激光拉曼光谱及其在天然气分析中的应用展望

激光拉曼光谱法既不需要高纯载气,又无需分离样品气,可同时分析多个气体组分,能实时进行快速测定,提高测定分析效率,节省分析成本,已大量应用于材料、石油、化工、环保生物、医学、地质等研究领域。但由于气体分子的散射截面小,散射强度很微弱,应用激光拉曼光谱法分析的准确度及重现性均有待提高。因此,目前激光拉曼光谱法应用于天然气分析仅处于实验室研究阶段。为此,分析了该技术在天然气分析中的应用前景,结论认为：综合利用激光光源技术、拉曼光谱技术、表面增强拉曼散射光纤探针技术等,可大大提高气体组分的拉曼散射光强度,从而有效提高激光拉曼光谱法在天然气分析中的检测灵敏度、重现性及准确度,有望研制出满足天然气分析要求的激光拉曼天然气分析仪,实现天然气多组分快速同步分析。同时,还可进行天然气组成、有毒害物及其他杂质分析;从而使激光拉曼光谱法在天然气分析中的推广应用成为可能。     

乙烯裂解气组成在线分析方法的研究及应用进展

综述了乙烯裂解气经典分析方法(气相色谱法和质谱法)和新兴分析方法(激光拉曼光谱法)的基本原理,重点介绍了它们在裂解气组成在线分析中的最新研究和应用进展,包括气相色谱和激光拉曼光谱硬件新技术,并展望了在线检测技术在乙烯裂解气分析领域的研究方向.与在线气相色谱仪、工业在线质谱仪相比,激光拉曼光谱气体分析技术在速度、精确度等...     

激光拉曼光谱气体分析的研究

通过改进及优化激光拉曼光谱仪的相关性能,得到了较稳定的激光拉曼光谱基线;考察了环境温度、积分时间和测试压力等因素对激光拉曼光谱响应信号的影响,并对实验条件进行了优化;采用激光拉曼光谱仪对乙烯装置裂解气中的6种基础气体H2,CH4,C2H4,C2H6,C3H6,C3H8的含量进行了测定。实验结果表明,优化的实验条件为环境温度23.5℃、积分时间25 s、测试压力0.5 MPa;在优化的实验条件下,激光拉曼光谱法的分析结果与气相色谱法的分析结果大致相当,且两种方法的重复性实验的相对标准偏差均小于2%,表明激光拉曼光谱法具有较好的重复性。相对于气相色谱法,激光拉曼光谱气体分析法有利于加快分析数据的反馈速度,并降低分析成本。     

基于支持向量机的红外光谱天然气分析系统

针对天然气组分浓度分析过程中海量训练样本无法实现、天然气组分气体的主次特征吸收谱线重叠严重、气相色谱分析法分析速度慢、无法进行实时在线分析等问题，将支持向量机（SVM）这一新的信息处理方法与红外光谱分析法结合，应用于天然气组分浓度分析中，利用SVM处理小样本的能力解决海量样本问题；通过建立反映天然气光谱数据样本与天然气组分浓度关系的SVM校正模型，解决天然气组分气体主、次特征吸收谱线重叠严重的问题；利用红外光谱分析速度快的优点，缩短分析时间。设计研制了基于SVM和红外光谱的天然气分析系统。该系统使用傅立叶红外光谱仪获取天然气红外光谱数据样本，对红外光谱数据样本进行数据预处理后，通过SVM校正模型进行计算分析，得出天然气组分浓度。实验结果表明，该方法的最大偏差为3.95%，与气相色谱分析法相比，具有分析速度快、可实时在线分析等优点。     

7890B气相色谱仪在苏里格气田应用效果及评价

本文介绍7890B气相色谱仪采用填充柱、恒定柱温的分析条件对天然气中无机组分、有机组分进行定性、定量分析,确定了其分析方法和操作条件。并用天然气气体标准物质及天然气样品进行性能评价,其线性评价及样品精密度满足GB/T 13610-2003国家标准中的要求,为天然气计量提供准确、可靠的分析数据。     

MDEA脱硫溶液近红外光谱法在线分析技术研究北大核心CSCD

目的为保证天然气净化装置产品气质量达标,剑阁天然气净化厂首次利用近红外光谱法在线分析技术实现脱硫溶液组分快速、准确地测定,便于脱硫系统工艺参数及时调整。方法通过反复优化“建模数据”与“建模算法”,建成了最优的脱硫溶液组分近红外光谱分析模型。结果通过多组在线分析数据与实验室分析数据对比分析,发现分析结果偏差均在2%以内,表明近红外光谱技术能准确监测脱硫溶液中MDEA含量及水含量。结论近红外光谱法在线分析技术的成功应用为脱硫系统连续补水提供及时、准确的数据支撑,保证天然气净化装置脱硫稳定运行,具有极其重要的推广应用意义。     

