герб

ГОСТы

флаг

ОСТ 39-237-89 Отраслевая система обеспечения единства измерений. Метод определения углеводородного и неорганического состава нефтяного газа

Отраслевой стандарт ОСТ 39-237-89
"Отраслевая система обеспечения единства измерений. Метод определения углеводородного и неорганического состава нефтяного газа"
(утв. приказом Министерства нефтяной промышленности от 6 июля 1989 г. N 324)

Дата введения 1 августа 1989 г.

Срок действия до 1 января 1991 г.

Введен впервые

Содержание

1. Нормы точности измерений

2. Метод измерений

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

4. Требования безопасности

5. Требования к квалификации оператора

6. Условия выполнения измерений

7. Подготовка к выполнению измерений

8. Выполнение измерений

9. Вычисление результатов измерения

10. Контроль точности измерений

Приложение 1 Программа метрологической аттестации методики определения углеводородного и неорганического состава нефтяного газа

1. Определение неисключенной систематической погрешности измерения

2. Оценка случайной составляющей погрешности измерения

3. Оценка суммарной погрешности результата измерений

Приложение 2 Устройство для отбора проб

Настоящий стандарт устанавливает хроматографический метод определения углеводородного и неорганического состава нефтяного газа на двух или более хроматографах.

Методом газовой хроматографии в нефтяном газе определяют содержание водорода, гелия, кислорода, азота, двуокиси углерода, влаги, метана, этана, пропана, и-бутана, бутана, и-пентана, пентана, и-гексана, гексана.

Концентрация каждого из компонентов анализируемой смеси изменяется в пределах, указанных в табл. 1.

Таблица 1

Наименование компонента

Диапазон концентрации, объемная доля, %

нижний

верхний

Водород

0,01

14

Гелий

0,01

10

Кислород

0,1

10

Азот

0,1

60

Двуокись углерода

0,1

14

Вода

0,05

5

Метан

0,1

95

Этан

0,1

25

Пропан

0,1

25

Изо-бутан

0,1

20

Н-бутан

0,1

20

Изо-пентан

0,1

10

Н-пентан

0,1

10

Изо-гексан

0,1

10

Н-гексан

0,1

10

1. Нормы точности измерений

1.1. Метод позволяет измерять компонентный состав нефтяного газа с погрешностью не более 10%.

1.2. Показатели точности оценивают на этапе метрологической аттестации методики. Программа метрологической аттестации методики приведена в обязательном приложении 1.

2. Метод измерений

2.1. Метод газохроматографического анализа сложных и смесей газа или жидкостей заключается в предварительном их разделении при движении по слою сорбента за счет различий межмолекулярных взаимодействий и последующем определении разделенных компонентов смеси на выходе из колонки с помощью специальных чувствительных датчиков-детекторов.

2.2. Определение содержания в нефтяном газе СО2, О2, N2 и углеводородов проводят на хроматографе с детектором по теплопроводности с изменением газовой технологической схемы хроматографа. Базовая схема приведена на черт. 1.

2.3. Определение содержания водорода, гелия и влаги проводят на другом хроматографе с детектором по теплопроводности без изменения газовой схемы.

2.4. Предусматривается возможность применения ГОСТ 23781-87 для компонентного анализа нефтяного газа после проведения метрологической аттестации.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. При проведении анализа необходимы следующие средства измерений, реактивы и вспомогательные устройства:

хроматограф лабораторный газовый с детектором по теплопроводности;

силикагель КСМ ЗП, КСМ N 5 либо другой силикагель площадью поверхности более 700 м2/ч;

цеолит типа СаА;

сорбент ДНФ-15-ДНХП, фракция 0,3-0,5 мм, ТУ 6-09-06-222-73;

1,2,3-трис/бетацианэтокси/пропан ТУ 6-09-05-447-76;

полихром-1 ТУ 6-09-3603-74;

гелий в баллоне В4 ТУ 51-940-80;

азот в баллоне ГОСТ 9293-74;

спирт этиловый технический ГОСТ 17299-78;

ацетон марки ОС.4 ТУ 6-09-3513-86;

редуктор кислородный ТУ 26-05-463-76;

секундомер СОПпр-2-2 кл. точн. 2 ГОСТ 5072-79;

