75，应查明原因。，应查明原因。电解产生电解产生I3的电极反应：的电极反应： (11-6) 在同样试验条件下，进待测试样，记录仪器读数在同样试验条件下，进待测试样，记录