Пример результатов хроматографического анализа компонентов природного газа
В приложении, в качестве примера, приведены экспериментальные данные, полученные с помощью газового хроматографа. Данные анализов представлены в таблице В.1, а результаты обработки данных, согласно этапам, установленным в разделе 5, представлены в таблицах В.2-В.10.
Таблица В.1 - Исходные данные анализов при использовании аттестованных эталонных газовых смесей (ЭС) (при трех повторных анализах)
Метан, ЭС | |||||||
Газ 1 | Газ 2 | Газ 3 | Газ 4 | Газ 5 | Газ 6 | Газ 7 | |
Молярная доля, % | 65,146 | 85,776 | 75,602 | 88,766 | 79,758 | 70,301 | 95,203 |
Отклики | 165798,87 | 214424,77 | 190392,92 | 221549,75 | 200286,27 | 177903,69 | 236194,26 |
165979,54 | 214555,59 | 190208,11 | 221426,74 | 200304,79 | 177911,01 | 236139,76 | |
165981,30 | 214285,16 | 190246,59 | 221133,67 | 200070,49 | 177783,43 | 236314,58 | |
Этан, ЭС | |||||||
Газ 1 | Газ 2 | Газ 3 | Газ 4 | Газ 5 | Газ 6 | Газ 7 | |
Молярная доля, % | 5,702 | 3,439 | 10,894 | 0,595 | 8,374 | 7,380 | 1,451 |
Отклики | 23570,03 | 14283,97 | 44673,11 | 2502,28 | 34442,71 | 30387,47 | 6044,86 |
23585,87 | 14295,91 | 44659,86 | 2496,92 | 34428,37 | 30389,68 | 6044,94 | |
23590,53 | 14275,36 | 44625,63 | 2494,49 | 34403,68 | 30378,11 | 6048,77 | |
Пропан, ЭС | |||||||
Газ 1 | Газ 2 | Газ 3 | Газ 4 | Газ 5 | Газ 6 | Газ 7 | |
Молярная доля, % | 3,927 | 3,422 | 0,081 | 2,291 | 0,820 | 2,872 | 0,899 |
Отклики | 20659,79 | 18044,84 | 439,66 | 12152,91 | 4269,36 | 15084,82 | 4791,53 |
20668,98 | 18064,06 | 434,65 | 12154,09 | 4267,50 | 15133,59 | 4795,68 | |
20680,61 | 18041,95 | 434,00 | 12132,08 | 4266,81 | 15081,18 | 4828,73 | |
2-Метилпропан, ЭС | |||||||
Газ 1 | Газ 2 | Газ 3 | Газ 4 | Газ 5 | Газ 6 | Газ 7 | |
Молярная доля, % | 0,033 | 0,144 | 0,230 | 0,366 | 0,472 | 0,592 | 0,558 |
Отклики | 212,41 | 923,47 | 1460,75 | 2304,16 | 2958,62 | 3681,85 | 3515,96 |
214,33 | 925,21 | 1454,15 | 2321,25 | 2944,19 | 3665,56 | 3519,30 | |
214,28 | 924,62 | 145557 | 2294,51 | 2940,71 | 3680,96 | 3521,76 | |
н-Бутан, ЭС | |||||||
Газ 1 | Газ 2 | Газ 3 | Газ 4 | Газ 5 | Газ 6 | Газ 7 | |
Молярная доля, % | 0,030 | 0,143 | 0,235 | 0,348 | 0,460 | 0,685 | 0,621 |
Отклики | 198,80 | 873,20 | 1460,75 | 2187,50 | 2842,89 | 4298,82 | 3826,17 |
202,53 | 874,69 | 1453,74 | 2160,36 | 2876,33 | 4273,51 | 3828,50 | |
202,37 | 872,91 | 1456,10 | 2181,44 | 2872,86 | 4298,56 | 3828,75 | |
Азот, ЭС | |||||||
Газ 1 | Газ 2 | Газ 3 | Газ 4 | Газ 5 | Газ 6 | Газ 7 | |
Молярная доля, % | 17,605 | 2,481 | 12,733 | 5,751 | 4,326 | 8,852 | 0,301 |
Отклики | 53439,93 | 7757,14 | 38806,68 | 17839,91 | 13432,12 | 27199,58 | 993,44 |
53471,20 | 7760,39 | 38767,16 | 17831,05 | 13425,94 | 27231,83 | 992,75 | |
53475,91 | 7756,20 | 38780,51 | 17819,08 | 13417,57 | 27219,39 | 994,79 | |
Диоксид углерода ЭС | |||||||