лупа измерительная ОПИ-10-х. Цена деления 0,1 мм ГОСТ 25706-83;

шприц медицинский вместимостью 1 мл ТУ 64-1-378-83;

воронка стеклянная ГОСТ 23932-79;

вата стеклянная;

термометр;

посуда лабораторная фарфоровая по ГОСТ 9147-80;

набор сит "Физприбор" или сита аналогичного типа;

эксикатор по ГОСТ 23932 -79;

измеритель расхода газа пенный или аналогичного типа;

барометр БК-75 ТУ 25-04-2553-75;

весы аналитические ВПА-200М ГОСТ 24104-80;

колба мерная ГОСТ 1770-74 вместимостью 100 мл.

Примечание. 1. Все средства измерений должны проходить периодическую поверку.

2. Допускается применение приборов и оборудования с техническими характеристиками не ниже указанных.

4. Требования безопасности

4.1. При работе на хроматографе должны выполняться все требования правил техники безопасности при работе с электрическим напряжением до 250 В и сжатыми газами высокого давления, согласно действующим документам: " Правила безопасности в газовом хозяйстве", утвержденные Госгортехнадзором СССР; " Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей", утвержденные Госэнергонадзором Минэнерго СССР.

См. Правила безопасности для объектов, использующих сжиженные углеводородные газы, утвержденные постановлением Госгортехнадзора РФ от 27 мая 2003 г. N 40

4.2. К эксплуатации хроматографа должны допускаться лица, изучившие технические описания и инструкцию и по эксплуатации.

4.3. Запрещается оставлять работающий прибор без присмотра.

5. Требования к квалификации оператора

5.1. Хроматографы обслуживают специалисты с квалификацией не ниже слесаря КИП 6-го разряда.

5.2. Проведение измерений состава анализируемой смеси производят специалисты с квалификацией не ниже лаборанта 4-го разряда.

6. Условия выполнения измерений

6.1. Параметры окружающей среды:

температура окружающего воздуха (20±5)°С;

относительная влажность от 30 до 80%;

атмосферное давление от 86 до 106,7 кПа.

7. Подготовка к выполнению измерений

7.1. Подготовка газохроматографических колонок

7.1.1. Готовят пять насадочных колонок. Колонки промывают растворителем, высушивают в токе чистого сухого воздуха или инертного газа.

7.1.2. Две колонки заполняют цеолитом СаА фракции 0,25-0,31 мм. Перед заполнением цеолит прокаливают при 350°С в течение 3-4 ч и затем охлаждают в эксикаторе. Кондиционирование колонок проводят в токе гелия в течение 3 ч.

Одну колонку применяют для определения кислорода, азота и метана и включают в газовую схему хроматографа, как указано на черт. 1.

Вторую колонку применяют для разделения водорода и гелия. Ее устанавливают в термостат хроматографа и продувают газом-носителем при 110°С в течение 3-4 ч.

7.1.3. Колонку, подготовленную по п. 7.1.1, заполняют силикагелем КСМ N 5 либо КСМ ЗП фракцией 0,25-0,31 мм и используют для разделения этана, двуокиси углерода, пропана.

Колонку устанавливают в термостат хроматографа (черт. 1), продувают в токе гелия в течение 4 ч при 200°С.

7.1.4. Колонку, подготовленную по п. 7.1.1, заполняют наполнителем 15% динонилфталата на динохроме Р фракцией 0,3-0,5 мм и применяют для разделения бутанов, пентанов, гексанов и при необходимости гептанов. Колонку устанавливают в термостат хроматографа (черт. 1) и продувают гелием в течение 2 ч при 200°С.

7.1.5. Колонку, подготовленную по п. 7.1.1, заполняют твердым носителем (полихром 1), пропитанным 10% ТЦЭП от веса носителя.

Отсеивают фракцию полихрома 1 0,25-0,315 мм, обрабатывают полихром 1,2,3-трис/бетацианэтокси/пропаном из расчета 10 г жидкой фазы на 100 г носителя. Для этого помещают в круглодонную колбу жидкую фазу, растворенную в ацетоне 1:3 от веса наполнителя и засыпают подготовленный полихром-1. Растворитель испаряют при непрерывном помешивании на водяной бане при температуре 80-90°С.

