ISO 20729:2017

Natural gas — Determination of sulfur compounds — Determination of total sulfur content by ultraviolet fluorescence method

ISO 20729:2017 applies to the determination of total sulfur content in natural gas expressed as sulfur mass concentration ranging from 1 mg/m3 to 200 mg/m3. Natural gas with sulfur contents above 200 mg/m3 can be analysed after dilution with a suitable sulfur-free solvent.

Gaz naturel — Détermination des composés soufrés — Détermination de la teneur en soufre total par la méthode par fluorescence UV

ISO 20729:2017 s'applique pour déterminer la teneur en soufre total du gaz naturel exprimée comme concentration massique de soufre variant de 1 mg/m3 à 200 mg/m3. Le gaz naturel avec des teneurs en soufre supérieures à 200 mg/m3 peut être analysé après dilution avec un solvant adapté exempt de soufre.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 26-Oct-2017
• ICS: 75.060 - Natural gas
• Technical Committee: ISO/TC 193/SC 1 - Analysis of natural gas
• Drafting Committee: ISO/TC 193/SC 1 - Analysis of natural gas
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Completion Date: 09-Mar-2023

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 20729
First edition
2017-10
Natural gas — Determination of
sulfur compounds — Determination
of total sulfur content by ultraviolet
fluorescence method
Gaz natural — Détermination des composés soufrés — Détermination
de la teneur en soufre total par la méthode par fluorescence UV
Reference number
ISO 20729:2017(E)
©
ISO 2017

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ISO 20729:2017(E)

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written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below or ISO’s member body in the country of
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ISO 20729:2017(E)

Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Test conditions . 1
5 Principle of the method . 2
6 Instruments . 2
7 Reagents . 3
8 Sampling . 3
9 Sample analysis . 3
9.1 Preparation of instrument . 3
9.2 Calibration curve . 3
10 Analysis . 4
10.1 Test . 4
10.2 Calculation . 4
11 Precision . 5
11.1 General . 5
11.2 Repeatability . 5
11.3 Reproducibility . 5
Annex A (informative) Example of the statistical analysis of precision experiments .6
Bibliography .10
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ISO 20729:2017(E)

Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions
related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the WTO principles in
the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following URL: www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 193, Natural gas, Subcommittee SC 1,
Analysis of natural gas.
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ISO 20729:2017(E)

Introduction
Four methods for determination of sulfur compounds in natural gas already exist as International
Standards:
— ISO 6326-3, Natural gas — Determination of sulfur compounds — Part 3: Determination of hydrogen
sulfide, mercaptan sulfur and carbonyl sulfide sulfur by potentiometry;
— ISO 6326-5, Natural gas — Determination of sulfur compounds — Part 5: Lingener combustion method;
— ISO 19739, Natural gas — Determination of sulfur compounds using gas chromatography;
— ISO 16960, Natural gas — Determination of sulfur compounds —Determination of total sulfur by
oxidative microcoulometry method.
Ultraviolet fluorescence method is more efficient method compared with potentiometry, because it
can measure the result value at once. It is also environment friendly compared with potentiometry,
Lingener and oxidative microcoulometry methods which use toxic and hazardous reagents. Moreover,
it is much more convenient and stable than existing natural gas total sulfur analysis method, because
the method is sensitive to less number of interference factors.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 20729:2017(E)
Natural gas — Determination of sulfur compounds —
Determination of total sulfur content by ultraviolet
fluorescence method
WARNING — The majority of sulfur compounds are extremely toxic and thus present a serious
health hazard if handled without precautions.
1 Scope
This method applies to the determination of total sulfur content in natural gas expressed as sulfur mass
3 3 3
concentration ranging from 1 mg/m to 200 mg/m . Natural gas with sulfur contents above 200 mg/m
can be analysed after dilution with a suitable sulfur-free solvent.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 6141, Gas analysis — Requirements for certificates for calibration gases and gas mixtures
ISO 10715, Natural gas — Sampling guidelines
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https://www.iso.org/obp
— IEC Electropedia: available at http://www.electropedia.org/
3.1
absorption
extraction of one or more components from a mixture of gases when brought into contact with a liquid
3.2
adsorption
retention, by physical or chemical forces of gas molecules, dissolved substances, or liquids by the
surfaces of solids or liquids which they are in contact
3.3
sorption
process in which one substance takes up or holds another (by either absorption or adsorption)
4 Test conditions
The test conditions are the same as the calibration conditions.
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ISO 20729:2017(E)

