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中华 人 民 共 和 国 国 家 标 准G B/T 4 8 4 4.3 一 1 9 9 5高纯氦代替 G B 4 8 4 4 4 8 4 5-8 4H i g h p u r i t y h e l i u m1 主题内容与适用范围 本标准规定了高纯氦气产品的技术要求、检验方法、检验规则以及产品的包装、标志、贮存与运输等 本标准适用于以深冷法自 天然气、空气或工厂弛放气中 提取的瓶装高纯度气态氦。主要用于标准混合气的制备、低温超导、科学研究、色谱分析载气等。分子式:H e,相对分子质量:4.0 0 2 6 0(按 1 9 9 1 年国际相对原子质量)。2 弓!用标准G B/T 4 8 4 4.1 工业氦气G B 4 8 4 4.2 纯氦G B/T 5 8 3 2.1 气体中微量水分的测定 电解法G B/T 8 9 8 4 气体中 一级化碳、二氧化碳和甲 烷的测定 气相色谱法G B/T 5 2 7 4 气体分析 校准用混合气体的制备 称量法G B/T 1 0 6 2 7 气体分析 标准混合气的制备 静态容积法G B/T 1 0 6 2 8 气体分析 标准混合气组成的测定 比 较法3 技术要求高纯氦气产品的质量应符合下表要求。表中的“纯度”、“含量”均为体积分数(v/v)a项目指标优等品一等品合格品氨气纯度，t o 19 9.9 9 9 69 9.9 9 9 39 9.9 9 9氖含量,1 0 1(124氢含里,1 0“簇0.10.51氧(氢)含量.1 0-1(0.511氮含量.1 0.(112一氧化碳含量.1 0 一夏0.10.20.5二氧化碳含量.1 0毛0.20.20 5甲烷含量,l 0-1(0.10.20.5水分含量 1 0镇123国家技术监督局1 9 9 5 一 1 2 一 2 0 批准1 9 9 6 一 0 8 一 0 1 实施G B/T 4 8 4 4 3 一 1 9 9 54 检验方法4.1 氦气纯度 氦气纯度以体积分数表示，按式(1)计算:0=t o。一(m+叭+$3+0,+0。十0 十龟 十0 0 x 1 0-(1)式中:4 5-氦气纯度，l o-,(V/V);0;氖含量(体积分数),l 0-e(v/v);0,-氢含量(体积分数),1 0-0(v/v);0 3氧(氛)含量(体积分数),1 0-s(v/v);。氮含量(体积分数),1 0-s(v/v);(p,一氧化碳含量(体积分数),l o-,(v/v);m s 二氧化碳含量(体积分数),1 o-s(v/v)，0甲 烷含量(体积分数),l o-(v/v);(D n 水分含量(体积分数),1。一 (v/v),4.2 氖、氢、氧(氢)、氮含量的测定4.2-1 方法提要 采用变温浓缩技术，热导色谱法测定。该法将被测组分在液氮温度下的吸附柱上定量吸附，然后于室温(水浴)下定量脱附，使样品中微量被测组分预先提浓，经色谱柱分离后，用热导池检测器进行检测。4.2.2 仪器 本标准采用带有预浓缩系统的实验室色谱仪，色谱流程图1。仪器的其他条件如稳压电源、测量桥路等与一般色谱仪相同，记录仪量程为。-1 m V，检测器为四臂钨丝热导池，S 值大于1 0 0 0,，111!111111|L-_ _ _ _ _ _ 一 J 图 1 变温浓缩色谱流程图 工 一氮载气瓶;2 一减压阀;3,8 一针 形阀;4-检侧器;5 一 色谱柱 6-叉 形四 通活塞;7 一样气瓶;9-螺旋夹;1 0,1 5-鼓泡器;1 1,1 2 一三路两通活塞t 1 3-浓缩柱.1 4-液氮浴或水浴o 1 6-湿式流量计;1 7 一转子流量计，F-取样阀4.2.3 测定条件 a 载气:高纯氦，符合本标准要求，流量4 0 6 0 m L/m i n.c s/T 4 8 4 4 3 一 1 9 9 5 b.