GB T 21069-2007 天然气 高压下水含量的测定.pdf

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1、ICS 75060E 24 圆园中华人民共和国国家标准GBT 2 1 069-2007天然气 高压下水含量的测定Natural gas-Determination of water content at high pressure2007-08-13发布(IS0 11541：1997，MOD)2008-03-01实施丰瞀职鬻瓣警辫瞥星发布中国国家标准化管理委员会仅111刖 罱GBT 2 1 0692007本标准修改采用ISO 11541：1997天然气高压下水含量的测定(英文版)。为与国家现行标准参比条件一致，本标准将“体积计量状态为28815 K，101325 kPa”改为“体积标准参比条件

2、为29315 K，101325 kPa”，计算公式也相应修改。为便于使用，本标准还做了下列编辑性修改：a)“本国际标准”一词改为“本标准”；b)删除国际标准的前言，增加目次；c)“高压室”一词改为“压力室”。本标准由全国天然气标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位：中国石油西南油气田分公司天然气研究院。本标准主要起草人：杨芳、迟永杰、唐蒙、许文晓。本标准为首次发布。天然气高压下水含量的测定GBT 2 1 06920071范围天然气中可能存在水蒸气，其原因包括气井采出流体中所固有的、天然气在地下储气库中储存或流经含水气的输配干线等等。本标准规定了在压力高于1 MPa时天然气水含量的测定方法，

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

4、准。GBT 13609 天然气取样导则3原理经体积计量的天然气通过填满P。0。的吸收管，天然气中的水分被Pzos吸收形成磷酸。吸收管增加的质量即为天然气中所含水分的质量。由于以下原因，管线压力下水蒸气的吸收优于大气压力下水蒸气的吸收：a)水蒸气分压高；b)在较短时间内通过足量的天然气。4试剂及材料41颗粒状五氧化二磷附着于有湿度指示剂的固体载体上。警告：遵守P。0。的所有安全预防措施，应避免皮肤或眼睛接触P2 05及吸入Pzos粉末。在应用P2 05的场合，应穿适当的防护服。42石英棉警告：如果处理不当，石英棉会使人造成矽肺病。为安全操作，推荐使用呼吸器。5试验装置51试验装置由以下部分组成(

5、见图1、图2和图3)；511压力室端件。1GaT 2 10692007512压力室本体。513过滤管，玻璃材质，外径20 ram，长32 1mYll，填充石英棉。514过滤管和吸收管之间接头，不锈钢材质。515吸收管，玻璃材质，外径20 mm，长140 mm。516吸收管末端部件，不锈钢材质。517吸收管堵头，不锈钢或丙烯酸类塑料材质。518针形阀，具备截止功能，可使吸收管内的压力缓慢增长，一端通过传输管线与取样探头相连，另一端通过接头连接到压力室人口。519压力室，能够容纳过滤管和吸收管。警告：应按所使用的压力来设计压力室并对其进行检验。应遵守压力容器和其他设备相应的国家安全规程。5110接

6、头，用于压力室出口。5111压力表，具有适当的压力范围。5112出口针形阀，用于排放气体，材质不锈钢。5113气体流量计，最大流量10 m3h。5114温度计，安装在流量计出口。5115气压计。5116排空管线。5117加热器。5118取样探头阀门。5119三通。52按最大工作压力设计和选用压力室、针形阀、压力表和所有管线及接头。如果测定含硫天然气，所用材料应适合于含硫天然气。压力室的内部长度应该保证过滤管、吸收管及其之间的连接部分不会因压力突然增大而分离。53压力室出人口处的接头应易于安装和拆卸。GBT 2 1 06920071压力室端件；2压力室本体；3过滤管；4过滤管和吸收管接头；5吸收

7、管；6吸收管尾端件；7吸收管堵头(不锈钢或丙烯酸类塑料，用于称量过程)。图1 带有过滤管和吸收管的压力室3GBT 21069200741人口针型阀，止回阀和接头；2容纳过滤管和吸收管的压力室3压力室出口接头；4压力表；5出口针形阀；6气体流量计；7温度计(安装于流量计出口)；8气压计；9排空管线；lO加热器11取样探头阀门。图2试验装置示意图1人口针型阀，止回阀和接头；2容纳过滤管和吸收管的压力室3压力室出口接头；4压力表；5出口针型阀；6气体流量计；7温度计(安装于流量计出口)；8气压计；9排空管线；10加热器；11取样探头阀门；12三通(不对称流路)。6分析步骤图3平行取样试验装置示意图G