天然气研究院与美国ARI公司开展技术交流

正近日,中国石油西南油气田公司天然气研究院(以下简称"天研院")与美国ARI公司(Atmosphere recovery Inc.)就激光拉曼气体分析技术进行了技术交流。交流会上,ARI公司总裁对其研发的激光拉曼气体分析仪技术原理、应用现状、未来发展远景作了专题介绍。双方就激光拉曼光谱气体分析技术现状和应用情况,特别是激光拉曼技术在天然气检测中的应用及相关技术问题进行了深入的探讨。     

流体包裹体拉曼光谱研究及其在成岩作用中的应用

以实验为基础,通过激光拉曼光谱技术和低温原位拉曼光谱技术的测定,对东营凹陷中深层天然气储层的11个样品进行了分析,测试出样品中含有CO2和CH4气体,这为研究成岩作用经过了酸性和烃类的流体寻找了直接的证据,对成岩作用的定性、定量化研究有着重要的指导意义;也证实了该方法在研究储层成岩作用中是可行的.     

有机包裹体的拉曼光谱测定

作者采用激光拉曼光谱微观分析技术,对矿物中的有机包裹体内的分子成分进行测定。该文对测定过程的样品要求、包裹体寻找、测试条件的选择、拉曼信号的判断、谱图处理以及影响因素和背景扣除等作了详细介绍。拉曼光谱分析技术具有微观、原位、多相态、高分辨、稳定性好等特点,是测定有机包裹体成分的快速有效的方法,可为含油气盆地分析、油气成藏、资源评价和勘探提供可靠依据。      

在线拉曼光谱分析技术在石化领域中的应用

在线拉曼光谱分析技术具有分析精度高、环境适应性好、易标准化、可测定模型库外样品等优点,在石化领域得到广泛应用。本文分析比较了在线拉曼光谱分析技术与其他在线检测技术,并介绍了在线拉曼光谱仪的组成及目前在石化领域中应用,对在线拉曼光谱分析技术在石化领域中的应用进行了展望。     

天然气组成常规分析方法及其标准化

介绍了采用气相色谱法分析天然气组成的常用方法以及相关的标准,包括ISO、ASTM 以及GB的标准.目前,采用标准气体的外标法是国内外分析天然气组成采用的主要方法.根据ASTM D1945和GB/T 13610,主要介绍了外标法进行天然气常规分析的步骤和数据处理方法.在采用气相色谱分析时,需考虑仪器的检测器对天然气各组分,尤其是对甲烷的线性响应.新版的ISO 6974,增加了测量系统的特性和数理统计的方法,应引起分析工作者的注意.     

激光技术在录井工程中的应用进展及展望

为实现在录井现场对岩性和油气快速、自动识别以及对孔隙快速分析成像,引入了激光技术。从激光技术在实现岩性、油气检测和孔隙成像中的关键因素着手,对激光器选择、发射波长选取、拉曼效应放大和重组分拉曼光谱分离等方面进行了适应性技术研究,形成了激光诱导击穿光谱岩性识别技术、激光扫描共聚焦储集性能评价技术和拉曼激光油气实时评价技术。应用表明,利用激光技术检测岩性平均符合率达88.0%,孔隙度分析最大误差7.9%,气体组分检测分辨率达百万分之一,与同类录井技术相比具有分析快速、数据准确和操作简便等优点。研究认为,通过激光技术在录井现场的适应性研究,增强了录井工程在岩性和油气快速识别、孔隙结构分析等方面的能力,为智能录井提供了一种新的技术手段。      

天然气能量计量体系在中国的建设和发展

天然气贸易交接中的计量方式通常有三种,即体积计量、质量计量和能量计量。由于能量计量反映的是天然气的热能,作为最能反映其燃料特点的一种合理和科学的计量方式,在天然气国际贸易中被广泛采用。然而,中国目前尚普遍采用以体积流量作为贸易结算的依据。2008年12月31日,中国国家标准化管理委员会发布GB／T22723—2008《天然气能量的测定》国家标准,并于2009年8月1日起正式实施。依据GB／T22723—2008在实施范围和对象、能量计量方法、标准参比条件和能量计量体系方面的要求,深入分析中国天然气能量计量体系在天然气能量计量标准体系、能量计量相关设备的配置和性能评价、体积流量和发热量量值溯源链、标准参比条件和结算单位等方面的建设现状,并通过3个天然气长输管道A级计量站天然气能量计量技术的应用实例,（该3个A级计量站发热量测定均达到了GB／T18603—2001《天然气计量系统技术要求》对A级计量站0．5％的不确定度水平要求）,表明中国已具备实施天然气能量计量的基础条件。为了进一步推动中国天然气能量计量体系的发展,本文还讨论了全面实施能量计量还存在的一些不足,提出当前最重要的是应尽快形成甲烷不确定度0．05％、其它少量组分不确定度0．5％的国家一级天然气分析用多组分（九元）气体标准物质,建立不确定度为0．25％的发热量直接9n,4定装置,达到ISO15971：2008〈天然气性质测定发热量和沃泊指数》规定的一级水平,完善天然气体积流量和发热量量值溯源链,制定天然气溯源标准和能量测定系统性能评价标准,促进天然气能量计量技术在中国的全面实施。     

