大陆天然气产品和分析测试技术标准体系的建立和完善.doc

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1、大陆天然气产品和分析测试技术标准体系的建立和完善 黄黎明 常宏岗 罗勤 (中国石油西南油气田分公司天然气研究院 ) 摘要：本文简要介绍了 ISO/TC193 在天然气产品和分析测试技术标准化方面的发展，叙述了大陆天然气产品和分析测试技术标准体系的建立过程和标准在天然气从生产（井口）到用户全过程的术语、质量、测量方法、取样、试验和分析方法等专业领域的覆盖情况，指出目前大陆已经初步构建了与国际接轨的、以 GB 17820 为核心的天然气产品和分析测试技术标准体系，有力地促进了大陆天然气工业的发展。 同时明确提出为满足大陆快速发展的天然气工业对标准化的需求，需要进一步完善天然气产品和分析测试技术标准

2、体系。 主题词：天然气 产品 测试 标准 建立 前言 中国石油西南油气田分公司天然气研究院自上世纪五十年代就开始进行天然气分析测试技术研究。改革开放以后，天然气分析测试技术研究及标准化也进入了一个全新的发展时期。为了适应当时天然气工业发展之需，天然气研究院（ RINGT）于 1985 年开始研究适合国情的商品天然气气质指标及其分析测试方法，最终确定气质指标由高位发热量、 HS 含量、总硫含量、 CO 含量 和水露点等 5 项指标构成。 1988 年原石油工业 22 部发布了中国第一个商品气气质标准（ SY7514-88）及与之配套的分析和取样方法等 9 项标准。 1992 年以来，根据 ISO

3、/TC 193 的发展和大陆的实际情况，又陆续制定了一系列标准，为建立中国天然气产品和分析测试技术标准体系奠定了基础。 165 大陆天然气产品和分析测试技术标准体系的建立 一、国际和国外发展情况 天然气工业的快速发展已促使它从石油工业的附属工业中分离出来，成为一种新兴的资金和技术密集型产业。世界天然气贸易量不断增长，建 立天然气产品和分析测试技术标准体系问题也就应运而生。在此背景下，国际标准化组织 (ISO)于 1988 年成立天然气技术委员会（ ISO/TC193）， 从事天然气及天然气代用品（气体燃料）从生产到送交国内外最终用户的各个侧面的术语、质量规范、测量方法、取样、试验和分析的标准化

4、。 TC193 自成立以来共制修订 44 项 ISO 标准，发表 1 份技术规范（ TS）和 2 份技术报告（ TR）（现行有效的有 39 项，即将发布的有 2 项，见表 1），对管输商品气，已形成较完整的产品和分析测试技术标准体系，目前正向天然气上游领域（主要指井口）的取样 、 1计量和测试技术标准化扩展。 美国材料与试验协会 ASTM、美国气体加工协会 GPA、美国气体协会 AGA、美国石油学会 API、欧盟 EN 和俄罗斯的标准化组织为适应本国天然气工业的发展，均制订了大量的天然气产品和分析测试技术标准，来满足天然气生产、储运、贸易和使用的需要。 国际标准和国外发达国家所制定的天然气产品

5、和分析测试技术标准主要包含三个层面：一是商品天然气通用的基础标准；二是涉及不同类别商品天然气所通用的标准；三是各类别商品天然气所涉及的产品标准和方法标准。方法标准主要包括二类：试验方法标准和性质测定标 准。同时，这些标准多数是围绕天然气气质指标标准 (ISO 13686:1998)所规定的一系列重要的涉及健康、安全、环保和经济利益的指标而制定的配套试验方法标准和通用基础标准，包括溯源性、标准参比条件、操作性能评价、取样导则、天然气组成分析、有害物和有毒物分析、杂质分析以及利用组分计算物性等标准，以及围绕这些标准所制订的技术实施报告。 166 1表 1 TC193 已出版的 ISO标准与技术报告