Колонку полностью заполняют насадкой, оба конца закрывают стекловолокном, устанавливают в хроматограф и продувают в токе газа-носителя в течение 3-4 ч при 100°С.

7.1.6. Наладку хроматографа и вывод на режим осуществляют согласно инструкции по монтажу и эксплуатации хроматографа.

7.2. Описание газовой схемы хроматографа, используемого для анализа углеводородов, двуокиси углерода, кислорода и азота.

Газовая схема хроматографа состоит из двух газовых линий. Газовая линия 1 включает в себя колонку 1 с силикагелем, которая подсоединяется к испарителю 4 и ячейке катарометра, выход с которой, расположенный на крышке термостата, соединяется с колонкой 2, заполненной цеолитом СаА. Колонка 2 располагается вне термостата, на его крышке. Выход колонки 2 соединяется с выходом кран-дозатора 7.2. Выходы крана-дозатора 7,5 и 7,6 соединены с другой ячейкой катарометра.

Линия П состоит из колонки 3 с динонилфталатом, подключаемой к испарителю 5 и соединяемой трубкой малого диаметра через отверстие в крышке термостата с выходом 7.3 крана-дозатора.

В соответствии с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации хроматографа ЛХМ-8МД в положении 1 штока крана дозатора идет анализ по линии П; в положении П штока крана дозатора идет анализ по линии 1.

7.3. Градуировка хроматографа по воде

Готовят пять градуировочных смесей воды в ацетоне. Для этого взвешивают пять навесок воды в диапазоне от 0,038 г до 3,83 г, помещают в мерные колбы емкостью 100 мл и доводят обезвоженным ацетоном до метки. Концентрацию полученных смесей С в г/л рассчитывают по формуле

                                                                                                                        (1)

где М - масса воды, г;

V - объем колбы, л.

Строится градуировочная зависимость площади пика от массы воды в пробе. Масса воды в пробе градуировочной смеси m в граммах определяют по формуле

m = C × V пр ,                                                                                                                  (2)

где С - концентрация градуировочной смеси, г/л;

Vпр - объем пробы, л.

8. Выполнение измерений

8.1. Отбор пробы для определения компонентного состава нефтяного газа осуществляют по ГОСТ 18917-82.

Допускается использование аналогичных средств отбора газовых проб, например пробоотборник, описанный в авторском свидетельстве N 851157 и пробоотборник, описанный в приложении 2 настоящего стандарта.

8.2. Отбор газа на анализ при определении воды в нефтяном газе осуществляют в емкость, представляющую собой бутыль с насадкой, имеющей два штуцера с вентилями и устройство для отбора пробы газа шприцом ( приложение 2).

8.2.1. Перед отбором пробы пробоотборник помещают в термостат, в котором поддерживается температура 60-70°С, продувают сухим воздухом или гелием в течение 1 ч со скоростью 100-300 мл/мин. Продутый горячий пробоотборник помещают в специальный термостат или обертывают теплоизоляционным материалом для транспортировки к месту отбора пробы и обратно.

8.2.2. Для отбора пробы газа открывают входной и выходной вентили пробоотборника полностью и подсоединяют к трубопроводу, осторожно открывают вентиль с технологической линии, установив поток газа со скоростью 400-500 мл/мин. Пробоотборник продувают в течение 10 мин. Если давление в линии 3,039 105 Па (3 атм), то пробу отбирают через понижающий редуктор. Входной вентиль закрывают, отсоединяют от трубопровода, затем закрывают выходной вентиль.

8.2.3. Пробоотборник с отобранной пробой за 1 ч до начала анализа помещают в термостат при температуре 60-70°С и выдерживают в течение всей серии анализов. Шприц, предназначенный для отбора пробы из пробоотборника и ввода в хроматограф также выдерживается в термостате при тех же условиях.

8.3. Перед проведением анализа устанавливают рабочие режимы и проверяют стабильность нулевой линии при максимальной чувствительности регистрирующего прибора.

8.4. Условия проведения хроматографического анализа представлены в табл. 2.

