ISO 6974-5:2014
(Main)Natural gas — Determination of composition and associated uncertainty by gas chromatography — Part 5: Isothermal method for nitrogen, carbon dioxide, C1 to C5 hydrocarbons and C6+ hydrocarbons
Natural gas — Determination of composition and associated uncertainty by gas chromatography — Part 5: Isothermal method for nitrogen, carbon dioxide, C1 to C5 hydrocarbons and C6+ hydrocarbons
ISO 6974-5:2014 describes a gas chromatographic method for the quantitative determination of the content of nitrogen, carbon dioxide and C1 to C5 hydrocarbons individually and a composite C6+ measurement, which represents all hydrocarbons of carbon number 6 and above in natural gas samples.
Gaz naturel — Détermination de la composition et de l'incertitude associée par chromatographie en phase gazeuse — Partie 5: Méthode isotherme pour l'azote, le dioxyde de carbone, les hydrocarbures C1 à C5 et C6+
L'ISO 6974-5:2014 décrit une méthode chromatographique en phase gazeuse pour la détermination quantitative de la teneur en azote, du dioxyde de carbone et des hydrocarbures C1 à C5 individuellement, et une mesure composite des C6+ qui représente tous les hydrocarbures de 6 atomes de carbone et plus dans des échantillons de gaz naturel.
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DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 6974-5
ISO/TC 193/SC 1 Secretariat: NEN
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2012-07-05 2012-12-05
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Natural gas — Determination of composition and associated
uncertainty by gas chromatography —
Part 5:
Isothermal method for nitrogen, carbon dioxide, C1 to C5
hydrocarbons and C6+ hydrocarbons
Gaz naturel — Détermination de la composition et de l'incertitude associée par chromatographie en phase
gazeuse —
Partie 5: Méthode isotherme pour l'azote, le dioxyde de carbone et les hydrocarbures C1 à C5 et C6+
[Revision of first edition (ISO 6974-5:2000)]
ICS 75.060
ISO/CEN PARALLEL PROCESSING
This draft has been developed within the International Organization for Standardization (ISO), and
processed under the ISO-lead mode of collaboration as defined in the Vienna Agreement.
This draft is hereby submitted to the ISO member bodies and to the CEN member bodies for a parallel
five-month enquiry.
Should this draft be accepted, a final draft, established on the basis of comments received, will be
submitted to a parallel two-month approval vote in ISO and formal vote in CEN.
To expedite distribution, this document is circulated as received from the committee
secretariat. ISO Central Secretariat work of editing and text composition will be undertaken at
publication stage.
Pour accélérer la distribution, le présent document est distribué tel qu'il est parvenu du
secrétariat du comité. Le travail de rédaction et de composition de texte sera effectué au
Secrétariat central de l'ISO au stade de publication.
THIS DOCUMENT IS A DRAFT CIRCULATED FOR COMMENT AND APPROVAL. IT IS THEREFORE SUBJECT TO CHANGE AND MAY NOT BE
REFERRED TO AS AN INTERNATIONAL STANDARD UNTIL PUBLISHED AS SUCH.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNOLOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME
STANDARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN NATIONAL REGULATIONS.
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPORTING DOCUMENTATION.
© International Organization for Standardization, 2012
ISO/DIS 6974-5
Copyright notice
This ISO document is a Draft International Standard and is copyright-protected by ISO. Except as permitted
under the applicable laws of the user’s country, neither this ISO draft nor any extract from it may be
reproduced, stored in a retrieval system or transmitted in any form or by any means, electronic,
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Violators may be prosecuted.
ii © ISO 2012 – All rights reserved
ISO/DIS 6974-5
Contents Page
Foreword . iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 3
3 Principle. 3
4 Materials . 4
5 Apparatus . 4
6 Scheme of the configuration . 5
7 Procedure . 7
7.1 Control of the apparatus . 7
7.1.1 Column Conditioning . 7
7.2 Operation of the apparatus. 7
7.2.1 Analytical method . 7
7.2.2 Sample introduction . 8
7.2.3 Analysis . 8
7.2.4 Peak resolution . 9
7.2.5 Calibration . 10
8 Expression of results . 10
8.1 Precision and accuracy . 10
8.2 Test report . 10
Annex A Example of Application (Informative) . 11
A.1 General Considerations . 11
A.2 Calibration . 11
A.3 Calculation of mole fractions . 11
A.3.1 Mean normalisation method (see clause 6.9.2 of ISO 6974 Part 1) . 11
A.3.2 Run-by-run normalisation method (see clause 6.9.3 of ISO 6974 Part 1) . 11
A.4 Calculation of uncertainties of mole fractions . 12
A.4.1 Mean normalisation method (see sub-clause 5.3.2 of ISO 6974 Part 2). . 12
A.4.2 Run-by-run normalisation method (see sub-clause 5.3.3 of ISO 6974 Part 2). . 12
A.5 Comparison of mean normalisation and run-by-run approaches. . 12
A.6 Reporting of results. . 13
Annex B Procedure for Setting Valve timings and Restrictor Setting . 25
Bibliography . 27
ISO/DIS 6974-5
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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
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.