The reference conditions of the measurement results are the same as those on the calibration gas
certificates.
NOTE The reference conditions on the calibration gas certificates usually are 101.325 kPa, 20 °C or
101.325 kPa, 15 °C or 101.325 kPa, 0 °C
5 Principle of the method
Typical gas samples are injected by sampling system into a high temperature combustion tube where
sulfur is oxidized to sulfur dioxide (SO ) in an oxygen-enriched atmosphere. The combustion gases
2
are then exposed to ultraviolet (UV) light which causes the SO to be converted to excited SO * after
2 2
absorbing energy from the UV light. Fluorescence emitted from the excited SO * as it returns to ground
2
state is detected by a photomultiplier. The resultant signal is a measure of the sulfur content in the
sample (see Figure 1.)
6 Instruments
6.1 The main components of the instruments are shown in Figure 1.
Figure 1 — Schematic diagram of the ultraviolet fluorescence instrument
6.2 Injection system, providing a stable flow of carrier gas and sample gas and can control the
injection port open or closed. Sample volume, flow rate and pressure are determined according to the
instrument operation specification.
6.3 High temperature furnace, with stable temperature maintained at 1 000 °C ± 50 °C. This
temperature is sufficient to pyrolyze the entire sample and oxidize sulfur to SO .
2
6.4 Quartz cracking tube
The sample is directly injected into the heated oxidation zone of the furnace, and mixed with oxygen,
which ensures complete combustion of the sample. The quartz cracking tube may have bypasses in
order to inject oxygen and carrier gas.
2 © ISO 2017 – All rights reserved

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ISO 20729:2017(E)

6.5 Dryer, which is used to remove the water vapour formed during sample combustion. This can be
achieved by a membrane drying tube, or an osmotic dryer which removes water by selective permeation.
6.6 UV fluorescence detector, a quantitative detector which can measure the fluoresc
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 20729
Première édition
2017-10
Gaz natural — Détermination des
composés soufrés — Détermination
de la teneur en soufre total par la
méthode par fluorescence UV
Natural gas — Determination of sulfur compounds — Determination
of total sulfur content by ultraviolet fluorescence method
Numéro de référence
ISO 20729:2017(F)
©
ISO 2017

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ISO 20729:2017(F)

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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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ISO 20729:2017(F)

Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Conditions d'essai . 2
5 Principe de la méthode . 2
6 Instruments . 2
7 Réactifs . 3
8 Échantillonnage . 3
9 Analyse de l'échantillon . 3
9.1 Préparation de l’instrument . 3
9.2 Courbe d'étalonnage . 3
10 Analyse . 4
10.1 Nombre de mesures . 4
10.2 Calcul . 4
11 Fidélité . 5
11.1 Généralités . 5
11.2 Répétabilité . 5
11.3 Reproductibilité . 5
Annexe A (informative) Exemple d'analyse statistique d'expériences de fidélité .6
Bibliographie .10
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ISO 20729:2017(F)

Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/ avant -propos.
Le comité chargé de l'élaboration du présent document est l’ISO/TC 193, Gaz naturel, sous-comité
SC 1, Analyse du gaz naturel.
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ISO 20729:2017(F)