6、 序号 标准号 标准名称 天然气 -硫化合物的测定 -第 1 部分：一般介绍 1 ISO 6326-1:1989 天然气 -硫化合物的测定-第 3 部分：电位法测定硫化氢、 2 ISO 6326-3:1989 硫醇、硫氧化碳等 天然气 -硫化合物的测定 -第 5 部分：林格奈燃烧法 3 ISO6326-5:1989 气体分析 -天然气水露点的测定 冷却镜面凝析湿度计法 4 ISO 6327:1981 ISO 6570： 2001 天然气 潜在烃含量测定 称量法 5 天然气 -在一定的不确定度下用气相色谱法测定组成 -第 6 ISO 6974-1:2000 1 部分：分析指南 天然气-在一定的不

7、确定度 下用气相色谱法测定组成 -第 7 ISO 6974-2:2001 2 部分：测量系统特性和数理统计 天然气 -在一定的不确定度下用气相色谱法测定组成 -第 3 部分：用二根填充柱测定氢、氦、氧、氮、二氧化碳 8 ISO 6974-3:2000 和直至 C 的碳氢化合物 8天然气 -在一定的不确定度下用气相色谱法测定组成 -第实验室和在线测量系统中用二根色谱柱测定氮、 4 部分： 9 ISO 6974-4:2000 二氧化碳、 C 至 C 和 C+碳氢化合物 156天然气 -在一定的不确定度下用气相色谱法测定组成 -第实验室和在 线处理应用中用三根色谱柱测定氮、 5 部分： 10 ISO

8、 6974-5:2000 二氧化碳、 C至 C 和 C+碳氢化合物 156 167 序号 标准号 标准名称 天然气 在一定不确定度下用气相色谱法测定组成 11 第 6 部分：用三根毛细柱测定氢、氦、氧、氮、二 ISO 6974-6： 2002 氧化碳和 C 至 C 烃类 18 12 ISO 6975:1997 天然气 -延伸分析 -气相色谱法 13 ISO 6976:1995 天然气 -由组成计算发热量、密度、相对密度和沃泊指数 14 ISO 6978:1992 天然气 -汞含量的测定 15 ISO 6978-1:2003 天然气 -汞含量的测定 第 1 部分：利用碘化学吸附取样 天然气 -汞

9、含量的测定 第 2 部分：利用金 /铂合金铝汞齐 16 ISO 6978-2:2003 法取样 17 ISO 8943:1991 冷冻轻烃 -液化天然气的取样 -连续法 天然气 -用卡尔费休法测定天然气中的水 -第 1 部分：导 ISO 18 10101-1:1993 论 天然气 -用卡尔费休法测定天然气中的水 -第 2 部分：滴 ISO 19 10101-2:1993 定法 天然气 -用卡尔费休法测定天然气中的水 -第 3 部分：库 ISO 20 10101-3:1993 仑法 天然气 -取样导则 ISO 10715:1997 21 ISO 10723:1995 22 天然气 -在线分析系统

10、的操作性能评价 ISO 11541:1997 23 天然气 -高压下水含量的测定 ISO 24 天然气 -压缩因子的计算 -第 1 部分：导论和指南 12213-1:1997 ISO 天然气 -压缩因子的计算 -第 2 部分：用摩 尔组成计算 25 12213-2:1997 168 序号 标准号 标准名称 ISO 26 天然气 -压缩因子的计算 -第 3 部分：用物理性质计算 12213-3:1997 27 ISO 13443:1996 天然气 -标准参比条件 28 ISO 13686:1998 天然气 -质量指标 29 ISO 13734:1998 天然气 -有机硫化合物添味剂 -要求和检测

11、方法 30 ISO 14111:1997 天然气 -分析溯源性准则 31 ISO 14532:2001 天然气 -词汇 32 ISO 15403:2000 天然气 -作为车用压缩燃料天然气的质量指标 ISO/TS 16922： 33 天然气 -气体添味准则 2002 34 ISO 18453： 2004 天然气 -水含量和水露点的关系 35 ISO 19739： 2004 天然气 -利用气相色谱法测定含硫化合物 天然气 -热力学性质计算第 1 部分：应用与分配系统的 36 ISO 20765:2005 气相性质 ISO/TR 24094： 37 天然气分析 -气体标准 物质的验证方法 2006