ISO 6974-5 was prepared by Technical Committee ISO/TC 193, Natural gas, Subcommittee SC 1, Analysis of
natural gas.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 6974-5:2001), [clause(s) / subclause(s) /
table(s) / figure(s) / annex(es)] of which [has / have] been technically revised.
ISO 6974 consists of the following parts, under the general title Natural gas — Determination of composition
and associated uncertainty by gas chromatography:
Part 1: General guidelines and calculation of composition
Part 2: Uncertainty calculations
Part 3: Determination of hydrogen, helium, oxygen, nitrogen, carbon dioxide and hydrocarbons up to C8
using two capillary columns and one packed column.
Part 4: Determination of nitrogen, carbon dioxide and C1 to C5 and C6+ hydrocarbons for a laboratory
and on-line measuring system using two columns
Part 5: Isothermal method for nitrogen, carbon dioxide, C1 to C5 hydrocarbons and C6+.
Part 6: Determination of helium, oxygen, nitrogen, carbon dioxide and C1 to C10 hydrocarbons using
capillary columns.
Annexes A and B of this part of ISO 6974 are informative only
iv © ISO 2012 – All rights reserved
ISO/DIS 6974-5
Introduction
This part of ISO 6974 describes a method for the analysis of natural gas that is commonly used for on-line
process applications, but can be applied to laboratory instruments. The compositional data obtained are used
for the calculation of calorific value, density and Wobbe index.
It is assumed that the natural gas does not contain any oxygen at source and that any oxygen which may be
present is due to contamination during sampling.
The primary use of this chromatographic method is the calculation of calorific value (CV) - according to ISO
6976. It is based on a column switching technique in which multiple columns, chosen for their separating
ability for particular groups of components, are switched under automatic control.
Only one injection is necessary and the first phase of the method involves accelerated backflush of C +
(which is measured as a recombined "pseudo component" rather than by the summation of individual
component measurements). Lighter components (nitrogen, methane, carbon dioxide and ethane) are stored
on the appropriate separating column whilst the heavier, C - C hydrocarbons are eluted. The lighter
3 5
components are then separated by redirecting carrier gas on to the appropriate column.
A Thermal Conductivity Detector (TCD) is used for measurement of the above components.
When the method is first set up, the repeatability of measurement is established by repetitive analysis of a
cylinder of test gas, commonly a typical natural gas. For each component, a control chart showing the mean
value, and the bounds representing 2 and 3 standard deviations is drawn up. Subsequently, this test gas is
analysed after each calibration of the analyser, and the results are compared with the data in the control
charts. The performance of the analyser is assessed by this procedure.
Any change in the method setup can give rise to differences in component responses and hence (where
applied) to calculated uncertainties. In these circumstances fitting data to an existing control chart is not a
suitable procedure.
This part of ISO 6974 provides one of the methods that may be used for determining the compositions of
natural gas in accordance with parts 1 and 2 of ISO 6974.
ISO/DIS 6974-5
Natural gas — Determination of composition and associated uncertainty
by gas chromatography — Part 5: Isothermal method for nitrogen,
carbon dioxide, C1 to C5 hydrocarbons and C6+
1 Scope
Part 5 of this International Standard describes a gas chromatographic method for the quantitative
determination of the content of nitrogen, carbon dioxide and C to C hydrocarbons individually and a
1 5
composite C + measurement, which represents all hydrocarbons of carbon number 6 and above in natural
gas samples. It is applicable to the analysis of gases containing constituents within the working ranges given
in Table 1, expressed as mole fraction % or moles/100 moles.
Component Mole fraction %.
Min. Max.
Nitrogen N 0,1 22
Carbon dioxide CO 0,05 15
Methane CH 34 100
Ethane C H 0,1 23
2 6
Propane C H 0,05 10
3 8
iso-Butane i-C H 0,01 2,0
4 10
n-Butane n-C H 0,01 2,0
4 10
neo-Pentane neo-C H 0,005 0,35
5 12
iso-Pentane i-C H 0,005 0,35
5 12
n-Pentane n-C H 0,005 0,35
5 12
Hexanes + C + 0,005 0,35
Table 1 ─ Component working ranges
Figure 1 is a flowchart showing the steps involved in the analytical process. It is based on more detailed
flowcharts in parts 1 and 2 of this standard, simplified to represent the procedure described in this part.
