[发明专利]一种检测天然气中二氧化碳含量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体中杂质的检测方法，特别涉及一种检测天然气中二氧化碳含量的方法。 

背景技术

天然气是一种储量很大、输送方便、成本低廉、清洁无灰渣、热值较高及燃烧产物对环境污染小的优质能源，因此，是一种理想的城镇燃气气源。从世界能源利用的趋势来看，采用天然气作为城镇燃气的主要气源，已成为当前的发展方向。在我国，近十多年来凡是有条件的城市如天津、成都、北京等地，都相继通过管道将邻近油、气田的天然气送入市区，作为城镇的燃气气源。 

天然气的主要组分是甲烷（CH₄），在各种烃类分子中，它的碳原子数与氢原子数之比是最小的，而液化石油气的主要组分为丙烷（C₃H₈）、丙烯（C₃H₆）、丁烷（C₄H₁₀）和丁烯（C₄H₈），它们分子中的碳原子数与氢原子数之比就比甲烷要大。因此，甲烷完全燃烧后生成的烟气中由碳原子燃烧生成的二氧化碳含量最少。也就是说，天然气完全燃烧生成的烟气中的二氧化碳含量，比液化石油气完全燃烧生成的烟气中二氧化碳的含量要少，这对减少大气层的温室效应是有利的。此外，天然气中含硫、氮少，生成的烟气中二氧化硫及氧化氮等均较少。因此，采用天然气作燃气更有利于环境保护。 

天然气和人工燃气一样，都是由管道送到用户家中，不像液化石油气那样要用钢瓶装运与使用，用完后还必须换瓶，因而使用起来省时、省力。尤其是对于居住在高层建筑的用户，或对于老弱病残的用户来讲，其方便性就更为明显。当然，对于散居的用户居民，采用瓶装的液化石油气可不受居住区域、地点和条件的限制，因此也是灵活方便的。 

在我国的南方及中部大部分城市由于天然气供应量相对充足，加气站点较多气价相对便宜，所以天然气用量增大，很多城市的燃气汽车已经全部转换成为天然气气源，而且燃气汽车车型甚至也由小型轿车发展到大型的公交汽车；以天然气代替汽车用油，具有价格低、污染少、安全等优点。  

除此之外，天然气还应用在：天然气化工工业，天然气是制造氮肥的最佳原料，具有投资少、成本低、污染少等特点。天然气占氮肥生产原料的比重，世界平均为80%左右； 天然气发电，具有缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例，减少环境污染的有效途径，且从经济效益看，天然气发电的单位装机容量所需投资少，建设工期短，上网电价较低，具有较强的竞争力。

尽管天然气的气源很丰富，但运输问题早已成为头疼问题，包括钢瓶运输，和长途管道运输。主要原因是天然气中含有的一定浓度二氧化碳气体对地面集输管道造成腐蚀甚至严重危害的事故频频发生,不仅给油气田开发带来了重大的经济损失,同时也造成了一定的环境污染。近年来,我国牙哈凝析气田天然气的二氧化碳含量为0.6%～1%,采气管道材质为碳钢,从2002年开始地面管道已经多次发生刺漏。英国北海的ALPHA平台,油气中二氧化碳的含量为1.5%～3.0%,由碳锰钢X52制成的管道仅用了两个多月就发生了爆炸。挪威的Ekofisk油气田,德国北部地区的油气田,美国的一些油气田以及中东油气田等也存在二氧化碳腐蚀问题。因此,无论在国内还是国外,二氧化碳腐蚀都已成为一个不容忽视的问题。而天然气集输过程中，二氧化碳的含量高低就决定了腐蚀的程度,二氧化碳腐蚀最典型的特征表现为局部的点蚀、轮癣状腐蚀和台面状坑蚀。其中,台面状坑蚀的穿孔率很高,通常腐蚀速率可达3～7mm/a,无氧时,腐蚀速率甚至高达20mm/a。这些现象严重影响了天然气管道运输的长途发展，同时给供气方和广大天然气用户带来了一定的经济损失等。因此，对天然气中的二氧化碳含量的控制是产业链发展中的主要环节之一，直接决定着天然气的发展。目前已经受到人们的大力关注与重视。国内天然气现有标准中，提出了二氧化碳量化指标不超过3%（体积分数），但是都用热导检测器件TCD来检测的，而热导检测器件TCD的检测重复性较差，且低含量的二氧化碳几乎检测不出来，这样就根本不能为天然气的管道运输起到真正意义上的质量控制；同时，长期进样检测导致二氧化碳在分析柱上的积累，这种长期积累会污染检测的样品，让样品的检测是失去了准确性与真正意义；然而处理这些积累时不一定彻底，且操作繁琐，不利于检测方法的普及等。 

发明内容

本发明的目的是为了克服背景技术的不足，提供一种操作简单，分析速度快，检测精度高的检测天然气中二氧化碳含量的方法。