Таблица 2

Наименование показателя

Колонка 1

Колонка 2

Колонка 3

Колонка для определения водорода гелия

Колонка для определения влаги

Наполнитель

Силикагель КСМ ЗП, либо КСМ 5

Цеолит СаА

ДНФ-15-ДНХП

Цеолит СаА

ТЦЭП-10-Полихром 1

Фракция сорбента, мм

0,25-0,31

0,25-0,31

0,3-0,5

0,25-0,31

0,25-0,31

Длина колонки, м

0,5-0,6

3

4

3

2

Диаметр колонки, мм

3

3

3

3

3

Температура термостата колонок, °С

60

комнатная

60

комнатная

80

Газ-носитель

гелий

гелий

гелий

азот

гелий

Расход газа-носителя, см3/мин

40

40

40

40

60

Объем пробы, см3

1

-

1-3

1-3

1-3

Примечание:

После включения колонок в схему хроматографа (черт. 1) устанавливают расходы газа-носителя в линиях, используя вмонтируемый переходник для соединения выхода колонки с ячейкой детектора.

8.5. Шприцом анализируемую смесь вводят в испаритель 4 (линия 1), кран-дозатор находится в положении 1. При этом, разделяясь на колонке 1 и проходя через ячейку катораметра, на самописце регистрируется сумма метана и воздуха, этан, углекислый газ и пропан. Сумма метана и воздуха разделяется на колонке 2 и, проходя через другую ячейку катарометра, регистрируется на хроматограмме в последовательности: кислород, азот, метан. При использовании в качестве адсорбента для колонки 1 силикагеля КСМ ЗП, на хроматограмме между пиками кислорода и азота регистрируются пики изо-бутана и бутана. Типовая хроматограмма для этого случая приведена на черт. 2. При использовании в качестве адсорбента для колонки 1 силикагеля КСМ N 5 на хроматограмме между пиками кислорода и азота регистрируется пик пропана. Типовая хроматограмма приведена на черт. 3. Поскольку анализ компонентов смеси производят на обеих ячейках катарометра, при работе необходимо использовать переключатель полярности.

8.6. Определение бутанов, пентанов и гексанов производится вторичным вводом пробы в испаритель 5 (линия 2). Кран-дозатор при этом находится в положении П. Переключатель полярности установлен в положение "+"

При отсутствии в смеси пентанов и гексанов допускается производить измерение бутанов по хроматограмме, полученной при анализе нефтяного газа на линии 1, при этом компоненты регистрируются с одного ввода пробы (см. черт. 2).

При необходимости на колонке 3 возможен анализ углеводородов до С7 включительно. Время удерживания гептанов составляет 17-20 мин.

ХРОМАТОГРАММА АНАЛИЗА НЕФТЯНОГО ГАЗА

(линия 1, наполнитель колонки 1 - КСМ ЗП)

1 - метан-воздух; 2 - этан; 3 - углекислый газ; 4 - пропан; 5 - кислород; 6 - азот; 7 - метан

Черт. 2.

ХРОМАТОГРАММА НЕФТЯНОГО ГАЗА

(линия 1, наполнитель колонки 1 - КСМ № 5)

1 - метан-воздух; 2 - этан; 3 - углекислый газ; 4 - кислород; 5 - пропан; 6 - азот; 7 - метан

Черт. 3.

Типовая хроматограмма анализа нефтяного газа на колонке 3 приведена на черт. 4.

ХРОМАТОГРАММА НЕФТЯНОГО ГАЗА (ЛИНИЯ 2)

1 - сумма метана, этана и воздуха; 2 - пропан; 3 - изо-бутан; 4 - н-бутан; 5 - изо-пентан; 6 - н-пентан; 7 - изо-гексан; 8 - н-гексан

Черт. 4.

8.7. Определение водорода и гелия в нефтяном газе производят на колонке с цеолитом СаА, установленной в линию с краном-дозатором. Ввод пробы осуществляют краном-дозатором. Типовая хроматограмма приведена на черт. 5.

ХРОМАТОГРАММА НЕФТЯНОГО ГАЗА НА КОЛОНКЕ С ЦЕОЛИТОМ

(газ-носитель - воздух, азот)

1 - гелий; 2 - водород

Черт. 5.

8.8. Определение влаги в нефтяном газе осуществляют на колонке с полихромом-1, модифицированным ТЦЭП.

Типовая хроматограмма приведена на черт. 6.

