ISO 6974-6:2002

Natural gas — Determination of composition with defined uncertainty by gas chromatography — Part 6: Determination of hydrogen, helium, oxygen, nitrogen, carbon dioxide and C1 to C8 hydrocarbons using three capillary columns

ISO 6974-6:2002 describes a gas chromatographic method for the quantitative determination of the content of helium, hydrogen, oxygen, nitrogen, carbon dioxide and C1 to C8 hydrocarbons in natural gas samples using three capillary columns. This method is applicable to the determination of these gases within the mole fraction ranges varying from 0,000 1 % to 40 %, depending on the component analysed, and is commonly used for laboratory applications. However, it is only applicable to methane within the mole fraction range of 40 % to 100 %. These ranges do not represent the limits of detection, but the limits within which the stated precision of the method applies. Although one or more components in a sample may not be present at detectable levels, the method can still be applicable. ISO 6974-6:2002 is only applicable if used in conjunction with ISO 6974-1:2000 and ISO 6974-2:2001. This method can also be applicable to the analysis of natural gas substitutes. Additional information on the applicability of this method to the determination of natural gas substitutes is also given where relevant.

Gaz naturel — Détermination de la composition avec une incertitude définie par chromatographie en phase gazeuse — Partie 6: Détermination de l'hydrogène, de l'hélium, de l'oxygène, de l'azote, du dioxyde de carbone et des hydrocarbures C1 à C8 en utilisant trois colonnes capillaires

L'ISO 6974-6:2002 décrit une méthode par chromatographie en phase gazeuse pour la détermination quantitative des teneurs en hydrogène, hélium, oxygène, azote, dioxyde de carbone et hydrocarbures C1 à C8 d'échantillons de gaz naturel, en utilisant trois colonnes capillaires. Elle est applicable à l'analyse de gaz contenant des constituants dont la fraction molaire est comprise dans les intervalles donnés dans le Tableau 1, et elle est couramment mise en oeuvre en laboratoire. Ces intervalles ne représentent pas les limites de détection, mais les limites dans lesquelles la fidélité fixée par la méthode s'applique. Bien qu'un ou plusieurs composants d'un échantillon puissent ne pas être présents à des teneurs détectables, la méthode reste applicable. L'ISO 6974-6:2002 n'est applicable que si elle est utilisée conjointement avec les parties 1 et 2 de l'ISO 6974. L'ISO 6974-6:2002 peut également être applicable à l'analyse des substituts du gaz naturel.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 16-Oct-2002
• 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: 9020 - International Standard under periodical review
• Start Date: 15-Oct-2024
• Completion Date: 15-Oct-2024

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 6974-6
First edition
2002-10-15
Natural gas — Determination of
composition with defined uncertainty by
gas chromatography —
Part 6:
Determination of hydrogen, helium,
oxygen, nitrogen, carbon dioxide and
C to C hydrocarbons using three
1 8
capillary columns
Gaz naturel — Détermination de la composition avec une incertitude
définie par chromatographie en phase gazeuse —
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
1 8
trois colonnes capillaires
Reference number
©
ISO 2002
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ii © ISO 2002 – All rights reserved

Contents
Foreword . iv
Introduction. v
1 Scope. 1
2 Normative references. 1
3 Principle . 3
3.1 Analysis of natural gas samples . 3
3.2 Analysis of natural gas substitutes. 3
4 Materials. 3
5 Apparatus. 4
6 Procedure. 9
6.1 Operating conditions . 9
6.2 Performance requirements. 11
6.3 Determination . 11
7 Calculation . 14
8 Precision . 14
9 Test report. 14
Annex A (informative) Typical precision values. 15
Bibliography. 16