浓缩柱:长约4 0 -5 0 c m，内径约4 mm，内装粒度为。.2 5-0.4 0 m m的6 0 1 或T D X-0 1 型碳分子筛3-4 9 。.色谱柱:长约3 m，内 径约4 m m，内装约1 m长的5 A分子筛(粒度:。2 5-0.4 0 m m)和约2 m长的椰壳活性碳(粒度:0.2 5 0.4 0 m m)。该柱经活化处理后，对各待测组分间的分离度(R)应大于 1.d.吸附温度:一1 9 6 C(液氮温度)。脱附温度:室温(水浴)。4.2.4 准备工作4-2-4.1 将浓缩柱、色谱柱通干燥气体(浓缩柱禁止用氧气)加温活化处理。4.2.4.2 将所有活塞仔细涂好活塞油，检查色谱系统无泄漏。4.2-4-3 开启载气，调节流量至4 0-6 0 m I，吹洗色谱系统约2 h，接通仪器电源，待仪器工作稳定。4.2-4.4 转动活塞，关闭浓缩柱，套上液氮浴，5 m i n 后，取下液氮浴，套上室温水浴，记录仪上无色谱峰出现为正常。4.2-4.5 转动活塞，令载气通过浓缩柱，在小心防止空气倒吸的情况下，浓缩载气 5 m i n,测定色谱系统空白值，应附合4.2.3 条a 的要求。4.2.5 操作步骤4.2.5.1 取样 将待测样气瓶经针型减压阀及金属管道与仪器紧密连接，开启螺旋夹、瓶阀、针型阀，以至少3 次升降压的方法用样气充分置换阀体及管道，使所取样品具有代表性。4.2-5.2 浓缩 转动活塞6,1 1,1 2，切断通往浓缩柱的载气，同时将样气以不高于1 0 0 0 m l./m i n 的流量通过浓缩柱，吹洗3-5 m i n 后，关闭活塞1 2，将浓缩柱套上液氮浴，开通活塞1 2，样气流经鼓泡器1 5，由 湿式流量计计量后放空。浓缩操作应始终保持在鼓泡器1 0 鼓泡的情况下进行。样气的浓缩体积由 仪器的检测限和待测组分的含量选定。4.2-5.3 解吸 浓缩完毕后，关闭活塞 1 1，取下液氮浴，待2 0 5 0 s 后，放去吸附的氦，关闭活塞 1 2，再将浓缩柱套上水浴，旋转活塞 1 1,1 2,6，令载气通过浓缩柱，而后进入色谱柱。读 取浓缩 体积(V,)。记 录各待测组分的色 谱流出曲 线。测量 色谱峰 面积(A,).4.2.5.4 标定 将标准混合气瓶经针型阀、金属管道与仪器连接，开启瓶阀、针型阀，在用标准气体以至少3 次升降压的方 法充 分 置换，取得代表样后，切换六 通阀(F)进样。记录并测 量各组分色 谱峰面 积(A 2)标准混合 气以 氦气为底气，按G B/T 5 2 7 4 或G B/T 1 0 6 2 7 或G B/T 1 0 6 2 8 规定配制。其中，各组分的含量约为待测组分含量的K倍(K为浓缩体积V，与六通阀量管体积V:的比 值)。当标准混合 气中各组分的含量与待测组分含量相近时，用与样品气同样的方法，经浓缩后进样标定42.6 结果处理4.2-6.1 各待测组分含量按式(2)计算:叭 X A,X V,A2 X V,.”.(2)式中:0;样品气中 待测组分i 的含量(体积分数),1 0-(V/V);0 标准气中组分i 的含量(体积分数),1 0-0(V/V);V,样品气浓缩体积，mL;V,标准气的进样体积或浓缩体积，m L;A,样品气中组分 i 的峰面积，mm 2;G B/T 4 8 4 4.3 一 1 9 9 5标准气中组分i 的峰面积，m m;代表组分氖、氢、氧(氢).