气相色谱法检测天然气中四氢噻吩(THT)

关键词：天然气加臭　THT检测　气相色谱

天然气加臭作为民用天然气的重要安全保障措施之一，国家有多项法规标准对其进行规定，其中《城镇燃气设计规范》(GB50028—2006)规定：“无毒燃气泄漏到空气中，达到爆炸下限的20％时，应能察觉。"其条文解释中进一步建议，对天然气使用四氢噻吩(THT)进行加臭时，其加臭剂用量不宜小于20mg／Nm3，终端浓度不应低于8mg／Nm3。

1　加臭剂

四氢噻吩(THT)即“硫杂环戊烷"，是噻吩经催化氢化后得到的五元饱和含硫杂环化合物，是无色透明有挥发性的液体，有强烈的不愉快气味，不溶于水，可混溶于乙醇。

THT作为天然气加臭剂有化学性质稳定、气味存留长久、燃烧后几乎无残留物、在管道内无絮凝现象、不污染环境、添加量少、腐蚀性小、低毒性等优点。THT不溶于水，气味不会因土壤和水的吸收而减弱。

天然气中常见的加臭剂除THT外还有乙硫醇(EM)、三丁基硫醇(TBM)等，国内过去多使用EM。但与THT和TBM相比，EM易分解，能与设备或金属管道内壁的金属氧化物发生化学反应，生成硫醇类盐，使气味减淡甚至消失，也有一定毒性，THT国产化以后，国内一般使用THT作为加臭剂。

2　全自动加臭上艺

国内很多天然气公司采用通过流量信号控制的全自动加臭机向天然气管道中注入加臭剂。设备通过柱塞泵将储罐中的加臭剂定量注入燃气管道。在设定柱塞泵的单次注射量后，通过计算机调整注射频率来调节加臭量。实际应用中将流量信号接入计算机进行自动控制，可以得到较稳定的出口加臭剂浓度。在加臭机日常工作中需注意以下两个问题：

(1)加臭机的单次注射量在长期运行中可能会发生偏移，应定期校正；

(2)应根据单次注射量和最大注射频率计算出单台泵的最大加臭量M1，进而计算出单台泵能够支持的管道内燃气流量的最大值Qmax，当实际流量Q高于Qmax时会产生加臭不足。

3　天然气中的THT检测方法

四氢噻吩分析方案：

天然气中四氢噻吩检测仪使用SE-54毛细管色谱柱，FPD火焰光度检测器可以检测天然气中添加的微量有机硫化合物–四氢噻吩（THT），且天然气的组分对测定没有干扰。

标准品配置

取9.5153g正己烷，加入0.1105g四氢噻吩，该溶液的浓度为7.7mg/mL。

取上述溶液5uL加入2mL正己烷，该溶液浓度为19.25ug/mL

空气中四氢噻吩：取100mL空气添加0.5uL 7.7mg/mL浓度的标样，40℃加热30min混匀，浓度38.5ng/mL。

天然气中添加四氢噻吩：

取1mL天然气+1mL空气中四氢噻吩混匀

分析条件：

仪器：普瑞仪器GC-9280气相色谱仪；

色谱柱：SE-54；

检测器：FPD（火焰光度检测器）；

进样量：0.1uL。

普瑞色谱仪器配置：

仪器配置：普瑞GC-9280型气相色谱仪（配置FPD火焰光度检测器、毛细管分流/不分流进样系统）

色谱柱：SE-54毛细管专用色谱分析柱

数据处理工作站：PR-3000色谱数据处理工作站

气源：高纯氮气纯度≥99.999%

普瑞PRH-300氢气发生器

普瑞PRK-2L空气发生器

进样针：10uL

电脑、打印机

安装启动配件：随机标配

分析测定色谱图：

天然气中添加四氢噻吩测定谱图（进样量1ml)