References are given at each step to the relevant clause in this part and, where appropriate, to the relevant
clauses in parts 1 and 2.
ISO/DIS 6974-5
Figure 1 ─ Operational flowchart.
NOTE 1 The working ranges in tab
...
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 6974-5
Second edition
2014-07-15
Natural gas — Determination
of composition and associated
uncertainty by gas chromatography —
Part 5:
Isothermal method for nitrogen,
carbon dioxide, C to C hydrocarbons
1 5
and C hydrocarbons
6+
Gaz naturel — Détermination de la composition et de l’incertitude
associée par chromatographie en phase gazeuse —
Partie 5: Méthode isotherme pour l’azote, le dioxyde de carbone, les
hydrocarbures C à C et C
1 5 6+
Reference number
©
ISO 2014
© ISO 2014
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized otherwise in any form
or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on the internet or an intranet, without prior
written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below or ISO’s member body in the country of
the requester.
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Published in Switzerland
ii © ISO 2014 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 2
3 Principle . 2
4 Materials . 4
5 Apparatus . 4
6 Scheme of the configuration . 6
7 Procedure. 7
7.1 Control of the apparatus . 7
7.2 Operation of the apparatus . 8
8 Expression of results .11
8.1 Uncertainty .11
8.2 Test report .11
Annex A (informative) Example of application .12
Annex B (informative) Procedure for Setting Valve timings and Restrictor Setting .22
Bibliography .24
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 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 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 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: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 193, Natural Gas, Subcommittee SC 1, Analysis
of Natural Gas.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 6974-5:2000).
ISO 6974 consists of the following parts, under the general title Natural gas — Determination of
composition and associated uncertainty by gas chromatography:
— Part 1: General guidelines and calculation of composition
— Part 2: Uncertainty calculations
— Part 3: Determination of hydrogen, helium, oxygen, nitrogen, carbon dioxide and hydrocarbons up to C8
using two capillary columns and one packed column
— Part 4: Determination of nitrogen, carbon dioxide and C to C and C + hydrocarbons for a laboratory
1 5 6
and on-line measuring system using two columns
— Part 5: Isothermal method for nitrogen, carbon dioxide, C to C hydrocarbons and C + hydrocarbons
1 5 6
— Part 6: Determination of helium, oxygen, nitrogen, carbon dioxide and C to C hydrocarbons using three
1 8
capillary columns
iv © ISO 2014 – All rights reserved
Introduction
This part of ISO 6974 describes a method for the analysis of natural gas that is commonly used for online
process applications, but can be applied to laboratory instruments. The compositional data obtained are
used for the calculation of calorific value, density and Wobbe index.
It is assumed that the natural gas does not contain any oxygen at source and that any oxygen which may
be present is due to contamination during sampling.
The primary use of this chromatographic method is the calculation of calorific value (CV) according
to ISO 6976. It is based on a column switching technique in which multiple columns, chosen for their
separating ability for particular groups of components, are switched under automatic control.
Only one injection is necessary and the first phase of the method involves accelerated backflush of C +
(which is measured as a recombined “pseudo component” rather than by the summation of individual
component measurements). Lighter components (nitrogen, methane, carbon dioxide and ethane) are
stored on the appropriate separating column while the heavier, C to C hydrocarbons are eluted. The
3 5
lighter components are then separated by redirecting carrier gas on to the appropriate column.
A Thermal Conductivity Detector (TCD) is used for measurement of the above components.
When the method is first set up, the repeatability of measurement is established by repetitive analysis of
a cylinder of test gas, commonly a typical natural gas. For each component, a control chart showing the
mean value, and the bounds representing 2 and 3 standard deviations, is drawn up. Subsequently, this
test gas is analysed after each calibration of the analyser, and the results are compared with the data in
the control charts. The performance of the analyser is assessed by this procedure.
Any change in the method setup can give rise to differences in component responses and hence (where
applied) to calculated uncertainties. In these circumstances fitting data to an existing control chart is
not a suitable procedure, and the operations that were undertaken when the method was first set up
shall be repeated.
This part of ISO 6974 provides one of the methods that may be used for determining the compositions of
natural gas in accordance with ISO 6974-1 and ISO 6974-2.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 6974-5:2014(E)
Natural gas — Determination of composition and
associated uncertainty by gas chromatography —
Part 5:
Isothermal method for nitrogen, carbon dioxide, C to C
1 5
hydrocarbons and C hydrocarbons
6+
1 Scope
This part of this International Standard describes a gas chromatographic method for the quantitative
determination of the content of nitrogen, carbon dioxide and C to C hydrocarbons individually and
1 5
a composite C + measurement, which represents all hydrocarbons of carbon number 6 and above in
natural gas samples. It is applicable to the analysis of gases containing constituents within the working
ranges given in Table 1.
