ISO 6978-2:2003
(Main)Natural gas — Determination of mercury — Part 2: Sampling of mercury by amalgamation on gold/platinum alloy
Natural gas — Determination of mercury — Part 2: Sampling of mercury by amalgamation on gold/platinum alloy
This ISO 6978-2:2003 specifies a method for the determination of total mercury content of pipeline quality natural gas using a sampling method by amalgamation on gold/platinum (Au/Pt) alloy thread. This method is applicable to the sampling of raw natural gas when no condensation is present. At atmospheric pressure, this method is suitable for the determination of mercury content within the range of 0,01 microgram /m3 to 100 micrograms/m3 in natural gas samples. At higher pressures (up to 8 MPa), this sampling method is suitable for the determination of mercury contents within the range of 0,001 microgram/m3 to 1 microgram/m3. The collected mercury is determined by measuring the absorbance or fluorescence of mercury vapour at 253,7 nm.
Gaz naturel — Détermination de la teneur en mercure — Partie 2: Échantillonnage du mercure par amalgamation sur alliage or/platine
L'ISO 6978-2:2003 spécifie une méthode de détermination de la teneur totale en mercure dans le gaz naturel de pipeline à l'aide d'une méthode d'échantillonnage par amalgamation sur un fil en alliage or/platine (Au/Pt). Cette méthode est applicable à l'échantillonnage de gaz naturel brut en l'absence de condensation. À pression atmosphérique, cette méthode est appropriée pour la détermination de la teneur en mercure dans des échantillons de gaz naturel allant de 0,01 microgramme/m3 à 100 microgrammes/m3. À des pressions plus élevées (jusqu'à 8 MPa), cette méthode d'échantillonnage est appropriée pour la détermination des teneurs en mercure allant de 0,001 microgramme/m3 à 1 microgramme/m3. Le mercure recueilli est déterminé en mesurant l'absorbance ou la fluorescence de la vapeur de mercure à 253,7 nm.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 6978-2
First edition
2003-10-15
Natural gas — Determination of
mercury —
Part 2:
Sampling of mercury by amalgamation on
gold/platinum alloy
Gaz naturel — Détermination de la teneur en mercure —
Partie 2: Échantillonnage du mercure par amalgamation sur alliage
or/platine
Reference number
©
ISO 2003
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Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope. 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 1
4 Principle . 1
5 Apparatus. 2
6 Reagents and materials. 8
7 Preparation of sampling and analytical tubes . 9
7.1 Filling. 9
7.2 Cleaning . 9
7.3 Efficiency testing . 9
8 Sampling . 9
8.1 General. 9
8.2 Conditions for representative sampling. 10
8.3 Sampling procedure at atmospheric pressure (see Figure 1). 10
8.4 Sampling procedure at high pressure (see Figure 4). 11
8.5 Removal of condensate from discarded sampling tubes. 12
9 Mercury determination . 12
9.1 Transfer of mercury to the analytical tube (double amalgamation) . 12
9.2 Transfer of mercury to AAS or AFS instrument. 13
9.3 Calibration. 13
9.4 Blank test . 13
10 Calculation. 13
11 Precision . 16
12 Test report. 16
Bibliography . 17
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 6978-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 193, Natural gas, Subcommittee SC 1, Analysis of
natural gas.
This first edition of ISO 6978-2, together with ISO 6978-1, cancels and replaces ISO 6978:1992, which has
been technically revised.
ISO 6978 consists of the following parts, under the general title Natural gas — Determination of mercury:
Part 1: Sampling of mercury by chemisorption on iodine
Part 2: Sampling of mercury by amalgamation on gold/platinum alloy
iv © ISO 2003 — All rights reserved
Introduction
Natural gases may contain considerable amounts of mercury, which are generally present in the elemental
form. Gases with high mercury content have to be purified to avoid the condensation of mercury during
processing and transport as well as to be compliant with the demands of gas sales contracts. Low mercury
concentrations are specified when natural gas is to be liquefied. This is to avoid severe corrosion problems,
for instance in aluminium heat exchangers of liquefaction plants.
Since the presence of hydrocarbons, in particular aromatic hydrocarbons present in low concentrations in
almost every natural gas, interferes in the determination of mercury by atomic absorption spectrometry (AAS)
or atomic fluorescence spectrometry (AFS), mercury cannot be determined directly in natural gas. Therefore,
prior to the analytical determination, mercury has to be collected and separated from aromatic hydrocarbons.