12、 天然气 -作为车用压缩燃料的天然气 第 2 部分：质量规 ISO/TR 15403-2： 38 2006 范 气体分析 校准用气体混合物的制备 称量法 39 ISO 6142： 2000 40 ISO/FDIS 15112 天然气能量的测定 天然气 性质测定 燃烧性质 第1 部分：发热 ISO/FDIS 41 15971.1 量 169 二、大陆天然气产品和分析测试技术标准体系的建立 正如前言所述，大陆天然气产品和分析测试技术标 准化工作起始于 1985 年。为适应当时天然气工业发展的需要，在 19851989 年间，制定了 SY 7514-88天然气产品行业标准指导生产。在此期间，围绕天然

13、气气质指标要求，天然气研究院先后开展了 “天然气常规组分分析技术 ”等 9 项分析测试技术研究，以此为基础起草制定了 9 项试验方法标准（ 3 项行业标准和 6 项国家标准）。这些标准的制定标志着中国天然气产品和分析测试技术标准体系的建立开始起步。1990 年，天然气研究院通过国家计量认证，开始按SY 7514 的要求，对大陆各大油气田生产和管道输送的商品天然气质量进行检测 。 在 ISO/TC193 于 1988年成立后， 1989 年大陆作为投票成员（ P -member）加入 ISO/TC193。而天然气研究院作为国内技术归口单位，自此，开始了对国际标准化组织天然气技术委员会（ ISO/

14、TC193）标准化发展动态长期和紧密的跟踪研究和采用，以充分了解世界天然气分析测试技术和标准化的发展状况、技术水平及重点发展方向和技术，在此基础上提出天然气分析测试技术及标准化应重点关注的技术和标准化领域及采标建议，组织开展研究，形成具有中国特色的、具有自主知识产权的技术，并实施标准化。天然气研究院通过跟 踪研究和技术攻关，先后形成了天然气取样技术、天然气及相似气体气质评价及检测技术、天然气及相似组分气体物性参数（水露点、发热量、压缩因子、相对密度、沃泊指数等）测试技术、压缩天然气分析测试技术、天然气凝析气藏井流分析技术、带压液烃组成分析技术、天然气中有机硫化合物单体和族组成测定技术、轻质油品

15、和污水中有机硫化合物测定技术、天然气中硫化氢、粉尘、汞、甲醇和水等有毒、有害杂质测定技术、天然气发热量和密度测定技术、天然气能量计量技术、天然气气质管理及信息化技术、实验室间天然气组成分析精密度评价和比对技术、天然气在线 气相色谱分析系统性能评价技术、净化厂气体及溶液分析技术、硫磺分析技术、液化石 170 油气分析测试技术、稳定轻烃分析测试技术、在线 离线分析仪器设备检定和校验技术，硫化氢和可燃气体报警仪检定技术；提出了天然气、车用压缩天然气技术要求，研制开发了十二种用于天然气气体分析的烃及非烃类国家一级和二级标准气、硫化氢和二氧化硫国家二级标准气体及用于气体报警仪检定的低浓度标准气体。这些技

16、术为建立中国天然气产品和分析测试技术标准体系打下了坚实的基础。 为加快天然气工业标准化技术与国际接轨的步伐， 1998 年在石油工业标准化技术委员会（ CPSC）内成立了天然气标准化委员会（ NGSC）。 1999 年 3 月为促进天然气工业的发展，满足天然气工业快速发展对标准化日益增长的要求，推进天然气工业采用国际标准，由国家批准成立全国天然气标准化技术委员会（ SAC/TC244）。该委员会是一个全国性的标准化技术组织，其主要职责是根据国家标准化法律、法规和有关政策，在天然气专业领域内，从事天然气（包括井口天然气、管输天然气、液化天然气、压缩天然气、煤层气）及天然气代用品从生产（井口）到用