Table 1 — Component working ranges
Mole fraction
Component
%
Min. Max.
Nitrogen N 0,1 22
Carbon dioxide CO 0,05 15
Methane CH 34 100
Ethane C H 0,1 23
2 6
Propane C H 0,05 10
3 8
iso-Butane i-C H 0,01 2,0
4 10
n-Butane n-C H 0,01 2,0
4 10
neo-Pentane neo-C H 0,005 0,35
5 12
iso-Pentane i-C H 0,005 0,35
5 12
n-Pentane n-C H 0,005 0,35
5 12
Hexanes + C + 0,005 0,35
NOTE 1 The working ranges in Table 1 are those for which the method has been shown to
be satisfactory, and are offered for guidance. However, there is no reason why wider ranges
should not be used, provided that the successful measurement of such wider ranges has been
demonstrated.
NOTE 2 Hydrocarbons above n-pentane are expressed as the “pseudo-component” C +
which is measured as one composite peak and calibrated as such. The properties of C + are
calculated from an extended analysis of the individual C and higher hydrocarbons.
NOTE 3 Oxygen is not a normal constituent of natural gas and would not be expected to be
present in gas sampled to an online instrument. If any oxygen is present as a result of air
contamination, it will be measured with the nitrogen. The resulting measured (nitrogen +
oxygen) value will be in error to a small extent because of the slight difference between the
detector responses of oxygen and nitrogen.
NOTE 4 The helium and argon contents are assumed to be sufficiently small and unvarying
that they need not be analysed for.
NOTE 5 The gas sample shall not contain any hydrocarbon condensate and/or water.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 6974-1, Natural gas — Determination of composition and associated uncertainty by gas
chromatography — Part 1: General guidelines and calculation of composition
ISO 6974-2, Natural gas — Determination of composition and associated uncertainty by gas
chromatography — Part 2: Uncertainty calculations
3 Principle
Figure 1 is a flowchart showing the steps involved in the analytical process. It is based on more detailed
flowcharts in ISO 6974-1 and ISO 6974-2, simplified to represent the procedure described in this part.
References are given at each step to the relevant clause in this part and, where appropriate, to the
relevant clauses in ISO 6974-1 and ISO 6974-2.
2 © ISO 2014 – All rights reserved
Figure 1 — Operational flowchart
NOTE The steps referred to in Figure 1 are identical to the steps in flowcharts A and B in ISO 6974-1 Step 5
refers to the use of relative response factors for indirectly measured components. Indirect components are not
used in this part of ISO 6974, so step 5 is not used.
The chromatographic method uses a column switching/backflush arrangement, configured as shown
in Figure 2. The sample is injected onto a boiling-point column which is divided into short and long
sections (columns 1 and 2). The long section (column 2) provides separation of C to C hydrocarbons,
3 5
while C and heavier hydrocarbons are retained on the short section (column 1), from which they are
backflushed and measured by the detector as a single peak. Two six-port valves can handle the sample
injection and backflushing operations, or they may be dealt with together by a single 10-port valve.
Nitrogen, carbon dioxide, methane and ethane pass rapidly and unresolved through the boiling-point
column onto a porous pol
...
PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 6974-5
ISO/TC 193/SC 1 Secrétariat: NEN
Début de vote Vote clos le
2012-07-05 2012-12-05
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Gaz naturel — Détermination de la composition et de
l'incertitude associée par chromatographie en phase gazeuse —
Partie 5:
Méthode isotherme pour l'azote, le dioxyde de carbone et
les hydrocarbures C à C et C
1 5 6+
Natural gas — Determination of composition and associated uncertainty by gas chromatography —
Part 5: Isothermal method for nitrogen, carbon dioxide, C to C hydrocarbons and C hydrocarbons
1 5 6+
[Révision de la première édition (ISO 6974-5:2000)]
ICS 75.060
TRAITEMENT PARALLÈLE ISO/CEN
Le présent projet a été élaboré dans le cadre de l'Organisation internationale de normalisation (ISO) et
soumis selon le mode de collaboration sous la direction de l'ISO, tel que défini dans l'Accord de
Vienne.
Le projet est par conséquent soumis en parallèle aux comités membres de l'ISO et aux comités
membres du CEN pour enquête de cinq mois.