Газ 1 | Газ 2 | Газ 3 | Газ 4 | Газ 5 | Газ 6 | Газ 7 | |
Молярная доля, % | 7,558 | 4,595 | 0,225 | 1,883 | 5,791 | 9,317 | 0,967 |
Отклики | 27318,70 | 16645,62 | 836,95 | 6837,86 | 20938,43 | 33587,92 | 3515,53 |
27337,69 | 16658,36 | 834,69 | 6834,00 | 20939,91 | 33598,91 | 3513,75 | |
27348,80 | 16634,59 | 835,18 | 6829,18 | 20919,43 | 33586,73 | 3516,45 | |
Рабочая эталонная газовая смесь (ГСО) (двукратный анализ) | |||||||
Компонент | N | CO | СН | CH | CH | изо-СН | н-CH |
Молярная доля, % | 13,703 | 1,049 | 82,568 | 2,099 | 0,431 | 0,068 | 0,082 |
Отклики | 41139,33 | 3814,33 | 205395,02 | 12101,09 | 2276,10 | 440,22 | 513,29 |
41139,42 | 3814,36 | 205395,22 | 12101,14 | 2276,13 | 440,24 | 513,31 | |
Проба (двукратный анализ) | |||||||
Компонент | N | CO | СН | CH | CH | изо-СН | н-CH |
Отклики | 40831,46 | 3808,56 | 205856,65 | 11975,91 | 2285,85 | 426,39 | 529,00 |
40823,92 | 3807,52 | 205934,98 | 11977,43 | 2286,06 | 426,93 | 529,01 | |
Компонент | нео-СН | изо- СН | н- СН | С | |||
Отклики | 54,74 | 144,81 | 140,46 | 553,32 | |||
54,43 | 144,87 | 140,31 | 557,18 |
Этап 1. Регрессионный анализ (5.1.4)
В качестве примера вычислений была выбрана градуировочная характеристика для диоксида углерода. Вычисления для других компонентов могут быть сделаны таким же образом.
Для подбора вида градуировочной характеристики первого, второго и третьего порядка (включая свободный член) использовалась компьютерная программа. Результаты подбора приведены в таблице В.2 (для получения результатов в долях значения молярной доли, выраженные в процентах, делились на 100).
Таблица В.2 - Результаты подбора градуировочной характеристики
Порядок | ||
Первый | 0,021492884 | 7,22887·10 |
Второй | 0,021492970 | 2,84930·10 |
Третий | 0,021492985 | 2,18136·10 |
Этап 2. Выбор градуировочной характеристики (5.1.4)
Значения , рассчитанные для каждого порядка полиномиальной функции, приведены в таблице В.3.
Таблица В.3 Критерии выбора градуировочной характеристики
Порядок | Вычисленное | Критическое значение | |
Первый | 1724,297 | 19 | 2,09 |
Второй | 5,494 | 18 | 2,10 |
Третий | 2,622 | 17 | 2,11 |
Вывод: Член третьего порядка является значимым [ критического значения ], наиболее соответствующей моделью на этом этапе является градуировочная функция третьего порядка.
Проверка правильности градуировочной характеристики
Оценка свободного члена градуировочной характеристики третьего порядка:
Свободный член ,
95% доверительный интервал .
95% доверительный интервал не включает нуль. Поэтому свободный член является значимым.
Вывод: Для диоксида углерода выбирается градуировочная характеристика третьего порядка с ненулевым свободным членом.
Оптимальную градуировочную характеристику для каждого компонента вычисляют с использованием ЭС, содержащих соответствующий компонент.
Тaблица В.4 - Оптимальные градуировочные характеристики для других компонентов в ЭС