天然氣有機硫化物（四氫噻吩）檢測氣相色譜儀

        在我國能源形式日益緊張的條件下，天然氣作為繼煤炭、石油之后的又一種重要資源, 在國民經(jīng)濟的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。 天然氣是一種多組分的混合氣態(tài)化石燃料， 主要 成分是烷烴，其中甲烷占絕大多數(shù)，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。它主要存在于油田、氣 田、煤層和頁巖層。天然氣燃燒后無廢渣、廢水產(chǎn)生，相較煤炭、石油等能源有使用安全、 熱值高、 潔凈環(huán)保等優(yōu)勢， 在世界各國均得到普遍重視和優(yōu)先利用。 近年來， 隨著經(jīng)濟發(fā)展， 特別是人民生活水平的提高，天然氣的消費出現(xiàn)了明顯增長的勢頭。盡管天然氣是無色、無 味、無毒的，然而在送到最終用戶之前，還要用有機硫化合物--四氫噻吩 THT（C4H8S）或 乙硫醇（C2H5SH）來給天然氣添加示味劑（加臭劑） ，以助于泄漏檢測避免危險的發(fā)生。 天然氣中加臭作為民用天然氣的重要安全保障措施之一， 國家有多項法規(guī)標準對其進行 規(guī)定，其中《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》（GB50028-2006）標準規(guī)定：“無毒燃氣泄漏到空氣中， 達到爆炸下限的 20%時， 應(yīng)能察覺。 ” 其條文解釋中進一步建議， 對天然氣使用四氫噻吩(THT) 進行加臭時，其加臭劑用量不宜小于 20mg/Nm3，終端濃度不應(yīng)低于 8mg/Nm3。如何檢驗 加臭后管道末端示味劑濃度， 并記錄下來為天然氣門站調(diào)節(jié)加臭量提供準確依據(jù)， 也為燃氣 安全運行提供保證， 成為必須解決的一個問題。 針對國內(nèi)各主要城市在加臭過程中遇到的實 際檢測問題和進一步提出的對四氫噻吩加臭檢測的要求， 我公司依據(jù) 《天然氣用有機硫化合 物加臭劑的要求和測試方法》（GB/T19206-2003）規(guī)定，在 GC-9280 系列氣相色譜儀的基 礎(chǔ)上，經(jīng)過不斷改進，研制成功了天然氣有機硫化合物（四氫噻吩）檢測氣相色譜儀，具 有較高的靈敏度和良好的穩(wěn)定性，檢測限低、重現(xiàn)性好、操作簡便、價格適中， 是燃氣公司、 油氣開采、焦油煉廠、生物制氣重要檢測儀器之一。

 一、色譜分析原理： 

        天然氣中微量硫化合物（四氫噻吩）檢測氣相色譜儀采用火焰光度檢測器（FPD） ?；?焰光度檢測器（FPD）是一種對硫化合物具有高靈敏度和高選擇性的檢測器，樣品經(jīng)過專用 色譜柱進行分離后進入檢測器 FPD，FPD 將光信號轉(zhuǎn)化為電訊號，經(jīng)放大器轉(zhuǎn)換為 MV 級 電信號，然后將電信號轉(zhuǎn)入 AD 電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，經(jīng)過色譜工作站進行微機處理，從而 精確完成對微量有機硫化合物四氫噻吩或乙硫醇的分析檢測。 

二、色譜儀器配備： 

1．主機：GC-280 氣相色譜儀（毛細管分流/不分流系統(tǒng)）

2．檢測器：FPD火焰光度檢測器

3．色譜柱：SE--54毛細管專用色譜分析柱

4．電腦軟件：N2000雙通道色譜工作站

5．氣源：

〈1〉LCN-300氮氣發(fā)生器；〈2〉LCH-300氫氣發(fā)生器；〈3〉LCA-2000空氣發(fā)生器

6．進樣針：若干（按需要配備）

7．試劑及樣品瓶：若干（自備）

8．采樣袋：2L（5#）取樣袋

9．電腦、打印機、分析天平（自備）

10．安裝啟動：備品附件工具

三、色譜分析方案：

使用SE-54毛細管色譜柱，FPD火焰光度檢測器可以檢測天然氣中添加的微量有機硫化合物--四氫噻吩（THT），且天然氣組分對測定沒有干擾。

1． 標準配置：

取9.5153g正己烷，加入0.1105g四氫噻吩，該溶液的濃度為7.7mg/mL。

取上述溶液5uL加入2mL正己烷，該溶液濃度為19.25ug/mL

空氣中四氫噻吩：取100mL空氣添加0.5uL 7.7mg/mL濃度的標樣，40℃加熱30min混勻，濃度38.5ng/mL。

天然氣中添加四氫噻吩：取1mL天然氣+1mL空氣中四氫噻吩混勻

2．分析條件：

〈1〉儀器：普瑞GC-9280氣相色譜儀

〈2〉色譜柱：SE-54

〈3〉檢測器：FPD（火焰光度檢測器）

〈4〉進樣量：0.1uL

3．分析測定色譜圖：

3.1標準樣測定色譜圖

正己烷中四氫噻吩測定譜圖（19.25ug/mL）

圖一  正己烷中四氫噻吩譜圖（四氫噻吩保留時間：1.025min）

3.2天然氣中四氫噻吩測定

3.2.1 天然氣測定譜圖（進樣量1mL）

圖二  天然氣測定色譜圖

3.2.2天然氣中添加四氫噻吩測定色譜圖（進樣量1mL）

圖三 天然氣添加四氫噻吩測定譜圖