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使用安捷伦双柱气相色谱评估天然气凝析液的价值

作者：Brandt Hutchison
Mid-America Pipeline Co.

Wayne Collins
安捷伦全球能源与化工营销经理

全球对清洁能源需求的增长为改善天然气勘探效率和生产效率提出了更高的要求。天然气是一种自然界存在的烃类气体混合物，主要由甲烷组成。但是，天然气中还可能包含大量的乙烷、丙烷、丁烷、戊烷及其他重质烃类，在甲烷被出售用作商业用途之前必须除去这些烃类。从天然气中除去的这些重质烃类即所谓的天然气凝析液 (NGL) 或 Y 级馏分。

Y 级天然气通常由管道转移至集中式储存设施中以备后续分馏。安捷伦天然气分析仪为实验室提供了一系列解决方案,该实验室从事管道中此类天然气凝析液的分析并出具分析证书以确定产品的市场价值。

扩展分析的价值在于更好地鉴定样品，以确定特定混合物所派生的最大市场价值。Y 级馏分不作为产品进行买卖，而是被分馏为五种纯品，这些纯品每天都在全球范围内进行着交易。所得产品包括乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷和重质馏分（即，天然汽油）。各组分馏分具有不同的物理特性，应用于不同的终端市场，并且最重要的是影响价格升降的各不相同因素。Y 级馏分的价值由每批次得到的这五种产品的数量和特性决定。

天然气加工者协会 (GPA) 出版了多种用于分析天然气和天然气凝析液的标准方法。GPA 2186-02 法可以在两台单独的气相色谱仪上执行，但更常见的是采用配有双通道的单台气相色谱仪完成。该方法使用一根填充柱和一根毛细管柱进行分离操作。

不同的色谱柱和不同的检测器

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图 1. 典型 Y 级样品色谱图的示例；图中所示为烃类（上图）和永久性气体（下图）

简言之，实验即是在两根色谱柱上同时进样，对样品进行并行分析。恒温条件下，氮气/二氧化碳至正戊烷在填充柱上实现分离并由热导检测器进行检测；而 C6+ 烃类则在毛细管柱上实现分离并通过火焰离子化检测器进行检测。利用所得色谱图计算各个组分的重量百分比、摩尔百分比和液体体积百分比。每张色谱图中的正戊烷色谱峰可与重量百分比进行对接，把两个色谱图中的结果融合至一份报告中，然后将色谱结果进行归一化并加和。客户期望所有报告组分的百分比之和正好等于 100%，因此计算中四舍五入所引起的任何误差会从最大组分百分比中扣除或添加来完成此计算。

图 1 是典型 Y 级样品色谱图的示例，其中所有的色谱峰均已完成正确鉴别。分析采用双通道 Agilent 7890 GC 完成，配备毛细管 Agilent J&W CP-Sil 5 CB 气相色谱柱。

详细表征

尽管 GPA 2186 是一个相对复杂的方法，但它能够详细鉴定 NGL，确保天然气公司的产品能够获得公平的价格。然而，详细鉴定混合物的成本较高。校准程序非常复杂并且有时需要一天甚至更长的时间才能完成。部分原因在于校准混标中仅含 62 种化合物，而该方法能够分析 157 种化合物。利用更完善的校准混标将有助于消除不确定性，特别是鉴别化合物和设置保留时间方面的不确定性。可利用高 Y 级样品补充校准混标中缺失化合物的保留时间，但 Y 级样品中并非所有化合物的含量都足以实现每个色谱峰的准确鉴别。幸运的是，这些化合物都属于含量极少的成分，由于小误差,在鉴别和定量中不会显著影响结果或产品的价值。

完成初始校准，即可长期保持稳定，从而减少了每个公司标准操作流程中的校准频率，只需定期检验以确认校准结果是否仍然有效。自动化操作对于生产环境中的方法运行是不可或缺的条件，安捷伦天然气分析仪能够自动执行所有计算并生成最终报告。复杂的方法操作得以避免，您就可以轻松载入样品并启动运行，从而实现样品的快速周转、避免计算误差并简化培训需求。

用户可通过我们的最新应用简报利用 GPA 2186 分析天然气凝析液了解该分析的详细信息。

安捷伦能源解决方案可最大限度提高能源价值

本解决方案仅仅是安捷伦提供的众多天然气鉴定解决方案之一，关键是最大限度提高这种自然资源的商业价值。敬请了解安捷伦天然气分析仪是如何帮助您开发出可以获得准确、可靠数据并确保最佳产品质量的工作流程，浏览安捷伦天然气解决方案的更多选择。

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