氣相色譜法檢測天然氣中四氫噻吩(THT)

關鍵詞：天然氣加臭　THT檢測　氣相色譜

天然氣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)燃氣設計規(guī)范》(GB50028—2006)規(guī)定：“無毒燃氣泄漏到空氣中，達到爆炸下限的20％時，應能察覺。"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，終端濃度不應低于8mg／Nm3。

1　加臭劑

四氫噻吩(THT)即“硫雜環(huán)戊烷"，是噻吩經(jīng)催化氫化后得到的五元飽和含硫雜環(huán)化合物，是無色透明有揮發(fā)性的液體，有強烈的不愉快氣味，不溶于水，可混溶于乙醇。

THT作為天然氣加臭劑有化學性質(zhì)穩(wěn)定、氣味存留長久、燃燒后幾乎無殘留物、在管道內(nèi)無絮凝現(xiàn)象、不污染環(huán)境、添加量少、腐蝕性小、低毒性等優(yōu)點。THT不溶于水，氣味不會因土壤和水的吸收而減弱。

天然氣中常見的加臭劑除THT外還有乙硫醇(EM)、三丁基硫醇(TBM)等，國內(nèi)過去多使用EM。但與THT和TBM相比，EM易分解，能與設備或金屬管道內(nèi)壁的金屬氧化物發(fā)生化學反應，生成硫醇類鹽，使氣味減淡甚至消失，也有一定毒性，THT國產(chǎn)化以后，國內(nèi)一般使用THT作為加臭劑。

2　全自動加臭上藝

國內(nèi)很多天然氣公司采用通過流量信號控制的全自動加臭機向天然氣管道中注入加臭劑。設備通過柱塞泵將儲罐中的加臭劑定量注入燃氣管道。在設定柱塞泵的單次注射量后，通過計算機調(diào)整注射頻率來調(diào)節(jié)加臭量。實際應用中將流量信號接入計算機進行自動控制，可以得到較穩(wěn)定的出口加臭劑濃度。在加臭機日常工作中需注意以下兩個問題：

(1)加臭機的單次注射量在長期運行中可能會發(fā)生偏移，應定期校正；

(2)應根據(jù)單次注射量和最大注射頻率計算出單臺泵的最大加臭量M1，進而計算出單臺泵能夠支持的管道內(nèi)燃氣流量的最大值Qmax，當實際流量Q高于Qmax時會產(chǎn)生加臭不足。

3　天然氣中的THT檢測方法

四氫噻吩分析方案：

天然氣中四氫噻吩檢測儀使用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），且天然氣的組分對測定沒有干擾。

標準品配置

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

分析條件：

儀器：普瑞儀器GC-9280氣相色譜儀；

色譜柱：SE-54；

檢測器：FPD（火焰光度檢測器）；

進樣量：0.1uL。

普瑞色譜儀器配置：

儀器配置：普瑞GC-9280型氣相色譜儀（配置FPD火焰光度檢測器、毛細管分流/不分流進樣系統(tǒng)）

色譜柱：SE-54毛細管專用色譜分析柱

數(shù)據(jù)處理工作站：PR-3000色譜數(shù)據(jù)處理工作站

氣源：高純氮氣純度≥99.999%

普瑞PRH-300氫氣發(fā)生器

普瑞PRK-2L空氣發(fā)生器

進樣針：10uL

電腦、打印機

安裝啟動配件：隨機標配

分析測定色譜圖：

天然氣中添加四氫噻吩測定譜圖（進樣量1ml)