ISO 6974-4:2000
(Main)Natural gas — Determination of composition with defined uncertainty by gas chromatography — 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
Natural gas — Determination of composition with defined uncertainty by gas chromatography — 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
Gaz naturel — Détermination de la composition avec une incertitude définie par chromatographie en phase gazeuse — Partie 4: Détermination de l'azote, du dioxyde de carbone et des hydrocarbures C1 à C5 et C6+ pour un système de mesurage en laboratoire et en continu employant deux colonnes
L'ISO 6974-4:2000 décrit une méthode par chromatographie en phase gazeuse pour la détermination quantitative de constituants du gaz naturel, à l'aide d'un système à deux colonnes. Cette méthode est applicable aux déterminations réalisées dans des processus en continu ou en laboratoire. Elle est applicable à l'analyse de gaz contenant des constituants dans les limites des gammes de fractions molaires indiquées au Tableau 1 de l'ISO 6974-4:2000. Ces gammes ne représentent pas les limites de détection, mais les limites à l'intérieur desquelles s'applique la fidélité spécifiée de la méthode. Même si la présence d'un ou de plusieurs constituants d'un échantillon est susceptible de ne pas être détectée, la méthode peut tout de même être applicable. L'ISO 6974-4:2000 n'est applicable que conjointement avec l'ISO 6974-1 et l'ISO 6974-2.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 6974-4
First edition
2000-04-01
Natural gas — Determination of
composition with defined uncertainty by
gas chromatography —
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
Gaz naturel — Détermination de la composition avec une incertitude
définie par chromatographie en phase gazeuse —
Partie 4: Détermination de l'azote, du dioxyde de carbone et des
hydrocarbures (C1 à C5 et C6+) pour un laboratoire et un système de
mesure en continu employant deux colonnes
Reference number
ISO 6974-4:2000(E)
©
ISO 2000
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ISO 6974-4:2000(E)
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ISO 6974-4:2000(E)
Contents Page
Foreword.iv
Introduction.v
1 Scope .1
2 Normative references .2
3 Principle.2
4 Materials .2
5 Apparatus .2
6 Procedure .4
6.1 Gas chromatographic operating conditions.4
6.2 Performance requirements — Peak resolution .7
6.3 Determination — Outline of the analysis .8
7 Expression of results .8
7.1 Calculation.8
7.2 Precision and accuracy.8
8 Test report .8
Annex A (informative) Procedure for setting valve timings and restriction setting.9
Annex B (informative) Final time .10
Annex C (informative) Typical precision values .11
Bibliography.12
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ISO 6974-4:2000(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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
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.
International Standard ISO 6974-4 was prepared by Technical Committee ISO/TC 193, Natural gas, Subcommittee
SC 1, Analysis of natural gas.
This part as well as the other five parts of ISO 6974 cancel and replace 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 data treatment
— Part 3: Determination of hydrogen, helium, oxygen, nitrogen, carbon dioxide and hydrocarbons up to C using
8
two packed columns
— Part 4: Determination of nitrogen, carbon dioxide and C to C and C hydrocarbons for a laboratory and on-
1 5 6+
line measuring system using two columns
— Part 5: Determination of nitrogen, carbon dioxide and C to C and C hydrocarbons for a laboratory and on-
1 5 6+
line process application using three columns
— Part 6: Determination of hydrogen, helium, oxygen, nitrogen, carbon dioxide and hydrocarbons up to C using
8
three capillary columns
Annexes A to C of this part of ISO 6974 are for information only.
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ISO 6974-4:2000(E)
Introduction
This part of ISO 6974 specifies a precise and accurate method for the determination of the composition of natural
gas. The compositional data obtained are used for the calculation of the calorific value, the relative density and the
Wobbe index. This method requires the use of two columns placed in series in a single-oven gas chromatograph.
The combination of two columns makes backflushing possible. All the constituents including the backflush peak are
detected by a thermal conductivity detector (TCD).
This method is derived from ISO 6568, Natural gas — Simple analysis by gas chromatography.
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.
© ISO 2000 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 6974-4:2000(E)
Natural gas — Determination of composition with defined
uncertainty by gas chromatography —
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
1 Scope
This part of ISO 6974 describes a gas chromatographic method for the quantitative determination of natural gas
constituents using a two-column system. This method is applicable to determinations made in on-line processes or
in the laboratory. It is applicable to the analysis of gases containing constituents within the mole fraction ranges
given in Table 1. 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 detected present, 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.