En cas d'acceptation de ce projet, un projet final, établi sur la base des observations reçues, sera
soumis en parallèle à un vote d'approbation de deux mois au sein de l'ISO et à un vote formel au sein
du CEN.
Pour accélérer la distribution, le présent document est distribué tel qu'il est parvenu du
secrétariat du comité. Le travail de rédaction et de composition de texte sera effectué au
Secrétariat central de l'ISO au stade de publication.
To expedite distribution, this document is circulated as received from the committee
secretariat. ISO Central Secretariat work of editing and text composition will be undertaken at
publication stage.
CE DOCUMENT EST UN PROJET DIFFUSÉ POUR OBSERVATIONS ET APPROBATION. IL EST DONC SUSCEPTIBLE DE MODIFICATION ET NE
PEUT ETRE CITE COMME NORME INTERNATIONALE AVANT SA PUBLICATION EN TANT QUE TELLE.
OUTRE LE FAIT D'ETRE EXAMINES POUR ETABLIR S'ILS SONT ACCEPTABLES A DES FINS INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET
COMMERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ETRE
CONSIDERES DU POINT DE VUE DE LEUR POSSIBILITE DE DEVENIR DES NORMES POUVANT SERVIR DE REFERENCE DANS LA
REGLEMENTATION NATIONALE.
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSERVATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-
PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMENTATION EXPLICATIVE.
© Organisation Internationale de Normalisation, 2012
ISO/DIS 6974-5
Notice de droit d'auteur
Ce document de l'ISO est un projet de Norme internationale qui est protégé par les droits d'auteur de l'ISO.
Sauf autorisé par les lois en matière de droits d'auteur du pays utilisateur, aucune partie de ce projet ISO ne
peut être reproduite, enregistrée dans un système d'extraction ou transmise sous quelque forme que ce soit
et par aucun procédé électronique ou mécanique, y compris la photocopie, les enregistrements ou autres,
sans autorisation écrite préalable.
Les demandes d'autorisation de reproduction doivent être envoyées à l'ISO à l'adresse ci-après ou au
comité membre de l'ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 56 CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Toute reproduction est soumise au paiement de droits ou à un contrat de licence.
Les contrevenants pourront être poursuivis.
ii © ISO 2012 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .3
Introduction .4
1 Domaine d'application .5
2 Références normatives .7
3 Principe .7
4 Matériels .8
5 Appareillage .8
6 Schéma de configuration .9
7 Mode opératoire . 10
7.1 Contrôle de l’appareillage . 10
7.1.1 Conditionnement de la colonne . 10
7.2 Fonctionnement de l’appareillage . 11
7.2.1 Méthode analytique . 11
7.2.2 Introduction de l’échantillon . 12
7.2.3 Analyse . 12
7.2.4 Résolution des pics . 13
7.2.5 Calibration . 13
8 Expression des résultats . 14
8.1 Précision et exactitude . 14
8.2 Rapport d’essais . 14
Annexe A (informative) Exemple d'application . 15
A.1 Considérations générales . 15
A.2 Calibration . 15
A.3 Calcul des fractions molaires . 15
A.3.1 Méthode de normalisation moyenne (voir paragraphe 6.9.2 de l’ISO 6974 Partie 1) . 15
A.3.2 Méthode de normalisation cycle par cycle (voir paragraphe 6.9.3 de l’ISO 6974 Partie 1) . 15
A.4 Calcul des incertitudes des fractions molaires . 16
A.4.1 Méthode de normalisation moyenne (voir paragraphes 5.3.2 de l’ISO 6974 Partie 2). . 16
A.4.2 Méthode de normalisation cycle par cycle (voir paragraphe 5.3.3 de l’ISO 6974 Partie 2). . 16
A.5 Comparaison des approches normalisation moyenne et cycle par cycle. . 17
A.6 Rapport des résultats . 17
A.7 Feuille de calcul Excel . 17
Annexe B (informative) Procédure de réglage des temps de commutation des vannes et des
restrictions . 25
Bibliographie . 27
ISO/DIS 6974-5
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 (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée 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.
L'ISO 6974-5 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 193, Gaz naturel, sous-comité SC 1, Analyse du
gaz naturel.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 6974-5:2000), dont [l' (les) article(s) / le(s)
paragraphe(s) / le (les) tableau(x) / la (les) figure(s) / l' (les) annexe(s) a/ont] fait l'objet d'une révision
technique.