Introduction
Quatre méthodes existent déjà comme Normes internationales pour la détermination de la teneur en
soufre total dans le gaz naturel:
— ISO 6326-3, Gaz naturel — Détermination des composés soufrés — Partie 3: Détermination du sulfure
d’hydrogène, des thiols et du sulfure de carbonyle par potentiométrie;
— ISO 6326-5, Gaz naturel — Détermination des composés soufrés — Partie 5: Méthode de combustion
Lingener;
— ISO 19739, Gaz naturel — Détermination des composés soufrés par chromatographie en phase gazeuse;
— ISO 16960, Gaz naturel — Détermination des composés soufrés — Détermination de la teneur totale en
soufre par microcoulométrie oxydante.
La méthode par fluorescence UV est plus efficace que celle par potentiométrie, car elle permet
de mesurer la valeur de résultat en une fois. De plus, cette méthode est plus respectueuse de
l'environnement que les méthodes par potentiométrie, de combustion Lingener et de microcoulométrie
oxydante qui utilisent des réactifs toxiques et dangereux. En outre, elle est plus pratique et stable que la
méthode d'analyse de la teneur en soufre total du gaz naturel, car elle est sensible à moins de facteurs
d'interférence.
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NORME INTERNATIONALE ISO 20729:2017(F)
Gaz natural — Détermination des composés soufrés —
Détermination de la teneur en soufre total par la méthode
par fluorescence UV
AVERTISSEMENT — La plupart des composés soufrés sont extrêmement toxiques et présentent
un grave danger pour la santé s'ils ne sont pas manipulés avec les précautions nécessaires.
1 Domaine d'application
Cette méthode s'applique pour déterminer la teneur en soufre total du gaz naturel exprimée comme
3 3
concentration massique de soufre variant de 1 mg/m à 200 mg/m . Le gaz naturel avec des teneurs en
3
soufre supérieures à 200 mg/m peut être analysé après dilution avec un solvant adapté exempt de soufre.
2 Références normatives
Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des
exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les
références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 6141, Analyse des gaz — Contenu des certificats des mélanges de gaz pour étalonnage
ISO 10715, Gaz naturel — Lignes directrices pour l’échantillonnage
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
L'ISO et l'IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
3.1
absorption
fixation d’un ou plusieurs constituants d’un mélange de gaz lorsque celui-ci est mis en contact avec
un liquide
3.2
adsorption
fixation par action physique ou chimique, de molécules de gaz, de substances dissoutes ou de liquides
sur la surface de solides ou de liquides avec lesquels ils sont en contact
3.3
sorption
processus au cours duquel une substance enlève ou retient une autre substance (par absorption ou par
adsorption)
© ISO 2017 – Tous droits réservés 1

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ISO 20729:2017(F)

4 Conditions d'essai
Les conditions d'environnement d'essai du gaz échantillon sont les mêmes que les conditions
d’étalonnage.
Les conditions de référence des résultats de mesure sont les mêmes que celles des certificats de gaz
d'étalonnage.
NOTE Les conditions de référence sur les certificats de gaz d'étalonnage sont généralement de 101,325 kPa,
20 °C ou 101,325 kPa, 15 °C ou 101,325 kPa, 0 °C.
5 Principe de la méthode
Les échantillons gazeux sont injectés par un système d'échantillonnage dans un tube de combustion à
haute température où le soufre est oxydé en dioxyde de soufre (SO ) dans une atmosphère enrichie en
2
oxygène. Les gaz de combustion sont ensuite exposés à la lumière ultraviolette (UV) et, après absorption
de l'énergie dégagée par la lumière UV, le SO passe ainsi à l'état excité SO *. La fluorescence émise lors
2 2
du retour à l'état fondamental du SO * excité est détectée par un photomultiplicateur. Le signal obtenu
2
représente une mesure de la teneur en soufre présent dans l'échantillon. (voir Figure 1)
6 Instruments
6.1 Les principaux composants de l’instrument sont présentés à la Figure 1.
Figure 1 — Schéma de l'instrument de fluorescence ultraviolette
6.2 Système d'injection, fournissant un écoulement stable du gaz vecteur ou du gaz échantillon et
peut contrôler l'ouverture et la fermeture du port d'injection. Le volume d'échantillon, le débit et la
pression sont déterminés selon les spécifications de fonctionnement de l'instrument.
6.3 Four à haute température, avec une température stable maintenue à 1 000 °C ± 50 °C. Cette
température est suffisante pour pyrolyser tout l’échantillon et oxyder le soufre en SO .
2
6.4 Tube de craquage en quartz
L'échantillon est directement injecté dans la zone d'oxydation chauffée du four et mélangé avec
l'oxygène, ce qui permet la combustion complète de l'échantillon. Le tube de craquage en quartz peut
être équipé de ports de dérivation afin d’injecter l'oxygène et le gaz vecteur.
6.5 Sécheur, utilisé pour enlever la vapeur d'eau formée pendant la combustion de l'échantillon. Cela
peut être réalisé par un tube de séchage à membrane ou un sécheur osmotique qui enlève l'eau par
perméation sélective.
2 © ISO 2017 – Tous droits réservés

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ISO 20729:2017(F)

6.6 Détecteur de fluorescence UV, un détecteur quantitatif, capable de mesurer la fluorescence émise
à partir du SO par la lumière UV.
2
6.7 Traitement des données et appareil d'enregi
...