ХРОМАТОГРАММА НЕФТЯНОГО ГАЗА НА КОЛОНКЕ С ТЦЭП

1 - сумма углеводородов; 2 - вода

Черт. 6.

9. Вычисление результатов измерения

9.1. Компонентный состав нефтяного газа на содержание углеводородов, углекислого газа и азота рассчитывают методом внутренней нормализации с учетом попавшего при отборе пробы воздуха.

9.1.1. Площадь пика (Si) в мм2 вычисляют по формуле

Si = h×a× в ,                                                                                                                  (3)

где h - высота пика, мм;

a - ширина пика, измеренная на половине высоты, мм;

в - масштаб записи хроматограммы.

9.1.2. Так как регистрация компонентов нефтяного газа, за исключением водорода, гелия, воды, производится с обеих ячеек катарометра, необходимо учитывать возможную разную чувствительность чувствительных элементов. Определение производится путем поочередного ввода одного объема воздуха в обе газовые линии хроматографа. Измеряются площади полученных пиков. Рассчитывается их отношение А

                                                                                                                       (4)

где S II в - площадь пика воздуха, введенного в газовую линию 2;

S I в - площадь пика воздуха, введенного в газовую линию 1.

Стабильность коэффициента А контролируется не реже одного раза в месяц.

Площади пиков этана, углекислого газа, пропана рассчитывают по формуле

Si = h × a ×в×А,                                                                                                             (5)

9.1.3. Объемную долю компонентов испытуемого газа (Xi) в процентах вычисляют по формуле

                                                                                                  (6)

где Кi - поправочный коэффициент чувствительности, определяемый на этапе метрологической аттестации; до проведения метрологической аттестации допускается использование поправочных коэффициентов, данных в ГОСТ 23781-87.

9.1.4. Определяют К - воздух по формуле

                                                                                                                 (7)

где  - приведенные площади пиков азота и кислорода, полученные в результате ввода градуировочной смеси воздуха в газовую линию 1.

Значение воздушного коэффициента (Квозд.) рассчитывают как среднее арифметическое из трех параллельных измерений.

9.1.5. Определяют объемную долю воздуха (Xвозд.) в процентах по формуле

                                                                                      (8)

где  - объемная доля кислорода, рассчитанная по п. 9.1.3, %.

9.1.6. Объемную долю компонентов испытуемого газа (XIi) в процентах, кроме азота, исключая воздух из состава смеси, рассчитывают по формуле

                                                                                                     (9)

9.1.7. Объемную долю азота газа ( ) в процентах определяют по формуле

                                                                          (10)

9.2. Содержание водорода, гелия и влаги в нефтяном газе определяют методом абсолютной градуировки. Объемные доли водорода и гелия рассчитывают сравнением площадей на хроматограммах испытуемого газа и калибровочных смесей, записанных при одинаковых условиях испытаний.

9.2.1. Объемную долю водорода и гелия в испытуемом газе (Xi) в процентах рассчитывают по формуле

                                                                                                              (11)

где Xгр - объемная доля компонента в градуировочной смеси, %;

S i - площадь пика компонента испытуемого газа, мм2;

Sгр - площадь пика компонента градуировочной смеси, мм2.

9.2.2. Присутствие ароматических углеводородов в нефтяном газе вносит погрешность при определении воды, так как толуол и вода выходят одним пиком. В этом случае необходимо осуществлять два ввода анализируемой смеси. Первоначально снимают хроматограмму испытуемого газа, отобранного непосредственно из пробоотборника; затем отбор пробы производят через хлоркальциевую трубку, подсоединенную к выходу пробоотборника. Площадь пика воды определяется по формуле

                                                                                                               (12)

где S i - площадь суммарного пика толуола и воды, мм2;

S2 - площадь пика толуола, мм2.

Объемную долю влаги в испытуемом газе ( ) в процентах рассчитывают по формуле

                                                                                                (13)

где m - масса воды, содержащаяся в введенном объеме пробы анализируемого газа, найденная по градуировочному графику, г

ρпар - плотность паров воды при нормальных условиях, г/л;

V q - объем дозы, л.