L'ISO 6974 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Gaz naturel — Détermination de
la composition avec une incertitude définie par chromatographie en phase gazeuse:
Partie 1: Lignes directrices générales et calcul de la composition
Partie 2 : Calculs d’incertitude
Partie 3 : Détermination de l’hydrogène, de l’hélium, de l’oxygène, de l’azote, du dioxyde de carbone et
des hydrocarbures jusqu’à C employant deux colonnes capillaires et une colonne garnie (en préparation)
Partie 4 : Détermination de l’azote, du dioxyde de carbone et des hydrocarbures de C à C et C pour
1 5 6+
un système de mesurage en laboratoire et en continu employant deux colonnes (en préparation)
Partie 5 : Détermination de l’azote, du dioxyde de carbone et des hydrocarbures de C à C et C (en
1 5 6+
préparation)
Partie 6 : Détermination de l’hydrogène, de l’hélium, de l’oxygène, de l’azote, du dioxyde de carbone et
des hydrocarbures jusqu’à C utilisant trois colonnes capillaires (en préparation)
Les Annexes A et B de cette partie de l’ISO 6974 sont seulement informatives.
Introduction
Cette partie de l'ISO 6974 décrit une méthode d'analyse du gaz naturel qui est couramment utilisée pour
traiter les applications de procédés en ligne, mais qui peut être appliquée à des instruments de laboratoire.
Les données de composition obtenues sont utilisées pour le calcul du pouvoir calorifique, de la masse
volumique et de l'indice de Wobbe.
On suppose que le gaz naturel ne contient pas d'oxygène à la source et que tout l'oxygène qui peut être
présent est dû à une contamination au cours de l'échantillonnage.
La principale utilisation de cette méthode chromatographique est le calcul du pouvoir calorifique (CV) - selon
la norme ISO 6976. Elle est basée sur une technique de commutation de colonne dans laquelle des colonnes
multiples, choisies pour leur capacité de séparation pour des groupes particuliers de constituants, sont
commutées de façon automatique.
Une seule injection est nécessaire et la première phase de la méthode consiste en un rétrobalayage accéléré
des C (qui sont mesurés en tant que "pseudo constituant" recombiné plutôt que par la somme des mesures
6+
des composants individuels). Les composants plus légers (azote, méthane, dioxyde de carbone et éthane)
sont stockés sur la colonne de séparation appropriée, tandis que les plus lourds, les hydrocarbures C - C
3 5
sont élués. Les composants les plus légers sont ensuite séparés par redirection par le gaz vecteur sur la
colonne appropriée.
Un détecteur de conductivité thermique (TCD) est utilisé pour la mesure des composants ci-dessus.
Lorsque le procédé est d'abord mis en place, la répétabilité de la mesure est déterminée par l'analyse
répétitive d'une bouteille de gaz d’essai, habituellement un gaz naturel type. Pour chaque composant, une
carte de contrôle indiquant la valeur moyenne, et les bornes représentant 2 et 3 écarts-types est établie. Par
la suite, ce gaz d’essai est analysé après chaque étalonnage de l'analyseur, et les résultats sont comparés
avec les données des cartes de contrôle. La performance de l'analyseur est évaluée selon cette procédure.
Tout changement dans la configuration de la méthode peut donner lieu à des différences de réponse des
composants et donc (où ils sont appliqués) à des incertitudes calculées. Dans ces circonstances, l’ajustement
des données à une carte de contrôle existante n'est pas une procédure appropriée.
Cette partie de l'ISO 6974 fournit l'une des méthodes qui peuvent être utilisées pour déterminer les
compositions de gaz naturel conformément aux parties 1 et 2 de la norme ISO 6974.