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 3.
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 part of ISO 6974 may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 6974-6 was prepared by Technical Committee ISO/TC 193, Natural gas, Subcommittee SC 1, Analysis of
natural gas.
This first edition of ISO 6974-6, together with ISO 6974-1, ISO 6974-2, ISO 6974-3, ISO 6974-4 and ISO 6974-5,
cancels and replaces ISO 6974:1984 which specified only one method.
ISO 6974 consists of the following parts, under the general title Natural gas — Determination of composition with
defined uncertainty by gas chromatography:
 Part 1: Guidelines for tailored analysis
 Part 2: Measuring-system characteristics and statistics for processing of data
 Part 3: Determination of hydrogen, helium, oxygen, nitrogen, carbon dioxide and hydrocarbons up to C using
two packed columns
 Part 4: Determination of nitrogen, carbon dioxide and C to C and C hydrocarbons for a laboratory and
1 5 6+
on-line measuring system using two columns
 Part 5: Determination of nitrogen, carbon dioxide and C to C and C hydrocarbons for a laboratory and
1 5 6+
on-line process application using three columns
 Part 6: Determination of hydrogen, helium, oxygen, nitrogen, carbon dioxide and C to C hydrocarbons using
1 8
three capillary columns
Annex A of this part of ISO 6974 is for information only.
iv © ISO 2002 – All rights reserved

Introduction
This part of ISO 6974 describes a precise and accurate method for the analysis of natural gas, which permits the
determination of the composition of natural gas. The compositional data obtained are used for the calculation of
calorific value, relative density and Wobbe index.
This method requires the use of three columns which are put in two gas chromatographs.
Due to the high separation power of the capillary columns used, components, generally not present in natural gas
but in some natural gas substitutes, can also be detected using this method. For the analysis of natural gas
substitutes, a methanizer is used in addition.
This part of ISO 6974 provides one of the methods that may be used for determining the composition of natural gas
in accordance with parts 1 and 2 of ISO 6974.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 6974-6:2002(E)

Natural gas — Determination of composition with defined
uncertainty by gas chromatography —
Part 6:
Determination of hydrogen, helium, oxygen, nitrogen, carbon
dioxide and C to C hydrocarbons using three capillary columns
1 8
1 Scope
This part of ISO 6974 describes a gas chromatographic method for the quantitative determination of the content of
hydrogen, helium, oxygen, nitrogen, carbon dioxide and C to C hydrocarbons in natural gas samples using three
1 8
capillary columns. It is applicable to the analysis of gases containing constituents within the mole fraction ranges
given in Table 1 and is commonly used for laboratory applications. These ranges do not represent the limits of
detection, but the limits within which the stated precision of the method applies. Although one or more components
in a sample may not be present at detectable levels, the method can still be applicable.
This part of ISO 6974 is only applicable if used in conjunction with parts 1 and 2 of ISO 6974.
This method can also be applicable to the analysis of natural gas substitutes.
NOTE Additional information on the applicability of this method to the determination of natural gas substitutes is also given
where relevant.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this part of ISO 6974. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these publications
do not apply. However, parties to agreements based on this part of ISO 6974 are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated
references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC maintain
registers of currently valid International Standards.
ISO 6142, Gas analysis — Preparation of calibration gas mixtures — Gravimetric method
ISO 6143, Gas analysis — Comparison methods for determining and checking the composition of calibration gas
mixtures
ISO 6974-1:2000, Natural gas — Determination of composition with defined uncertainty by gas chromatography —
Part 1: Guidelines for tailored analysis
ISO 6974-2, Natural gas — Determination of composition with defined uncertainty by gas chromatography —
Part 2: Measuring-system characteristics and statistics for processing of data
ISO 7504, Gas analysis — Vocabulary
Table 1 — Application ranges
Mole fraction
Component Formula
%
Helium He 0,002to 0,5
Hydrogen H 0,001to 0,5
Oxygen O 0,007to 5
Nitrogen N 0,007to 40
Methane CH 40to 100
a
Carbon monoxide  CO 0,001 to 1
Carbon dioxide CO 0,001to 10
a
Ethyne (Acetylene) C H 0,001to 0,5
2 2
a
Ethene C H 0,001to 0,5
2 4
Ethane C H 0,002to 15
2 6
a b
Propene C H 0,001to 0,5
3 6
b
Propane C H 0,001to 5
3 8
i-Butane C H 0,000 1 to 1
4 10
n-Butane C H 0,000 1 to 1
4 10
2,2-Dimethylpropane (Neopentane) C H 0,000 1 to 0,5
5 12
2-Methylbutane (i-Pentane) C H 0,000 1 to 0,5
5 12
n-Pentane C H 0,000 1 to 0,5
5 12
Cyclopentane C H 0,000 1 to 0,5
5 10
2,2-Dimethylbutane C H 0,000 1 to 0,5
6 14
2,3-Dimethylbutane C H 0,000 1 to 0,5
6 14
2-Methylpentane C H 0,000 1 to 0,5
6 14
3-Methylpentane C H 0,000 1 to 0,5
6 14
n-Hexane C H 0,000 1 to 0,5
6 14
Benzene C H 0,000 1to 0,5
6 6
Cyclohexane C H 0,000 1 to 0,5
6 12
c
Heptanes C H 0,000 1 to 0,5
7 16
Methylcyclohexane C H 0,000 1 to 0,5
7 14
Toluene C H 0,000 1to 0,5
7 8
d
Octanes C H 0,000 1 to 0,5
8 18
e
Xylenes C H 0,000 1 to 0,5
8 10
NOTE The analysis may be extended under specific conditions (e.g. greater sample volume) to
hydrocarbons heavier than C , if present in mole fractions > 1 µmol/mol.
a
These components are generally not present in natural gas, but in natural gas substitute.
b
The separation of propane from propene is critical. Depending on the column in use this separation may
not be achieved.
c
Components included: n-heptane, 2-methylhexane, 3-methylhexane, 3-ethylpentane, 2,2-dimethylpentane,
2,3-dimethylpentane, 2,4-dimethylpentane, 3,3-dimethylpentane, 2,2,3-trimethylbutane. Not all isomers can be
separated from each other.
d
Components included: n-octane, 2-methylheptane, 3-methylheptane, 4-methylheptane,
dimethylcyclohexanes, 2,2-dimethylhexane, 2,3-dimethylhexane, 2,4-dimethylhexane, 2,5-dimethylhexane,
3,3-dimethylhexane, 3,4-dimethylhexane, 2,2,3-trimethylpentane, 2,2,4-trimethylpentane (i-octane),
2,3,3-trimethylpentane, 2,3,4-trimethylpentane, 2,2,3,3-tetramethylbutane. Not all isomers can be separated
from each other.
e
Components included: o-xylene, m-xylene, p-xylene. m- and p-xylene will not be separated from each
other.
2 © ISO 2002 – All rights reserved