8、BT 2 1 069-200761吸收管的准备用颗粒状P2 05(41)填充吸收管(515)，吸收管两端用石英棉(42，约2 cm)充填，使其不留空隙。用已编号的堵头(517)封闭吸收管。62过滤管的准备用石英棉(42)填充过滤管(513)。5GBT 21069-200763试验装置的准备631管件的首次称量装配之前立即称量吸收管(515)及已编号堵头(517)的质量(m。)，以及过滤管(513)和接头(514)的质量。632压力室的装配拆下吸收管(515)上已编号的堵头(517)，放在一边。将末端部件(516)安装在吸收管(515)的一端，吸收管(515)的另一端通过接头(514)与过滤管(

9、513)相连。将装配好的管件插入压力室本体(512)，过滤管的开口端在压力室的入口一侧，封闭压力室。堵头(517)不用时，置于干燥器中干燥。633取样探头的准备取样探头应清洁和干燥。取样探头上应安装针形阀和用于连接压力室人口的接头。634气体流量计的安装用高压管线连接压力室出口接头(5110)、压力表(5111)和出UI针形阀(5112)。将流量计(5113)和温度计(5114)连接到出口针形阀(5112)和排空管线(5116)。635试验装置的安装用接头(5110)将压力室(5110)连接到取样探头阀门(5118)和流量计(5113)之间。用样品气体吹扫压力室上游的取样探头。64取样取样的一

10、般准则见GBT 13609。关闭入口针形阀(518)和出IZ针形阀(5112)，打开取样探头阀门(5118)。小心开启人El针形阀(518)，使试验装置增压，并对试验装置进行试漏。小心开启出UI针形阀(5110)，调节流量为2 m3h3 m3h。取样过程中，记录大气压及气体温度，并监测气体流量。当装置中通过15 m33 m3的样品气体后，关闭入UI针形阀，使试验装置减压。记录流量计所测量的通过仪器的气体体积(v。)。不要超过吸收剂容量的一半，否则试验可能无效。当在潮湿的环境取样时，应特别注意避免在管子上凝露。最大水分浓度取决于气体的实际压力和温度。取样设备和试验装置的温度需高于取样压力下的水露

11、点。如果发生凝析，则试验数据无效，再次测量之前应加热试验装置，使其温度高于烃露点。65第二次称量从试验装置拆下压力室，并拆开。拆开后立即用已称量并已编号的两个堵头密封吸收管，再一次称量吸收管(m：)，并称量过滤管和接头。如果过滤管的质量增加超过5 mgm3，用肉眼或通过化学分析确定是否有杂质穿透进入吸收管。如果有穿透，则测量无效。确认吸收管内P：O。是否仍充满，以及P：O。湿度指示剂是否显示水分只进入吸收管的前半部分。66平行取样推荐使用同时平行取样，特别是当杂质存在时。平行取样时，在取样探头上安装一个三通，形成非对称流路，并连接两套试验装置，见图3。因为凝析和其他杂质不会等同地分配在两套试验

12、装置中，所以两个试验结果的一致性将会验证试验的准确性。如果由两套装置计算所得的水分含量之差大于测量不确定度(测量值的5)的两倍，则有必要重新试验。7结果表述71计算方法用式(1)计算气体中的水含量6p(H。o)一鼍产103式中：p(H：O)水含量，单位为毫克每立方米(mgm3)；mz取样后吸收管的质量，单位为克(g)；m-取样前吸收管的质量，单位为克(g)；GBT 2 1069-2007(1)v。气体样品在标准参比条件(29315 K，101325 kPa)下的体积，单位为立方米(m3)。用式(2)将样品气体积换算到标准参比条件下： V。一砜淼式中：V。流量计所示的气体样品体积，单位为立方米(

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