ISO/DIS 6974-5
1 Domaine d'application
La partie 5 de la présente Norme internationale décrit une méthode chromatographique en phase gazeuse
pour la détermination quantitative de la teneur en azote, du dioxyde de carbone et des hydrocarbures C à C
1 5
individuellement, et une mesure composite des C qui représente tous les hydrocarbures de 6 atomes de
6+
carbone et plus dans des échantillons de gaz naturel. Elle est applicable à l'analyse des gaz contenant des
constituants dans les plages de travail
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 6974-5
Deuxième édition
2014-07-15
Gaz naturel — Détermination de
la composition et de l’incertitude
associée par chromatographie en
phase gazeuse —
Partie 5:
Méthode isotherme pour l’azote, le
dioxyde de carbone, les hydrocarbures
C à C et C
1 5 6+
Natural gas — Determination of composition and associated
uncertainty by gas chromatography —
Part 5: Isothermal method for nitrogen, carbon dioxide, C to C
1 5
hydrocarbons and C hydrocarbons
6+
Numéro de référence
©
ISO 2014
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Publié en Suisse
ii © ISO 2014 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 2
3 Principe . 2
4 Matériels . 4
5 Appareillage . 4
6 Schéma de configuration . 6
7 Mode opératoire. 7
7.1 Contrôle de l’appareillage . 7
7.2 Fonctionnement de l’appareillage . 8
8 Expression des résultats.11
8.1 Précision et exactitude .11
8.2 Rapport d’essais .11
Annexe A (informative) Exemple d’application .12
Annexe B (informative) Procédure de réglage des temps de commutation des vannes et
des restrictions .22
Bibliographie .24
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 (CEI) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer ce document et celles destinées à la poursuite de son entretien
sont décrites dans les Directives ISO/CEI, Partie 1. En particulier, les différents critères d’approbation
nécessaires pour les différents types de documents de l’ISO devraient être notées. Ce document a été
rédigé en conformité avec les règles de rédaction des directives ISO/CEI, Partie 2 www.iso.org/directives.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle. L’ISO ne saurait être tenue responsable de l’identification ou de toutes
ces droits de brevet. Les détails de tous les droits de brevets identifiés lors de l’élaboration du document
seront dans l’introduction et/ou dans la liste ISO des déclarations de brevet reçues www.iso.org/patents
Toute marque de commerce utilisée dans ce document est une information donnée pour la commodité
des utilisateurs et ne constitue pas une approbation.
Pour une explication sur la signification des termes spécifiques de l’ISO et des expressions liées à
l’évaluation de la conformité, ainsi que des informations sur l’adhésion de l’ISO aux principes de l’OMC
dans les obstacles techniques au commerce (OTC), voir l’adresse suivante: Foreword - Supplementary
information
Le comité technique responsable de ce document est l’ISO/TC 193, Gaz naturel, sous-comité SC 1, Analyse
du gaz naturel.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 6974-5:2000).
L’ISO 6974 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Gaz naturel — Détermination
de la composition avec une incertitude définie par chromatographie en phase gazeuse:
— Partie 1: Lignes directrices générales et calculs de la composition
— Partie 2: Calculs d’incertitude
— Partie 3: Détermination de l’hydrogène, de l’hélium, de l’oxygène, de l’azote, du dioxyde de carbone et des
hydrocarbures jusqu’à C à l’aide de deux colonnes remplies
— Partie 4: Détermination de l’azote, du dioxyde de carbone et des hydrocarbures (C à C et C ) pour un
1 5 6+
laboratoire et un système de mesure en continu employant deux colonnes
— Partie 5: Méthode isotherme pour l’azote, le dioxyde de carbone, les hydrocarbures C à C et C
1 5 6+
— Partie 6: Détermination de l’hydrogène, de l’hélium, de l’oxygène, de l’azote, du dioxyde de carbone et des
hydrocarbures C à C en utilisant trois colonnes capillaires
1 8
iv © ISO 2014 – Tous droits réservés
Introduction
La présente partie de l’ISO 6974 décrit une méthode d’analyse du gaz naturel qui est couramment utilisée
pour traiter les applications de procédés en ligne, mais qui peut être appliquée à des instruments de
laboratoire. Les données de composition obtenues sont utilisées pour le calcul du pouvoir calorifique, de
la masse volumique et de l’indice de Wobbe.
On suppose que le gaz naturel ne contient pas d’oxygène à la source et que tout l’oxygène qui peut être
présent est dû à une contamination au cours de l’échantillonnage.
La principale utilisation de cette méthode chromatographique est le calcul du pouvoir calorifique (CV)
selon l’ISO 6976. Elle est basée sur une technique de commutation de colonne dans laquelle des colonnes
multiples, choisies pour leur capacité de séparation pour des groupes particuliers de constituants, sont
commutées de façon automatique.
Une seule injection est nécessaire et la première phase de la méthode consiste en un rétrobalayage
accéléré des C (qui sont mesurés en tant que “pseudo constituant” recombiné plutôt que par la somme
6+
des mesures des composants individuels). Les composants plus légers (azote, méthane, dioxyde de
carbone et éthane) sont stockés sur la colonne de séparation appropriée, tandis que les plus lourds, les
hydrocarbures C à C sont élués. Les composants les plus légers sont ensuite séparés par redirection
3 5
par le gaz vecteur sur la colonne appropriée.
Un détecteur de conductivité thermique (TCD) est utilisé pour la mesure des composants ci-dessus.
Lorsque le procédé est d’abord mis en place, la répétabilité de la mesure est déterminée par l’analyse
répétitive d’une bouteille de gaz d’essai, habituellement un gaz naturel type. Pour chaque composant,
une carte de contrôle indiquant la valeur moyenne, et les bornes représentant 2 et 3 écarts-types est
établie. Par la suite, ce gaz d’essai est analysé après chaque étalonnage de l’analyseur, et les résultats
sont comparés avec les données des cartes de contrôle. La performance de l’analyseur est évaluée selon
cette procédure.