Table 1 — Application ranges
Component Mole fraction range
%
Nitrogen 0,001 to 15,0
Carbon dioxide 0,001 to 10
Methane 75 to 100
Ethane 0,001 to 10,0
Propane 0,001 to 3,0
iso-Butane (2-methylpropane) 0,001 to 1,0
n-Butane 0,001 to 1,0
neo-Pentane (2,2-dimethylpropane) 0,001 to 0,5
iso-Pentane (2-methylbutane) 0,001 to 0,5
n-Pentane 0,001 to 0,5
Hexanes � sum of all C and higher hydrocarbons 0,001 to 0,2
6
NOTE 1 Oxygen is not a normal constituent of natural gas and would not be expected to be present in gas sampled for an
on-line instrument. If any oxygen is present as a result of air contamination, it will be measured with the nitrogen. The resulting
(nitrogen � oxygen) value will be in error to a small extent because of the slight difference between detector responses for
oxygen and nitrogen. Nonetheless, the result for the natural gas/air mixture will be reasonably accurate since neither component
contributes to the calorific value.
© ISO 2000 – All rights reserved 1
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ISO 6974-4:2000(E)
NOTE 2 The content of helium and argon are assumed to be negligible and unvarying such that helium and argon need not
be determined.
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 — Determination of the composition of calibration gas mixtures — Comparison methods.
ISO 6974-1:2000, Natural gas — Determination of composition with defined uncertainty by gas chromatography —
Part 1: Guidelines for tailored analysis.
1)
ISO 6974-2:— , Natural gas — Determination of composition with defined uncertainty by gas chromatography —
Part 2: Measuring-system characteristics and statistics for data treatment.
ISO 7504:1984, Gas analysis — Vocabulary.
3Principle
Determination of nitrogen, carbon dioxide, methane, ethane, propane, butanes and pentanes by gas
chromatography using two columns (a short one and a long one) of DC-200 on Chromosorb PAW in a backflush
arrangement. The short column retains hydrocarbons heavier than normal pentane which are eluted after
backflushing as a C composite peak. The long column is used for the determination of nitrogen, carbon dioxide,
6�
methane up to normal pentane. Detection is carried out by a thermal conductivity detector (TCD). Oxygen, argon,
hydrogen and helium are not measured by this method.
4 Materials
4.1 Helium carrier gas, > 99,99 % pure.
4.2 Working-refere
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 6974-4
Première édition
2000-04-01
Gaz naturel — Détermination de la
composition avec une incertitude définie
par chromatographie en phase
gazeuse —
Partie 4:
Détermination de l'azote, du dioxyde de
carbone et des hydrocarbures C à C et
1 5
C pour un système de mesurage en
6+
laboratoire et en continu employant deux
colonnes
Natural gas — Determination of composition with defined uncertainty by
gas chromatography —
Part 4: Determination of nitrogen, carbon dioxide and C to C and C
1 5 6+
hydrocarbons for a laboratory and on-line measuring system using two
columns
Numéro de référence
ISO 6974-4:2000(F)
©
ISO 2000
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ISO 6974-4:2000(F)
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Version française parue en 2003
Publié en Suisse
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ISO 6974-4:2000(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 2
3 Principe. 2
4 Matériels. 2
5 Appareillage. 3
6 Mode opératoire. 4
7 Expression des résultats. 8
8 Rapport d’essai. 8
Annexe A (informative) Procédure de réglage des temps de commutation des vannes et des
restrictions. 9
Annexe B (informative) Réglage final des temps de commutation des vannes . 10
Annexe C (informative) Valeurs types de fidélité . 11
Bibliographie . 12
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ISO 6974-4:2000(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 (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 6974-3 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 193, Gaz naturel,
sous-comité SC 1, Analyse du gaz naturel.
Cette partie ainsi que les cinq autres parties de l’ISO 6974 annulent et remplacent l’ISO 6974 :1984 qui ne
spécifiait qu’une seule 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 mesure 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
8
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
Les annexes A à C de la présente partie de l’ISO 6974 sont données uniquement à titre d’information.
iv © ISO 2000 — Tous droits réservés
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ISO 6974-4:2000(F)
Introduction
La présente partie de l’ISO 6974 spécifie une méthode précise et exacte pour la détermination de la
composition du gaz naturel. Les données obtenues sur la composition sont utilisées pour calculer le pouvoir
calorifique, la densité relative et l’indice de Wobbe. Cette méthode nécessite l’utilisation de deux colonnes
placées en série dans un chromatographe en phase gazeuse à un seul four.
La combinaison de deux colonnes permet le rétrobalayage. Tous les constituants y compris le pic rétrobalayé
sont détectés par un détecteur à conductibilité thermique (TCD).
Cette méthode est dérivée de l’ISO 6568, Gaz naturel — Analyse simple par chromatographie en phase
gazeuse.
