天然气气质要求课件

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1、标准起草人GB 17820 天然气GB 18047 车用压缩天然气GB/T 11062GB/T 13609GB/T 13610GB/T 19205。 天然气工业的发展概况天然气的重要性天然气的重要性 天然气在世界能源结构天然气在世界能源结构中的比例不断上升。中的比例不断上升。 1970 1970 年为年为 17.7%,17.7%, 1990 1990 年为年为 21.5%21.5%， 2010 2010 年为年为 24.3% 24.3% 。 随着探明储量和产量的快速随着探明储量和产量的快速增加，天然气将替代石油而成增加，天然气将替代石油而成为本世纪的主要能源，专家们为本世纪的主要能源，专家们普

2、遍认为普遍认为 21 21 世纪将是天然气世纪将是天然气世纪世纪。天然气工业的发展概况 以以下下就就从从天天然然气气的的气气质质要要求求、天天然然气气的的组组成成分分析析、天天然然气气物物性性的的计计算算、天天然然气气中中硫硫化化物物、水水含含量量及及其其它它杂杂质质的的分分析析等等方方面面论论述述近近年年来来天天然然气气的的分分析析测试技术及标准化情况。测试技术及标准化情况。天然气工业的发展概况 在在天天然然气气的的勘勘探探、开开发发、输输送送和和使使用用的的一一系系列列过过程程中中，围围绕绕天天然然气气作作为为燃燃料料和和化化工工原原料料的的特特性性，针针对对天天然然气气的的气气质质要要求

3、求、天天然然气气的的分分析析测测试试技技术术及及其其标标准准化化工工作作也也伴伴随随着着天天然然气气工工业业的的发发展展而而成成为为一一整整套套的的技技术术，并并且且伴伴随随科科技技进进步步，不不断断地开发出更新更快捷的技术地开发出更新更快捷的技术。 ISO 13686:1998天然气质量指标ISOISO为为了了在在世世界界范范围围内内对对天天然然气气质质量量指指标标有有一一个个统统一一的的认认识识，于于19981998年年通通过过一一项项导导则则性性标标准准ISO ISO 13686:1998 13686:1998 天然气质量指标。天然气质量指标。ISO13686ISO13686描描述述管管

4、输输天天然然气气质质量量应应该该考考虑虑的的典典型型指指标标和和相相应应的的试试验验方方法法，但但对对各各类类指指标标不不作作定定量量的的规规定定。该该文文件件实实质质上上是是从从经经济济利利益益、安安全全卫卫生生和和环环境境保保护护三三方方面面的的因因素综合考虑气质指标的制定。素综合考虑气质指标的制定。 ISO13686涉及的指标气体组成气体组成: :大量组分（大量组分（8 8项）：项）： 甲烷甲烷 乙烷乙烷 丙烷丙烷 总丁烷总丁烷 总戊烷总戊烷 碳六加碳六加 氮氮 COCO2 2少量组分（少量组分（5 5项）：氢项）：氢 总不饱和烃总不饱和烃 氧氧 一氧化碳一氧化碳 氦氦微量组分（微量组分

5、（5 5项）：硫化氢项）：硫化氢 硫醇硫醇 羰基硫羰基硫 总硫总硫 水分水分物理性质物理性质: :发热量和沃泊指数、相对密度、压缩因子、露点发热量和沃泊指数、相对密度、压缩因子、露点其它性质其它性质在交接温度压力下不存在液相的水和烃类；在交接温度压力下不存在液相的水和烃类；固体颗粒含量不影响输送和利用；固体颗粒含量不影响输送和利用；存在的其它气体不影响输送和利用。存在的其它气体不影响输送和利用。NFPA52（1995版）对CNG的要求美国消防协会标准NFPA 52（1995版） 压缩天然气（CNG）车用燃料系统 第2章“压缩天然气和设备资质”， 给出了对天然气组成的要求： 在容器中的气体组成应