Tout changement dans la configuration de la méthode peut donner lieu à des différences de réponse
des composants et donc (où ils sont appliqués) à des incertitudes calculées. Dans ces circonstances,
l’ajustement des données à une carte de contrôle existante n’est pas une procédure appropriée, et les
opérations qui ont été effectuées lorsque la méthode a d’abord été mise en place doivent être répétées.
Cette partie de l’ISO 6974 fournit l’une des méthodes qui peuvent être utilisées pour déterminer les
compositions de gaz naturel conformément à l’ISO 6974-1 et l’ISO 6974-2.
NORME INTERNATIONALE ISO 6974-5:2014(F)
Gaz naturel — Détermination de la composition et de
l’incertitude associée par chromatographie en phase
gazeuse —
Partie 5:
Méthode isotherme pour l’azote, le dioxyde de carbone, les
hydrocarbures C à C et C
1 5 6+
1 Domaine d’application
La présente partie partie de la Norme internationale décrit une méthode chromatographique en
phase gazeuse pour la détermination quantitative de la teneur en azote, du dioxyde de carbone et
des hydrocarbures C à C individuellement, et une mesure composite des C qui représente tous les
1 5 6+
hydrocarbures de 6 atomes de carbone et plus dans des échantillons de gaz naturel. Elle est applicable à
l’analyse des gaz contenant des constituants dans les plages de travail données dans le Tableau 1.
Tableau 1 — Plages de travail des constituants
Fraction molaire %.
Constituant
Min. Max.
Azote N 0,1 22
Dioxyde de carbone CO
0,05 15
Méthane CH 34 100
Ethane C H 0,1 23
2 6
Propane C H 0,05 10
3 8
iso-Butane i-C H 0,01 2,0
4 10
n-Butane n-C H 0,01 2,0
4 10
néo-Pentane neo-C H 0,005 0,35
5 12
iso-Pentane i-C H 0,005 0,35
5 12
n-Pentane n-C H 0,005 0,35
5 12
Hexanes + C + 0,005 0,35
NOTE 1 Les plages de travail dans le Tableau 1 sont celles pour lesquelles la méthode s’est révélée satisfaisante, et sont
données à titre indicatif. Cependant, il n’y a aucune raison pour que des plages plus larges ne soient pas utilisées, à condition
qu’un mesurage réussi dans ces plages plus larges ait été démontré.
NOTE 2 Les hydrocarbures supérieurs au n-pentane sont exprimés comme un “pseudo-composant” C qui est mesuré
6+
par un pic composite et calibré en tant que tel. Les propriétés des C sont calculées à partir d’une analyse approfondie des
6+
hydrocarbures C et supérieurs à C .
6 6
NOTE 3 L’oxygène n’est pas un constituant normal du gaz naturel et ne devrait pas être présent dans le gaz échantillonné
sur un instrument en ligne. Si de l’oxygène est présent en tant que résultat de la contamination par l’air, il sera mesuré avec
l’azote. La valeur résultante mesurée (azote + oxygène) sera erronée dans une faible mesure en raison de la légère différence
entre les réponses du détecteur pour l’oxygène et l’azote.
NOTE 4 La teneur en hélium est supposée être suffisamment faible et invariable pour que l’hélium ne soit pas analysé.
NOTE 5 L’échantillon de gaz ne doit pas contenir de condensat d’hydrocarbure et/ou d’eau.
2 Références normatives
Les documents suivants, tout ou en partie, sont normativement référencés dans le présent document
et sont indispensables pour son application. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence (y compris les éventuels
amendements) s’applique.
ISO 6974-1, Gaz naturel — Détermination de la composition et de l’incertitude associée par chromatographie
en phase gazeuse — Partie 1: Lignes directrices générales et calcul de la composition
ISO 6974-2, Gaz naturel — Détermination de la composition et de l’incertitude associée par chromatographie
en phase gazeuse — Partie 2: Calculs d’incertitude
3 Principe
La Figure 1 est un organigramme montrant les étapes concernées dans le processus analytique. Il est
basé sur des organigrammes plus détaillés des ISO 6974-1 et ISO 6974-2, simplifiés pour représenter la
procédure décrite dans cette partie. Les références sont indiquées à chaque étape de la clause appropriée
dans cette partie et, le cas échéant, aux clauses pertinentes des ISO 6974-1 et ISO 6974-2.
2 © ISO 2014 – Tous droits réservés
Figure 1 — Diagramme opérationnel
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.