17、户全过程的术语、质量、测量方法、取样、试验和分析方法的 标准化。业务上负责对各行业制修订天然气专业有关标准的各项事宜进行协调，并承担国际标准化组织天然气技术委员会（ ISO/TC193）对口的标准化技术工作。同时，为顺应国内液化天然气工业的蓬勃发展，满足液化天然气生产、使用和贸易过程中对液化天然气技术标准的需要，打开液化天然气引进建设过程中国内相关标准尚为一片空白的局面，以及使中国天然气能量计量方式与国际接轨，分别于 2000 年和 2003 年在 TC244 下成立了 “液化天然气 ”标准技术工作组和 “天然气能量的测定 ”标准技术工作组，全面负责重点领域和重点技术的采标工作和国际 标准化的

18、相关工作。由于天然气研究院在天然气测试技术发展和商品天然气检测方面的突出成就，承担了该委员会秘书处的工作，并按照国际标准体系和国内天然气工业的发展，完成了天然气产品和分析测试技术标准体系研究，制订了天然气产品和分析测试专业技术标准体系表、全 171 国天然气标准化技术委员会 “十五 ”标准制修订规划和全国天然气标准化技术委员会 “十一五 ”标准制修订规划，制定了中国第一个商品天然气国家强制性标准 GB 17820-1999，在 1999 年由国家技术监督局发布实施（其主要技术指标如表 2 所示） 。自此，大陆天然气产品和分析测试技术标准化工作步入了一个快速发展时期。 2表 2 天然气的技术指标

19、 项目 一类 二类 三类 仲裁标准 高位发热量 , 31.4 GB/T11062-1998 3MJ/m 总硫（以硫 100 200 460 GB/T11061-1997 3计） , mg/m 硫化氢 , 6 20 460 GB/T11060.1-1998 3mg/m 二氧化 3.0 GB/T13610-1992 碳 , %(V/V) 在天然气交接点的压力和温度条件下，天然水露 点 , GB/T17283-1998 气的水露点应比最低环境温度低 5 。 注： 1 本标准中气体体积的标准参比条件是101.325kPa， 20 。 2 本标准实施之前建立的天然气输送管道，在天然气交接点的压力和温度条

20、件下，天然气中应无游离水。无游离水是指天然气经机械分离设备分不出游离水。 3 作为民用燃料的天然气，总硫和硫化氢含量应符合一类气或二类气的技术指标。 4 在天然气交接点的压力和温度条件下，天然气中应不存在液态烃。 5 天然气中固体颗粒含量应不影响天然气的输送和利用。 6 天然气在输送、储 存和使用的过程中，应符合 GB 50183 和 GB 50251 的有关规定。 172 在天然气研究院和相关单位形成的天然气分析测试技术的基础上，截至 2007 年 7 月，已经制定并发布实施的国家标准 29 项，行业标准 6 项，而这些标准中有 27 项采用了国际标准和国外先进标准，其中等同采用 8 项，修

21、改采用 10 项，非等效采用 9 项；采用ISO 标准 17 项，采用 ASTM 和 EN、 NFPA 等国外先进标准 10 项（见表 3）。天然气研究院承担完成了国家标准制修订项目 23 项，行业标准制订项目 4 项。目前在进行的 22 项国家、 行业标准制修订计划中，计划等同采用 12 项，修改采用 7 项，非等效采用 2 项，完成后采标率将达到 87；其中采用 ISO 标准 16 项，采用 EN 等国外先进标 3准 5 项。所有这些标准涵盖了天然气、液化天然气和车用压缩天然气的技术要求、液化天然气的生产、储存和装运、天然气取样、天然气的组成分析、天然气中硫化合物分析、天然气的水露点和水含量的测定、天然气物性的测定和计算、天