9.3. Исправленную объемную долю компонентов нефтяного газа (XIIi) в процентах с учетом найденных концентраций гелия, водорода и влаги, рассчитывают по формуле

                                                                          (14)

9.4. В случае присутствия в анализируемой смеси большого количества серосодержащих соединений, не определяемых по данной методике, рекомендуется применять комбинированный метод расчета концентраций отдельных компонентов. Сущность метода заключается в том, что содержание какого-либо компонента (метана или пропана) определяется методом абсолютной градуировки, а содержание других компонентов - методом внутреннего стандарта.

Расчет объемных долей компонентов анализируемой смеси ведут по формулам:

                                                                                                              (15)

                                                                                                       (16)

где Х*1 - значение объемной доли пропана (метана) в анализируемой смеси, %;

X1 - значение объемной доли в градуировочной смеси пропан (метан) в гелии, %;

S1 - значение площади пика пропана (метана) на   хроматограмме анализируемой смеси, мм2;

S2 - значение площади пика пропана (метана) на хроматограмме градуировочной смеси, мм2;

X i - значение объемной доли i-компонента в анализируемой смеси, %;

S i    - значение площади пика i-того компонента на хроматограмме анализируемой смеси, мм2;

Кis - относительный коэффициент чувствительности к измеряемому i-компоненту, указанный в Свидетельстве об аттестации.

9.5. При использовании метода абсолютной градуировки существенное влияние на погрешность анализа оказывает объем вводимой пробы. В этом случае рекомендуется применение дополнительных кранов-дозаторов, устанавливаемых в линиях I и II между позициями 4-1, 5-3 по черт. 1.

9.6. За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов двух определений, расхождения между которыми не должны превышать значений, указанных в табл. 3.

Результаты вычисляют с погрешностью не более 0,01%.

Таблица 3

Объемная доля компонентов, %

Допускаемые расхождения между результатами двух определений, %, не более

в одной лаборатории

в разных лабораториях

Свыше 0,1 до 0,5

0,05

0,10

0,5       1,0

0,08

0,15

1,0      5,0

0,15

0,30

5,0       25

0,5

0,8

25

1,0

1,5

9.7. Результат измерения записывают в соответствии с МИ 1317-86.

Результат измерений X, %; ±Δ при Р = 0,95;

где Δ - граница погрешности результата измерений, определяемая на этапе метрологической аттестации, не превышающая 10%.

10. Контроль точности измерений

10.1. При периодической проверке правильности измерений определяются разделяющая способность колонок, стабильность градуировочного коэффициента по воде.

10.2. Разделительную способность колонок с силикагелем КСМ и цеолитом СаА, включенных в газовую линию хроматографа (черт. 1) и позволяющие разделить метан, этан, двуокись углерода, пропан, кислород и азот проверяют по анализу пробы нефтяного газа при условиях, указанных в п. 8.4. Имеющиеся в анализируемой смеси изо-бутан и бутан не должны мешать определению кислорода и азота: пики бутанов на диаграммной ленте должны находиться между пиками кислорода и азота.

Разделение двуокиси углерода достигается при том же загрублении шкалы, на котором производится регистрация этана.

Степень разделения этана и углекислого газа должна быть не менее 1,65.

Степень разделения кислорода и азота должна быть не менее 4.

10.3. Разделительную способность колонки с динонилфталатом проверяют по анализу нефтяного газа. Степень разделения изо-бутана и бутана должна быть не менее 0,88.

10.4. Разделительную способность колонки с цеолитом, предназначенную для анализа водорода и гелия, проверяют по калибровочной смеси. Пик водорода после пика гелия.

10.5. Разделяющую способность колонки с ТЦЭП проверяют по анализу нефтяного газа. На этой колонке происходит полное разделение углеводородов и воды, после суммарного пика углеводородов перо самописца должно возвратиться на нулевую линию перед выходом пика воды.

10.6. Стабильность градуировочного коэффициента по воде контролируется ежедневно.

На колонку подают градуировочную смесь воды в ацетоне и измеряют выходной сигнал yτ (yτ = h×a×в) Полученное значение выходного сигнала сравнивают с первоначальным значением yгр, соответствующим данной концентрации и определяют отношение

                                                                                                              (17)

Должно выполняться неравенство

В ≤ 2×δгр

где δгр - погрешность измерения градуировочного коэффициента, определяемая на этапе метрологи ческой аттестации.