6、符合 条件（a）或 条件（b）的要求。NFPA 52-1995条件（a）u硫化氢和可溶性硫化物 最大分压为0.05psi (340Pa)u水气含量最大为7.0 lb/MMCF (110mg/m3)；u二氧化碳最大分压为7psi (48kPa)；u氧气最大体积分数为0.5%；u在本标准涉及的引入任何系统的天然气应具有可察觉的臭味，当燃气泄漏到空气中达到爆炸浓度下限的五分之一时，应可察觉。NFPA 52-1995条件（b） 硫化氢和可溶性硫化物最大分压为0.05psi (340Pa)； 供加气站的天然气不应加入甲醇； 水气含量 在压力下的水露点温度应保证 在汽车驾驶的特定地理区域内 燃料容器中不产

7、生水的凝析。 在容器工作压力下水露点至少比 冬季温度低5.5 (10F)， 在此的冬季温度是指99.0%的冬季设计温度。 氧气含量 只要保持气体水露点的要求，从防腐的目的出发，不限制氧气含量。但在任何时刻，氧气在气体混合物中的含量应低于燃气的爆炸浓度下限。 德国DVGW G260/:1983（2nd gas family）u沃泊指数，单位为MJ/m3： 低组（Group L）标称值为44.6， 范围为37.846.8。 高组（Group H）标称值为54.0， 范围为46.156.5。u高位发热量的范围为：30.247.2 MJ/m3；u相对密度的范围为：0.550.70；u在德国，气体的标准

8、参比条件为 101.325kPa，273.15K。德国DVGW G260/:1983（2nd gas family）u烃凝析点：在管道实际压力下的(埋管)地温Ground temp.u水露点：在管道实际压力下的地温Ground temp.u雾、尘、液体： 技术上讲应不存在（Technically free）u在干燥的管网中，氧含量：3%u在潮湿的管网中，氧含量：0.5%u总硫：120mg/m3，短期为：150mg/m3u硫醇：6 mg/m3，短期为：16mg/m3u硫化氢：5 mg/m3法国 Arrete du 16 Septembre 1977参比条件，又称基准条件P：1.013 bar T

9、： 0天然气高位发热量的变化范围：u在供应高组发热量天然气(H Gas ) 的地区， 高位发热量必须在10.712.8 kWh/m3的范围内。 （译注：38.5246.08MJ/m3）。u在供应低组发热量天然气(B Gas )的地区， 高位发热量必须在9.510.5 kWh/m3的范围内。 （译注：34.237.8MJ/m3）法国Arrete du 28 Janvier 1981 天然气中的硫和含硫组分：气体不能腐蚀管道，即，在天然气中不允许有能与制造管道的材料发生化学反应或者能使这些材料的物理特性发生变化的组分存在。u硫化氢： 硫化氢含量的瞬时值必须低于15 mg/m3。 硫化氢含量不能连续

10、8小时超过12 mg/m3。 任何一个8天周期内，硫化氢的平均含量必须低于7 mg/m3。u硫： 总硫含量的瞬时值必须低于150 mg/m3。u水： 在气体管道的最高操作压力下， 水露点必须低于-5。英国u任何通过管道供应气体的供应商都必须遵守 与纯度和气味标准有关的法规。u纯度： 不允许任何人通过管道供应 硫化氢含量超过5 mg/m3的任何气体。u气味： 不允许任何人通过管道供应 不具有特殊气味的任何气体。 国国 家家硫化氢硫化氢mg/mmg/m3 3总硫总硫mg/mmg/m3 3二氧化碳二氧化碳y,%y,%高位发热量高位发热量 MJ/m MJ/m3 3水露点水露点/MPa/MPa氧气氧气y