3 Principle
3.1 Analysis of natural gas samples
Determination of hydrogen, helium, oxygen, nitrogen, carbon dioxide and hydrocarbons from C to C by gas
1 8
1)
chromatography using three capillary columns. A PLOT precolumn is used for the separation of carbon dioxide
(CO ) and ethane (C H ).
2 2 6
A molecular sieve PLOT column is used for the separation of the permanent gases helium (He), hydrogen (H ),
oxygen (O ), nitrogen (N ) and methane (CH ).
2 2 4
2)
A thick film WCOT column coated with an apolar phase is used for the separation of the C to C (and heavier)
3 8
hydrocarbons.
The permanent gases helium (He), hydrogen (H ), oxygen (O ), nitrogen (N ) and methane (CH ) are detected
2 2 2 4
with a thermal conductivity detector (TCD). The C to C hydrocarbons are detected with a flame ionization
2 8
detector (FID).
3.2 Analysis of natural gas substitutes
Carbon monoxide (CO) and carbon dioxide (CO ) are detected using an FID after reduction of the components to
CH by a methanizer. Use of a methanizer, makes it possible to detect CO and CO at a mole fractions greater
4 2
than 0,001 %. If
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 6974-6
Première édition
2002-10-15
Gaz naturel — Détermination de la
composition avec une incertitude définie
par chromatographie en phase gazeuse
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
1 8
capillaires
Natural gas — Determination of composition with defined uncertainty by
gas chromatography
Part 6: Determination of hydrogen, helium, oxygen, nitrogen, carbon
dioxide and C to C hydrocarbons using three capillary columns
1 8
Numéro de référence
©
ISO 2002
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Version française parue en 2005
Publié en Suisse
ii © ISO 2002 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Principe . 3
3.1 Analyse des échantillons de gaz naturel. 3
3.2 Analyse des substituts du gaz naturel . 3
4 Matériels. 3
5 Appareillage. 4
6 Mode opératoire . 9
6.1 Conditions opératoires. 9
6.2 Exigences relatives à la performance. 11
6.3 Détermination . 11
7 Calcul. 15
8 Fidélité. 15
9 Rapport d'essai . 15
Annexe A (informative) Valeurs types relatives à la fidélité. 16
Bibliographie . 17