氮。4.2.6.2 以两次平行测定的算术平均值为测定结果，平行测定的相对偏差不大于 1 0%4.3一 氧化碳、二氧化碳、甲烷含量的测定4.3.1 方法提要 氦气中痕量一氧化碳、二氧化碳和甲烷含量采用变温浓缩技术、转化色谱法测定。该法将待测组分经浓缩柱预先提浓，经色谱柱分离后，再将一氧化碳、二氧化碳转化为甲 烷，由 氢火焰离子化检测器进行检测。4.3.2 仪器 本标准采用带有预浓缩系统、镍触媒转化系统及氢火焰离子化检测器的气相色谱仪。该仪器对甲 烷的检测限(体积分数)不低于 0.5 x 1 0-(V/V)。仪器的其他条件按G B/T 8 9 8 4 规定，色谱流程见图2 e 图2 转化色谱流程图1 一 氢气瓶;2-氮气瓶;3 一空气瓶;4-减压阀;5 一针形阀;6 一硅胶千燥管7 一 分子筛干操管;8-转子流量计;9-检测器(F I D);1 0-徽电 流放大器;1 1 一记录仪;1 2 一加热炉;1 3-镍催化剂管;1 4-恒温室;1 5 一色谱柱，1 6-稳压阀;1 7-压力表;1 8-阻力管;F 一取样阁 注:虚线框图中的试样浓缩流程与图1 相同。4.3.3 测定条件a.浓缩柱:长约 3 0 c m，内径约 4 m m的U形柱，内装粒度为。.2 5-0.4 0 m m的变色硅胶约3-4 g.G B/T 4 8 4 4.3 一1 9 9 5 b.色谱柱、转化柱、载气、燃气、助燃气等按G B/T 8 9 8 4 规定。c.仪器的操作条件可视待测组分浓度和浓缩体积选定。d.浓缩吸附温度:液氮温度。脱附温度:沸水温度。4.3.4 准备工作4.3.4.1 将浓缩柱及色谱柱在约 1 8 0 下通干燥气活化处理3 -4 h e4.3.4.2 将所有活塞仔细涂好活塞油，检查系统无泄漏。4.3-4.3 开启载气、燃气及助燃气至所需流速。4.3.4.4 打开仪器电源，选择仪器灵敏度至仪器工作稳定。4.15 操作步骤4.3-5.1 将浓缩柱套上沸水浴，使浓缩柱中的吸附组分脱附完全，取下水浴。4.3.5.2 样品气的测定操作步骤，按4.2.5 条规定。其中浓缩装置各部分的对应关系见图1、图2 04.3.6 结果处理 结果处理按 4.2.6 条规定，其中1 分别代表待测组分一氧化碳、二氧化碳、甲烷。4.4 水分含量的测定 按G B 5 8 3 2.1 规定进行测定。5 检验规则5.1 高纯氦产品由生产厂质量监督检验部门按本标准规定进行检验，保证出厂产品符合本标准要求。5.2 高纯氦气产品应逐瓶进行检验，当检验结果有任何一项指标不符合本标准要求时，则该瓶产品不合格5.3 用户有权按本标准规定进行检查验收。可以逐瓶检验，也可以按G B 4 8 4 4.2 第5.2 条规定，按批量随机抽样进行检验。当批量抽样检验结果有任何一项指标不合格时，则应重新自 该批产品中加倍抽样再行检验，若仍有一项不合格时，则该批产品不合格。5.4 当供需双方对产品质量发生异议时，由 双方协商，或共同检查验收，或提交仲裁。6 包装、标志、贮存和运抽6.1 高纯氦气产品的包装、标志、贮存和运输应符合G B 4 8 4 4.1 第6 章的规定。62 气瓶上应有 高纯氦 字样。附加说明:本标准由中华人民共和国化学工业部提出。本标准由化学工业部西南化工研究院规口。本标准由化学工业部西南化工研究、四川石油管理局威远天然气化工厂负责起草。本标准主要起草人何道善、戴启文。