天然气能量计量在我国应用的可行性与实践

天然气作为清洁能源的核心价值在于其供出的发热量。由于我国天然气贸易量逐年上升且随着GB/T 22723—2008《天然气能量的测定》正式实施,天然气交接将从体积计量方式逐步转向能量计量和结算。中国石油天然气股份有限公司于2011年开始在中国石油西南油气田公司建设天然气质量控制和能量计量重点实验室,致力于我国能量计量体系的建设和推广应用。为此,从设备配置和管理、检定规程、方法标准、标准参比条件、气体标准物质、体积流量,以及发热量直接测定量值量传溯源链等方面,深入分析了我国应用能量计量的可行性,并阐述了在西气东输一线和川渝管网的应用实践。结果表明:我国目前已基本具备了实施能量计量的技术条件,整体技术水平在不断提高,可初步满足能量计量应用要求;天然气分析用气体标准物质制备、发热量间接测定、流量原级标准装置水平有待进一步提高。最后提出了6个方面的发展设想来支撑天然气能量计量的全面实施。     

分析技术在生物柴油生产和研究中的应用

讨论了生物柴油的物理化学性质指标及其测定方法，重点讨论了生物柴油组成的特点和分析方法。对气相色谱法、红外光谱法、超临界流体萃取法、高效体积排阻色谱法、高效液相色谱法和薄层液相色谱法等分析生物柴油中脂肪酸甲酯和杂质组分含量的分析方法进行了比较。     

基于TDLAS技术的硫化氢气体浓度检测应用

摘? 要：硫化氢因其有毒有害的特性,在工业生产过程中对其浓度检测具有重要意义。本文以监测天然气脱硫过程中的硫化氢为应用案例,采用可调谐二极管激光吸收光谱技术（TDLAS）作为分析平台进行浓度分析。TDLAS气体分析系统基于分子选择吸收原理、比尔-朗伯定理和波长调制技术,包括分析模块、气体模块和人机交互模块。在应用案例中,采用1570nm激光器,通过气体模块模拟天然气背景产生0-100ppm硫化氢混合气体,采用化学计量学方法计算硫化氢浓度,结果显示该分析系统满足2%FS的测量需求。因此,具有非接触式、反应迅速、测量精确等优点的TDLAS技术满足现在石化行业的痕量气体测量需求。     

激光吸收光谱技术在天然气水分测试中的应用

天然气含水量及水露点的测量技术多种多样,测量仪器型号也较多,但要做到精确测试对各个国家来说却都是一个难题。应用激光吸收光谱技术对天然气的水分含量进行测试是近年发展起来的一项新技术,在欧美发达国家已投入实际应用,在我国天然气行业中尚未见应用实例。为此,介绍了该技术的基本原理及测量系统等;通过现场应用实践,讨论了激光水分测试仪的重复性、响应速度、线性和可靠性。与其他测试方法的比对结果显示,该测试技术准确、可靠,具有良好的长期稳定性及较低的现场维护成本,适宜于在天然气行业中推广应用。     

Determination of oxygenates and benzene in gasoline by various chromatographic techniques

A comparative analysis of gasoline samples has been performed using several chromatographic methods: one-dimensional detailed hydrocarbon analysis (DHA), which allows for determination of the individual component composition of a liquid petroleum product with identification by retention times; two-dimensional gas chromatography 2D-GC with identification by retention times; two-dimensional gas chromatography 2D-GC-MS with identification by retention times and mass spectra of compounds; and determination of the group composition of gasoline by multidimensional gas chromatography using traps and a reactor with a flame-ionization detector. The advantages and disadvantages of each procedure have been shown and application areas for each method have been specified.     

一种用于测定天然气发热量的声光关联法

目的 介绍一种利用声速和可见光光谱关联测定天然气发热量的方法,以便国内天然气质量检测和能量计量工作者与企业能更有效地开展该方法的研究和标准化,同时也为天然气发热量测定方法提供更多样性的选择。方法 在对比分析各种天然气发热量测定方法和相关标准优缺点的基础上,介绍了利用声速和可见光光谱关联测定天然气发热量的方法原理,并分析了一组气体标准物质采用气相色谱法和介绍的关联法测定获得的发热量数据。结果 利用声速和可见光光谱关联测定的天然气发热量测定值与按GB/T 11062-2020《天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法》的计算值一致性较好,对6种模拟天然气的二元气体标准物质,相对偏差在0.03%～0.42%之间;对5种模拟天然气的多元(最多14个组分)气体标准物质,相对偏差在-0.45%～0.38%之间。结论 初步验证了利用声速和可见光光谱关联法测定天然气发热量的可行性。该方法具有1 s内可获得多个数据、与流量测量同步、测量不受气体组分的限制和H₂影响的特点和优势。建议进一步开展准确度、测定范围、精密度以及现场应用的研究,并适时建立标准方法、发热量直接燃烧0级测...