The purpose of the determination of the mercury content can be
to monitor gas quality,
to monitor the operation of gas treatment plants for mercury removal.
Several methods for the collection or enrichment of mercury from natural gas have been developed. The
collection of mercury from dry natural gas normally poses no particular problem. However, care should be
taken when sampling mercury from natural gases under nearly condensing conditions (see ISO 6570).
The two parts of ISO 6978 describe the principles of sampling and specify the general requirements for
methods for sampling mercury and for determining total mercury in pipeline quality natural gas. This part of
ISO 6978 specifies a method of sampling mercury by amalgamation on gold/platinum alloy thread whereas
Part 1 specifies a method of sampling mercury by chemisorption on iodine-impregnated silica gel.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 6978-2:2003(E)
Natural gas — Determination of mercury —
Part 2:
Sampling of mercury by amalgamation on gold/platinum alloy
WARNING — The use of this part of ISO 6978 may involve hazardous materials, operations and
equipment. This part of ISO 6978 does not purport to address all of the safety problems, associated
with its use. It is the responsibility of the user of this part of ISO 6978 to establish appropriate safety
and health practices and to determine the applicability or regulatory limitations prior to use.
1 Scope
This part of ISO 6978 specifies a method for the determination of total mercury content of pipeline quality
natural gas using a sampling method by amalgamation on gold/platinum (Au/Pt) alloy thread. This method is
applicable to the sampling of raw natural gas when no condensation is present. At atmospheric pressure, this
3 3
method is suitable for the determination of mercury content within the range of 0,01 µg/m to 100 µg/m in
natural gas samples. At higher pressures (up to 8 MPa), this sampling method is suitable for the determination
3 3
of mercury contents within the range of 0,001 µg/m to 1 µg/m . The collected mercury is determined by
measuring the absorbance or fluorescence of mercury vapour at 253,7 nm.
NOTE ISO 6978-1 gives a sampling method suitable for the determination of mercury contents in natural gas by
3 3
chemisorption on iodine-impregnated silica gel for the working range of 0,1 µg/m to 5 000 µg/m for sampling at
pressures up to 40 MPa.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application 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 10715, Natural gas — Sampling guidelines
ISO 14532, Natural gas — Vocabulary
Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM), BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, IUPAP, OIML
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 14532 apply.
4 Principle
Sampling is performed at a temperature at least 10 °C higher than the dewpoint of the gas sampled. The gas
is passed through two quartz glass sampling tubes in series containing fine gold/platinum alloy thread. The
mercury is collected on the gold/platinum alloy thread by amalgamation. Subsequently, each sampling tube is
separately heated to 700 °C to desorb the mercury from the amalgam. The released mercury is transferred by
a stream of air onto an analytical tube filled with gold/platinum alloy thread (double amalgamation). This
second quartz glass tube is then heated to 800 °C and the mercury is transferred to an AAS or AFS for
measurement at 253,7 mm.
This sampling method is suitable for the determination of mercury content in natural gas in the range of
3 3 3 3
0,01 µg/m to 100 µg/m for sampling at atmospheric pressure and 0,001 µg/m to 1 µg/m for sampling at
high pressure. To avoid diffusion of mercury from the surface into the gold/platinum alloy thread, which would
reduce the recovery of mercury under the specified transfer conditions, it is necessary to determine the
amount of collected mercury within one week after sampling.
Other sorption materials such as gold-impregnated silica with a high specific surface may be used instead of
fine gold/platinum alloy thread, provided they show equivalent method performance in the natural gas matrix.
Unless otherwise specified, gas volumes are expressed in cubic metres (m ) at 273,15 K and 1 013,25 hPa.
NOTE The comparability of the two sampling techniques has been demonstrated by interlaboratory tests at two
different concentration levels.
5 Apparatus
The parameters influencing the measurement shall be traceable to national or International Standards. The
uncertainty of the volume measurement (volume, temperature and pressure of the gas as well as ambient air
pressure) directly contributes to the uncertainty of the determined mercury content of the gas. Therefore
suitable measuring equipment, calibrated against a commonly accepted reference, shall be used to minimize
the uncertainty of the volume measurement to less than 1 %.