Приложение 1

Обязательное

Программа метрологической аттестации методики определения углеводородного и неорганического состава нефтяного газа

Настоящая программа предназначена для проведения метрологической аттестации методики определения углеводородного и неорганического состава нефтяного газа.

Программа включает в себя исследования, направленные на установление значения погрешности измерения, выполняемого по данной методике и проверке их соответствия нормам точности измерений.

Значение суммарной погрешности, оцененное в процессе метрологической аттестации, должно учитываться при практических измерениях по данной методике.

Погрешность измерения складывается из суммы неисключенных систематической и случайной погрешностей.

Неисключенная систематическая погрешность обуславливается:

погрешностью градуировки;

погрешностью приготовления градуировочных смесей;

погрешностью отбора проб;

погрешностью измерения.

Случайная погрешность обуславливается погрешностями, случайно изменяющимися при повторных измерениях одной и той же величины.

1. Определение неисключенной систематической погрешности измерения

1.1. Определение погрешности градуировки

Предполагается, что с достаточной для практики хроматографических измерений точностью, градуировочная характеристика хроматографов апроксимируется прямой линией, проходящей через начало координат и выражается уравнением:

С i = a×yi,                                                                                                                     (1)

где С i - значение входного сигнала (измеряемой концентрации);

a - градуировочный коэффициент, подлежащий оценке в процессе градуировки;

y i - значение функции выходного сигнала, соответствующее C i .

1.1.1. Градуировка хроматографа выполняется:

по аттестованным градуировочным смесям;

по смесям, приготовленным из исходных веществ с аттестованной степенью чистоты на аттестованных или прошедших государственные испытания смесительных установках;

по аттестованным чистым веществам и наборам аттестованных дозаторов;

по аттестованным в соответствии с МИ 216-80 жидким градуировочным смесям, приготовленным на основе стандартных образцов.

1.1.2. При проведении градуировки устанавливаются режимы работы хроматографа в соответствии с условиями методики анализа.

Выбираются градуировочные смеси, концентрации которых равномерно перекрывают заданный диапазон измерений.

На вход хроматографа n раз (n должно быть не менее 10) подается градуировочная смесь одной определяемой концентрации Ci и по получении хроматограмм измеряют n значений выходного сигнала Хi1, Xi2, Хi3,... Хin.

Данная операция повторяется для всех значений концентраций градуировочных смесей.

Рекомендуется начинать градуировку с малых значений концентраций, постепенно переходя к большим значениям.

Полученные градуировочные данные заносят в таблицу.

Номер

Концентрация на входе

Измеренные значения выходных сигналов

Среднее значение выходных сигналов

Значение функции выходных

1

С1

Х11, Х12, Х13..., Х1 n

х1

у1

2

С2

Х21, Х22, Х23..., Х2 n

х2

у2

...

...

...

...

...

к

с к

Хк1, Хк2, Хк3..., Хк n

хк

ук

1.1.3. Градуировочный коэффициент определяют по формуле

                                                                                                            (2)

1.1.4. Рассчитывают остаточную сумму квадратов

                                                                                                    (3)

Рассчитывают дисперсию оценки градуировочного коэффициента

                                                                                                      (4)

1.1.5. Оценивают предельную относительную погрешность градуировки

                                                                                              (5)

где δас - погрешность аттестации градуировочных смесей.

В случае градуировки с помощью аттестованных дозаторов вместо числа δ2ас/3 в уравнение (5) следует подставить

где Δ r - погрешность аттестации степени чистоты исходных веществ;

Δад - погрешность аттестации дозаторов.

1.1.6. Относительный градуировочный коэффициент Kis рассчитывают по формуле

Кis = аis,                                                                                                                    (6)

где as - градуировочный коэффициент компонента, принятого за "стандарт".

1.2. Определение погрешности отбора пробы и ее хранения

1.2.1. Заполняют поверочной газовой смесью метана или пропана используемый пробоотборник. Газовую смесь из пробоотборника вводят в хроматограф и рассчитывают с использованием абсолютного градуировочного коэффициента С0 при времени хранения t = 0.

Через промежуток времени t вновь вводят газовую смесь и рассчитывают Сt.