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 3.
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 de la présente partie de l'ISO 6974 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.
La Norme internationale ISO 6974-6 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 193, Gaz naturel,
sous-comité SC 1, Analyse du gaz naturel.
Cette première édition de l'ISO 6974-6, ainsi que l'ISO 6974-1 à l'ISO 6974-5 incluse, annule et remplace
l'ISO 6974:1984, qui ne spécifiait qu'une méthode.
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 pour l'analyse sur mesure
 Partie 2: Caractéristiques du système de mesurage et statistiques pour le traitement des données
 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+
système de mesurage en laboratoire et en continu employant deux colonnes
 Partie 5: Détermination de l'azote, du dioxyde de carbone et des hydrocarbures C à C et C pour
1 5 6+
l'application de processus en laboratoire et en continu employant trois colonnes
 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
L'Annexe A de la présente partie de l'ISO 6974 est donnée à titre informatif uniquement.
iv © ISO 2002 – Tous droits réservés

Introduction
La présente partie de l'ISO 6974 décrit une méthode fidèle et précise d'analyse qui permet de déterminer la
composition du gaz naturel. Les données de composition obtenues servent au calcul du pouvoir calorifique,
de la masse volumique relative et de l'indice de Wobbe.
La présente méthode requiert l'utilisation de trois colonnes, placées dans deux chromatographes en phase
gazeuse.
En raison du fort pouvoir séparateur des colonnes capillaires utilisées, certains constituants, normalement non
présents dans le gaz naturel mais qui peuvent l'être dans certains substituts du gaz naturel, peuvent être
également détectés par cette méthode. Un méthaniseur est en outre utilisé pour l'analyse des substituts du
gaz naturel.
La présente partie de l'ISO 6974 donne l'une des méthodes qu'il est possible d'utiliser pour déterminer la
composition du gaz naturel conformément aux parties 1 et 2 de l'ISO 6974.
NORME INTERNATIONALE ISO 6974-6:2002(F)