11、,%y,%英英 国国5 550502.02.038.8438.8442.8542.85夏夏 4.4/6.9 4.4/6.9冬冬 -9.4/6.9 -9.4/6.9 0 01.31.3British Gas British Gas 荷荷 兰兰5 51201201.51.52.02.035.1735.17-8/7.0 -8/7.0 0.50.5Gasunie Gasunie 法法 国国7 7150150 37.6737.6746.04 46.04 -5/-5/操作压力操作压力 0.50.5GazdeFranc GazdeFranc 德德 国国5 5120120 30.230.247.2 47.2

12、地温地温/ /操作压力操作压力 0.50.5DVGW G260 DVGW G260 意大利意大利2 21001001.51.5 -10/6.0-10/6.00.50.5Snam Snam 比利时比利时5 51501502.02.040.1940.1944.3844.38-8/6.9-8/6.9 奥地利奥地利6 61001001.51.5 -7/4.0-7/4.0 一些国家管输天然气主要质量指标一些国家管输天然气主要质量指标 国 家硫化氢mg/m3总硫mg/m3二氧化碳y,%高位发热量 MJ/m3水露点/MPa氧气y,%美 国5.722.93.043.644.3110mg/m30.1ASTM D

13、3加拿大623236.564 mg/m323115236-10/操作压力波兰204019.7 35.2夏 +5/33.7冬 -10/33.7保加利亚20100二氧化碳+N27.034.1 46.3-5/40南斯拉夫20100二氧化碳+N27.035.17夏 -7/4.0 冬 -11/4.0一些国家管输天然气主要质量指标一些国家管输天然气主要质量指标 EASEE gasEASEE gas的气质要求的气质要求 参数参数单位单位最小值最小值最大值最大值推荐实施日期推荐实施日期WIWIkWh/m3kWh/m313.6013.6015.8115.8120102010年年1010月月1 1日日D Dm3/

14、m3m3/m30.5550.5550.7000.70020102010年年1010月月1 1日日Total STotal Smg/m3mg/m3- -303020062006年年1010月月1 1日日H2S + COS (as S)H2S + COS (as S)mg/m3mg/m3- -5 520062006年年1010月月1 1日日RSH (as S)RSH (as S)mg/m3mg/m3- -6 620062006年年1010月月1 1日日O2O2mol %mol %- -0.01*0.01*20102010年年1010月月1 1日日CO2CO2mol %mol %- -2.52.52

15、0062006年年1010月月1 1日日H2O DPH2O DPC at 70 bar (a)C at 70 bar (a)- - 8- 8HC DPHC DPC at 1- 70 bar (a)C at 1- 70 bar (a)- - 2- 220062006年年1010月月1 1日日注：EASEE-gas即欧洲气体能量交换合理化协会European Association for the streamlining of Energy Exchange -gas。该协会于2002年3月14日由6位创始人在巴黎创立。EASEE-gas的宗旨是通过发展和推广气体质量公共商务准则（CBPS）来创

16、建一个有效的欧洲气体市场，从而简化风险投资人之间的商业过程。EASEE-gas与法国气体协会共同建立了办事处，由法国气体协会提供行政支持。 类别类别硫化氢硫化氢mg/mmg/m3 3总硫总硫mg/mmg/m3 3二氧化碳二氧化碳y,%y,%高位发热量高位发热量 MJ/m MJ/m3 3水露点水露点一类一类6 61001003.03.031.431.4在在天天然然气气交交接接点点的的压压力力和和温温度度条条件件下下，天天然然气气的的水水露露点点应应比比最最低低环境温度低环境温度低55。 二类二类20202002003.03.031.431.4三类三类460460460460 31.431.4中国中国 GB17820-1999 GB17820-1999 天然气天然气 一类6602.036.036.0在在交交接接点点压压力力下下，水水露露点点应应比比输输送送条条件件下下最最低低环环境境温度温度低低55。 二类202003.031.431.4三类350350 31.431.4中国中国 GB17820-2012 GB17820-2012 天然气天然气( (报批稿，已发布）报批稿，已发布）GB18