5.1 Sampling apparatus (see Figure 1).
5.1.1 Apparatus for sampling at atmospheric pressure, typically comprising the following:
5.1.1.1 Heated bypass valve.
5.1.1.2 Heated flow control valve (needle type).
5.1.1.3 Three-way valve, for the second bypass.
5.1.1.4 Aluminium block, capable of being heated to u 100 °C (see Figure 2) and dividable into two
halves with a central bore coated with a layer (about 2 mm) of silicon rubber for keeping the quartz glass
sampling tubes filled with gold/platinum alloy thread (see Figure 3) during sampling at elevated temperature (if
necessary) and equipped with a temperature gauge
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 6978-2
Première édition
2003-10-15
Gaz naturel — Détermination de la teneur
en mercure —
Partie 2:
Échantillonnage du mercure par
amalgamation sur alliage or/platine
Natural gas — Determination of mercury —
Part 2: Sampling of mercury by amalgamation on gold/platinum alloy
Numéro de référence
©
ISO 2003
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Version française parue en 2005
Publié en Suisse
ii © ISO 2003 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe . 2
5 Appareillage. 2
6 Réactifs et matériaux. 10
7 Préparation des tubes d'échantillonnage et d'analyse . 11
7.1 Remplissage . 11
7.2 Nettoyage. 11
7.3 Essais d'efficacité de piégeage . 11
8 Échantillonnage . 12
8.1 Généralités. 12
8.2 Conditions pour un échantillonnage représentatif . 12
8.3 Mode opératoire d'échantillonnage à pression atmosphérique (voir Figure 1). 13
8.4 Mode opératoire d'échantillonnage à haute pression (voir Figure 4) . 14
8.5 Élimination du condensat des tubes d'échantillonnage rejetés . 15
9 Détermination de la teneur en mercure . 15
9.1 Transfert du mercure au tube d'analyse (double amalgamation) . 15
9.2 Transfert du mercure au spectromètre SAA ou SFA . 16
9.3 Étalonnage. 16
9.4 Essai à blanc . 16
10 Calcul. 16
11 Fidélité. 19
12 Rapport d'essai . 19
Bibliographie . 20
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 6978-2 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 6978-2 ainsi que l'ISO 6978-1 annulent et remplacent l'ISO 6978:1992, qui a
fait l'objet d'une révision technique.
L'ISO 6978 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Gaz naturel — Détermination de
la teneur en mercure:
Partie 1: Échantillonnage du mercure par chimisorption sur iode
Partie 2: Échantillonnage du mercure par amalgamation sur alliage or/platine
iv © ISO 2003 – Tous droits réservés
Introduction
Les gaz naturels peuvent contenir des quantités considérables de mercure, qui est généralement présent
sous sa forme élémentaire. Les gaz ayant une teneur élevée en mercure doivent être purifiés pour éviter la
condensation du mercure pendant le traitement et le transport ainsi que pour satisfaire aux exigences des
contrats de vente de gaz. De faibles concentrations de mercure sont spécifiées lorsque le gaz naturel doit être
liquéfié. Ceci est destiné à éviter de graves problèmes de corrosion, par exemple dans les échangeurs de
chaleur en aluminium des usines de liquéfaction.
Puisque la présence d'hydrocarbures, en particulier les hydrocarbures aromatiques présents en de faibles
concentrations dans presque tous les gaz naturels, interfère dans la détermination de la teneur en mercure
par spectrométrie d'absorption atomique (SAA) ou par spectrométrie de fluorescence atomique (SFA), la
teneur en mercure ne peut être déterminée directement dans le gaz naturel. Par conséquent, préalablement à
la détermination analytique, le mercure doit être recueilli et séparé des hydrocarbures aromatiques.
Le but de la détermination de la teneur en mercure peut être
la surveillance de la qualité du gaz,
la surveillance du fonctionnement d'installations de traitement du gaz pour l'élimination du mercure.
Plusieurs méthodes d'élimination ou d'enrichissement du mercure du gaz naturel ont été développées. La
collecte du mercure du gaz naturel sec ne pose normalement pas de problème particulier. Toutefois, il
convient de prendre des précautions lors de l'échantillonnage du mercure à partir de gaz naturels dans des
conditions proches de la condensation (voir l'ISO 6570).