La présente partie de l’ISO 6974 fournit l'une des méthodes pouvant être utilisée pour déterminer la
composition du gaz naturel conformément aux Parties 1 et 2 de l’ISO 6974.
© ISO 2000 — Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 6974-4:2000(F)
Gaz naturel — Détermination de la composition avec une
incertitude définie par chromatographie en phase gazeuse —
Partie 4:
Détermination de l'azote, du dioxyde de carbone et des
hydrocarbures C à C et C pour un système de mesurage en
1 5 6+
laboratoire et en continu employant deux colonnes
1 Domaine d'application
La présente partie de l’ISO 6974 décrit une méthode par chromatographie en phase gazeuse pour la
détermination quantitative de constituants du gaz naturel, à l’aide d’un système à deux colonnes. Cette
méthode est applicable aux déterminations réalisées dans des processus en continu ou en laboratoire. Elle
est applicable à l’analyse de gaz contenant des constituants dans les limites des gammes de fractions
molaires indiquées au Tableau 1. Ces gammes ne représentent pas les limites de détection, mais les limites à
l’intérieur desquelles s’applique la fidélité spécifiée de la méthode. Même si la présence d’un ou de plusieurs
constituants d’un échantillon est susceptible de ne pas être détectée, la méthode peut tout de même être
applicable.
La présente partie de l’ISO 6974 n’est applicable que conjointement avec les Parties 1 et 2 de l’ISO 6974.
Tableau 1 — Gammes d'application
Gamme de fraction molaire
Constituant
%
Azote 0,001à 15,0
Dioxyde de carbone 0,001 à 10
Méthane 75à 100
Éthane 0,001à 10,0
Propane 0,001à 3,0
iso-Butane (2-méthylpropane) 0,001 à 1,0
n-Butane 0,001 à 1,0
néo-Pentane (2,2-diméthylpropane) 0,001 à 0,5
iso-Pentane (2-méthylbutane) 0,001 à 0,5
n-Pentane 0,001 à 0,5
0,001 à 0,2
Hexanes + somme de tous les
hydrocarbures C et supérieurs
6
NOTE 1 L’oxygène n’est pas un constituant normal du gaz naturel et on ne s’attendrait pas à le trouver dans le gaz
échantillonné pour un instrument en ligne. Si de l’oxygène est présent suite à une contamination par l’air, il sera mesuré
avec l’azote. La valeur résultante (azote + oxygène) sera légèrement erronée en raison de la faible différence de réponses
© ISO 2000 — Tous droits réservés 1
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ISO 6974-4:2000(F)
du détecteur pour ces deux constituants. Néanmoins, le résultat pour le mélange gaz naturel/air sera raisonnablement
exact car aucun de ces deux constituants ne contribue au pouvoir calorifique.
NOTE 2 La teneur en hélium et la teneur en argon sont considérées comme négligeables et invariables si bien que
l’hélium et l’argon n’ont pas besoin d’être déterminés.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par 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 — Détermination de la composition de mélanges de gaz pour étalonnage —
Méthodes par comparaison.
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.
1)
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 7504:1984, Analyse des gaz — Vocabulaire.
3 Principe
La détermination de l’azote, du dioxyde de carbone, du méthane, de l’éthane, du propane, des butanes et des
pentanes s’effectue par chromatographie en phase gazeuse à l’aide de deux colonnes (une petite et une
grande) de DC-200 sur Chromosorb PAW dans une configuration de rétrobalayage. La petite colonne retient
les hydrocarbures plus lourds que le pentane normal; ceux-ci sont élués après rétrobalayage comme un seul
pic composite C . La grande colonne est utilisée pour déterminer l’azote, le dioxyde de carbone, le méthane
+
6
jusqu’au pentane normal. La détection est réalisée par un détecteur à conductibilité thermique (TCD).
L’oxygène, l’argon, l’hydrogène et l’hélium ne sont pas mesurés par cette méthode.
4 Matériels
4.1 Gaz vecteur hélium, pur à plus de 99,99 %.
4.2 Mélanges gazeux de référence de travail (WRM), dont la composition doit être choisie de manière à
être proche de celle de l’échantillon attendu.
Préparer une bouteille d’un mélange gazeux de référence de travail, par une méthode gravimétrique,
conformément à l’ISO 6142, et/ou certifié et validé selon l’ISO 6143. Le mélange gazeux de référence de
travail doit contenir au moins de l’azote, du dioxyde de carbone, du méthane, de l’éthane, du propane, du
n-butane, de l’iso-butane et éventuellement du néo-pentane, de l’iso-pentane et du n-pentane.
1) À publier.
2
...
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