Погрешность измерения концентрации за счет отбора пробы и ее хранения рассчитывают по формуле

                                                                                       (7)

1.3. Погрешность измерения δизм обуславливают погрешность измерения высоты или площади хроматографических пиков.

δпик и погрешность измерения объема вводимой пробы за счет отклонения от номинальной вместимости шприца δшпр., исходя из погрешности (класса), указанной в паспорте.

Погрешность измерения рассчитывают по формуле

                                                                                                      (8)

1.4. Доверительные границы неисключенной систематической погрешности рассчитывают с использованием всех ее составляющих по формуле

                                                                                          (9)

где К - коэффициент, определяемый принятой доверительной вероятностью, принимаемым равным 1,1 при Р = 0,95.

2. Оценка случайной составляющей погрешности измерения

2.1. Определение среднего квадратического отклонения результата измерения

2.1.1. По результатам эксперимента, проведенного по п. 1.1.2 рассчитывают среднее квадратическое отклонение результата измерения по формуле

                                                                                          (10)

2.2. Доверительные границы случайной погрешности

2.2.1. Доверительные границы случайной погрешности результата измерения находят по формуле

ε = t×S                                                                                                                         (11)

где t - коэффициент Стьюдента, который в зависимости от доверительной вероятности и числа результатов наблюдений находят по таблице приложения ГОСТ 8.207-76.

3. Оценка суммарной погрешности результата измерений

3.1. Для расчета суммарной погрешности определяют отношение систематической дельта и случайной S составляющих согласно ГОСТ 8.207-76 .

Если δ/S < 0,8, то неисключенными систематическими погрешностями пренебрегают.

Если δ/S > 0,8, то пренебрегают случайными погрешностями.

Если 8 > δ/S > 0,8, то границу погрешности результатов измерения определяют по формуле

Текст приводится в соответствии с источником

где K - коэффициент, зависящий от состояния случайной и неисключенной систематической погрешности;

S - оценка суммарного среднего квадратического отклонения сумма результата измерения, вычисляемая по формуле

                                                                                                        (13)

где

                                                                                             (14)

Коэффициент К вычисляют по формуле

                                                                                                           (15)

где ε - доверительные границы случайной погрешности, определяемые по п. 2.2;

δ - границы неисключенной систематической погрешности результата измерения, определяемые по п. 1.4.

4. По результатам метрологической аттестации методики оформляется свидетельство о метрологической аттестации в соответствии с приложением 3 по ГОСТ 8.505-84.

Приложение 2

Рекомендуемое

Устройство для отбора проб

1. Устройство для отбора проб (в дальнейшем пробоотборник) предназначено для отбора проб нефтяного газа с целью их последующего хроматографического анализа.

2. Пробоотборник ( черт. 6) представляет собой бутыль ( ГОСТ 10117-80) с пробкой, обеспечивающей герметичность. Пробка состоит из корпуса 1, прижимаемого через прокладку 2 к бутыли 3 посредством стяжной гайки 4, которая неподвижно зафиксирована сухариками 5 к плечам горловины бутыли 3. Канал входного штуцера 6 запирается иглой 11, герметичность которого обеспечивается резьбовой втулкой 7 с прокладкой 12. Напротив входного штуцера находится выходной штуцер 8 с мембраной 9, уплотняющийся посредством стяжной гайки 10. При изменении давления внутри емкости вводится полая игла измерителя давления (манометра) через мембрану 9.

3. Материалы, используемые для изготовления пробоотборника:

позиции 1, 4, 6, 7, 8, 10 - Д17Т ГОСТ 21488-76;

позиции 2, 5, 12 - фторопласт Ф-4 ГОСТ 10007-80;

позиция 9 - резина силиконовая;

позиция 11 - сталь нержавеющая ГОСТ 5949-75.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ

Черт. 7. Устройство для отбора проб

Еще документы скачать бесплатно

Интересное

Гост 12821 80 Допуски и посадки Инструкция по пожарной безопасности Категории дорог Обозначения на электрических схемах Обязанности стропальщика Разрешенная максимальная масса грузового автомобиля Резьба метрическая СП 42 102 2004 Свес кровли плоской полимерной Сортамент металлопроката Сортамент уголков Технологические трубопроводы Удельный вес грунта Условные обозначения на чертежах