Les deux parties de l'ISO 6978 énoncent les principes d'échantillonnage et spécifient les exigences générales
concernant les méthodes d'échantillonnage du mercure et de détermination de la teneur totale de mercure
dans le gaz naturel de pipeline. La présente partie de l'ISO 6978 spécifie une méthode d'échantillonnage du
mercure par amalgamation sur un fil en alliage or/platine alors que la Partie 1 spécifie une méthode
d'échantillonnage du mercure par chimisorption sur un gel de silice imprégné d'iode.
NORME INTERNATIONALE ISO 6978-2:2003(F)
Gaz naturel — Détermination de la teneur en mercure —
Partie 2:
Échantillonnage du mercure par amalgamation sur alliage
or/platine
AVERTISSEMENT — L'utilisation de la présente partie de l'ISO 6978 peut impliquer des matériaux, des
opérations et des appareillages dangereux. La présente partie de l'ISO 6978 ne prétend pas aborder
tous les problèmes relatifs à la sécurité associés à son utilisation. Il incombe à l'utilisateur de la
présente partie de l'ISO 6978 d'établir des pratiques appropriées en matière d'hygiène et de sécurité et
de déterminer l'applicabilité des restrictions d'emploi réglementaires avant l'utilisation.
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 6978 spécifie une méthode de détermination de la teneur totale en mercure dans
le gaz naturel de pipeline à l'aide d'une méthode d'échantillonnage par amalgamation sur un fil en alliage
or/platine (Au/Pt). Cette méthode est applicable à l'échantillonnage de gaz naturel brut en l'absence de
condensation. À pression atmosphérique, cette méthode est appropriée pour la détermination de la teneur en
3 3
mercure dans des échantillons de gaz naturel allant de 0,01 µg/m à 100 µg/m . À des pressions plus élevées
(jusqu'à 8 MPa), cette méthode d'échantillonnage est appropriée pour la détermination des teneurs en
3 3
mercure allant de 0,001 µg/m à 1 µg/m . Le mercure recueilli est déterminé en mesurant l'absorbance ou la
fluorescence de la vapeur de mercure à 253,7 nm.
NOTE L'ISO 6978-1 spécifie une méthode d'échantillonnage appropriée pour la détermination de teneurs en mercure
dans le gaz naturel par chimisorption sur un gel de silice imprégné d'iode pour le domaine de mesure de 0,1 µg/m à
5 000 µg/m pour l'échantillonnage à des pressions allant jusqu'à 40 MPa.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application 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 10715, Gaz naturel — Lignes directrices pour l'échantillonnage
ISO 14532, Gaz naturel — Vocabulaire
Guide pour l'expression de l'incertitude de mesure (GUM), BIPM, CEI, FICC, ISO, OIML, UICPA, UIPPA
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 14532 s'appliquent.
4 Principe
L'échantillonnage est réalisé à une température au moins 10 °C supérieure au point de rosée du gaz
échantillonné. Le gaz traverse des tubes d'échantillonnage en quartz en série contenant un fil mince en
alliage or/platine. Le mercure est recueilli sur le fil en alliage or/platine par amalgamation. Postérieurement,
chaque tube d'échantillonnage est chauffé séparément jusqu'à 700 °C pour désorber le mercure de
l'amalgame. Le mercure libéré est transféré par un flux d'air dans un tube d'analyse rempli d'un fil en alliage
or/platine (double amalgamation). Ce deuxième tube en quartz est alors chauffé à 800 °C et le mercure est
transféré vers un spectromètre SAA ou SFA pour un mesurage à 253,7 nm.
Cette méthode d'échantillonnage est appropriée pour la détermination de la teneur en mercure dans le gaz
3 3 3
naturel allant de 0,01 µg/m à 100 µg/m pour l'échantillonnage à pression atmosphérique et de 0,001 µg/m
à 1 µg/m pour l'échantillonnage à haute pression. Pour éviter la diffusion du mercure depuis la surface dans
le fil en alliage or/platine, qui réduirait la récupération de mercure dans les conditions de transfert spécifiées, il
est nécessaire de déterminer la quantité de mercure recueilli moins d'une semaine après l'échantillonnage.
D'autres matériaux de sorption, comme le gel de silice imprégné d'or, ayant une surface spécifique élevée
peuvent être utilisés au lieu du fil mince en alliage or/platine, sous réserve qu'ils présentent des performances
de méthode équivalentes dans la matrice de gaz naturel.
Sauf spécification contraire, les volumes de gaz sont exprimés en mètre
...
Questions, Comments and Discussion
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