Gaz naturel — Détermination de la composition avec une
incertitude définie par chromatographie en phase gazeuse
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
1 8
utilisant trois colonnes capillaires
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 6974 décrit une méthode par chromatographie en phase gazeuse pour la
détermination quantitative des teneurs en hydrogène, en hélium, en oxygène, en azote, en dioxyde de
carbone et en hydrocarbures C à C d'échantillons de gaz naturel, en utilisant trois colonnes capillaires. Elle
1 8
est applicable à l'analyse de gaz contenant des constituants dont la fraction molaire est comprise dans les
intervalles donnés dans le Tableau 1, et elle est couramment mise en œuvre en laboratoire. Ces intervalles
ne représentent pas les limites de détection, mais les limites dans lesquelles la fidélité fixée par la méthode
s'applique. Bien qu'un ou plusieurs composants d'un échantillon puissent ne pas être présents à des teneurs
détectables, la méthode reste applicable.
La présente partie de l'ISO 6974 n'est applicable que si elle est utilisée conjointement avec les parties 1 et 2
de l'ISO 6974.
La présente méthode peut également être applicable à l'analyse des substituts du gaz naturel.
NOTE� Des informations complémentaires relatives à l'applicabilité de la présente méthode à la détermination de
substituts du gaz naturel sont également données le cas échéant.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par la suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente partie de l'ISO 6974. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s'appliquent pas. Toutefois, les parties
prenantes aux accords fondés sur la présente partie de l'ISO 6974 sont invitées à rechercher la possibilité
d'appliquer les éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non
datées, la dernière édition du document normatif en référence s'applique. Les membres de l'ISO et de la CEI
possèdent le registre des Normes internationales en vigueur.
ISO 6142, Analyse des gaz — Préparation des mélanges de gaz pour étalonnage — Méthode gravimétrique�
ISO 6143, Analyse des gaz — Méthodes comparatives pour la détermination et la vérification de la
composition des mélanges de gaz pour étalonnage
ISO 6974-1:2000, Gaz naturel — Détermination de la composition avec une incertitude définie par
chromatographie en phase gazeuse — Partie 1: Lignes directrices pour l'analyse sur mesure
ISO 6974-2, Gaz naturel — Détermination de la composition avec une incertitude définie par chromatographie
en phase gazeuse — Partie 2: Caractéristiques du système de mesurage et statistiques pour le traitement
des données
ISO 7504, Analyse des gaz — Vocabulaire
Tableau 1 — Gammes d'application
Fraction molaire
Composant Formule
%
Hélium� He� 0,002 à� 0,5
Hydrogène � H � 0,001 à� 0,5
Oxygène� O � 0,007 à� 5
Azote� N � 0,007 à� 40
Méthane� CH � 40 à� 100
Monoxyde de carbone� CO� 0,001 à� 1
Dioxyde de carbone� CO � 0,001 à� 10
a
Éthyne (Acétylène) � C H � 0,001 à� 0,5
2 2
a
Éthène � C H � 0,001 à� 0,5
2 4
Éthane� C H � 0,002 à� 15
2 6
a b
Propène � C H � 0,001 à� 0,5
3 6
b
Propane � C H � 0,001 à� 5
3 8
i-Butane� C H � 0,000 1 à� 1
4 10
n-Butane� C H � 0,000 1 à� 1
4 10
2,2-Diméthylpropane (Néopentane)� C H � 0,000 1 à� 0,5
5 12
2-Méthylbutane (i-Pentane)� C H � 0,000 1 à� 0,5
5 12
n-Pentane� C H � 0,000 1 à� 0,5
5 12
Cyclopentane� C H � 0,000 1 à� 0,5
5 10
2,2-Diméthylbutane� C H � 0,000 1 à� 0,5
6 14
2,3-Diméthylbutane� C H � 0,000 1 à� 0,5
6 14
2-Méthylpentane� C H � 0,000 1 à� 0,5
6 14
3-Méthylpentane� C H � 0,000 1 à� 0,5
6 14
n-Hexane� C H � 0,000 1 à� 0,5
6 14
Benzène� C H � 0,000 1 à� 0,5
6 6
Cyclohexane� C H � 0,000 1 à� 0,5
6 12
c
Heptanes � C H � 0,000 1 à� 0,5
7 16
Méthylcyclohexane� C H � 0,000 1 à� 0,5
7 14
Toluène� C H � 0,000 1 à� 0,5
7 8
d
Octanes � C H � 0,000 1 à� 0,5
8 18
e
Xylènes � C H � 0,000 1 à� 0,5
8 10
NOTE Sous des conditions spécifiques (par exemple volume d'échantillon plus important), l'analyse
peut être étendue aux hydrocarbures plus lourds que C , s'ils sont présents dans des fractions
molaires > 1 µmol/mol.�
a
Ces composants ne sont habituellement pas présents dans le gaz naturel, mais dans les substituts de
gaz naturel.�
b
La séparation du propane et du propène est critique. Suivant la colonne utilisée, cette séparation peut ne
pas être obtenue.�
c
Sont compris les composants suivants: n-heptane, 2-méthylhexane, 3-méthylhexane, 3-éthylpentane,
2,2-diméthylpentane, 2,3-diméthylpentane, 2,4-diméthylpentane, 3,3-diméthylpentane, 2,2,3-triméthylbutane.
Tous les isomères ne sont pas séparables les uns des autres.�
d
Sont compris les composants suivants: n-octane, 2-méthylheptane, 3-méthylheptane, 4-méthylheptane,
diméthylcyclohexanes, 2,2-diméthylhexane, 2,3-diméthylhexane, 2,4-diméthylhexane, 2,5-diméthylhexane,
3,3-diméthylhexane, 3,4-diméthylhexane, 2,2,3-triméthylpentane, 2,2,4-triméthylpentane (i-octane),
2,3,3-triméthylpentane, 2,3,4-triméthylpentane, 2,2,3,3-tétraméthylbutane. Tous les isomères ne sont pas
séparables les uns des autres.�

e
Sont compris les composants suivants: o-xylène, m-xylène
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