天然气组成对天然气的质量和计量至关重要，气相色谱法是使用最为广泛的组成分析方法。大量国际、国家和行业标准明确规定了气相色谱法在天然气组成分析中的应用。在获得天然气组成数据后，需要使用计算方法来获取天然气的物性参数（如发热量、密度和压缩因子等）。在计量领域，物性参数需要同时给出其值及不确定度。天然气分析将JJF1059.1-2012《测量不确定度评价与表示》应用于天然气组成分析和参数计算，实现了由天然气组成不确定度向物性参数不确定度的传递。Andrew等说明了含量最高的甲烷组分的不确定度在归一化过程中，会因为归一化减小，其他次要组成的不确定度来评估所计算物性参数确定度方面开展过相关研究，对最终物性参数不确定度贡献最大的、最核心的还是绝对不确定度最大的组成，通常为甲烷。
国际标准化组织（ISO）发布的 ISO 6976《天然气 根据组成计算发热量、密度、相对密度和沃泊指数》是全世界使用天然气组成数据计算物性参数的准则，并可用于使用组分不确定度来计算相关参数的不确定度。我国依据ISO 6976等同采用进行了GB/T11062《天然气 发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法》的修订。GB/T11062规定了使用组成不确定度推导物性参数不确定度时使用组成之间相关系数的方法，但并未给出实际的相关系数推荐值。在实际应用过程中，通常假设组成相互独立（相关系数为零），或完全正相关（相关系数为1）.这样假设会引起物性参数不确定度参数的偏离。该研究按照GUM的方法，对多个天然气组成样品各自进行数十次分析，使用分析结果进行了不同组分之间的相关性研究，得到5组相关系数的平均值，并分析了相关系数的出现原因，另外，在无法直接测量相关系数时，结合分析设备仪器配置和分析流程，提出了不同分析条件下的相关系数的建议，并详细讨论了这些相关系数对相关物性系数不确定度的影响。
实验设备和材料
气相色谱仪、阀图见图1所示。其分析；流程为二氧化碳（CO2）和乙烷通过定量环（0.25mL）采样，经过同一分离流程后，在同一热导检测器（TCD 220）上进行分析。氮气（N2）使用该同样的定量环（0.25mL）采样，用与前两个组成不同的分析流程后，同样使用TCD 220进行分析。丙烷至戊烷（包括丁烷）通过定量环（25uL）采样，再经过另一色谱柱（色谱柱7）分离后，在火焰离子化检测器（FID 210）上进行分析。己烷经过色谱柱7分离后，通过反吹，同样使用FID 210进行分析（该设备仪器还有氢气、氦气分析流程，使用不同的载气，分离后在热导检测器TCD 221上进行分析，本研究讨论的对象为涉及）。
取样容器和取样位置
1. 取样容器
按照GB/T 13609-2017的推荐，不锈钢、聚肽胺、铝、钛等材料较好，而玻璃适用于略高于或低于大气压下取样。取样容器通常由玻璃、 高分子材料、不锈钢、钛合金、铝合金制成。天然气取样通常采用不锈钢瓶、铝合金瓶或者气袋。由于有些天然气混惨氢气易造成泄漏且易燃易爆，相较于不锈钢瓶和铝合金瓶，气袋的安全性和气密性较差。
因此，考虑到与样品接触的材料应对氢气无渗透性，主要以不锈钢瓶 ( 316L ) 和铝合金瓶在天然气取样和品储存时的气密性，以保证样品的代表性。
2. 取样位置
由于天然气在掺混过程中，可能会存在混合不均匀的情况，为了保证取样的代表性，需要在均匀混合管段进行取样，因此，需要确定合理的取样位置。有文献表明，若氢气和天然气掺混时未用掺混设备，而是直接向天然气管道内注入氢气，在低流速条件下，氢气和天然气就会出现分层现象，氢气与天然气要经过大约4000倍管道直径的距离才能混合均匀。为了提高气体混合效率，常见的掺混技术有文丘里引射法、高压比例调节法和随动流量比例调节法等。随动流量比例调节法可以实现掺氢比和掺混流量的自动调节，是最常用的掺混方式。在采用随动流量比例调节法的掺氢设备中，静态混合器是氢气和天然气掺混的主要场所。因此，其取样位置是最为合理的。
免责说明：本文章和图片部分转载自1蔡黎、周理、苏思卿、袁晓云、陈辰、朱进第54卷第4期之石油与天然气化工（2025年8月），“天然气组成相关性及其对物性参数不确定度的影响’’。2张佩颖、宋柯静、张建、林青瑾、涂振权、毕颂雅、毛勇第54卷第5期之石油与天然气化工（2025年10月），“掺氢天然气取样技术适用性研究”，其版权归原作者或机构所有，之于学习目的无任何利益关联，若侵权请联系删除处理。
