CN111562161A - 提取土壤中烃类物质的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油气地球化学勘探技术领域，更具体地，涉及一种提取土壤中烃类物质的装置和方法。该装置包括装置本体，所述装置本体具有出液口；所述装置还包括设置在所述装置本体内部的过滤网组件，所述过滤网组件的外缘与所述装置本体的内壁贴合，并且所述过滤网组件位于所述出液口的下方。由于本发明的提取土壤中烃类物质的装置具有过滤网组件，因此，在收集提取后的有机溶剂时，能够阻止土壤伴随着提取后的有机溶剂流出，从而为准确测量土壤中烃类物质，如稠环芳烃提供保证。
Description
技术领域
本发明属于油气地球化学勘探技术领域，更具体地，涉及一种提取土壤中烃类物质的装置和方法。
背景技术
目前油气地球化学勘探的基础理论认为，油气藏中的烃类物质是通过以近似垂直渗漏的方式运移至油气藏上方的地表土壤中，这样就导致某些烃类物质，尤其是稠环芳烃，会留存在油气藏上方的地表土壤中。基于此理论，油气化学勘探的工作人员可以通过检测油气藏上方的地表土壤中烃类物质，特别是稠环芳烃，预测该油气藏的油气产量和油气品质。
在对油气藏上方的地表土壤中烃类物质进行检测之前，需要将烃类物质从地表土壤中提取出来。
目前，利用《GB/T 29173-2012油气地球化学勘探试样测定方法》中记载的方法提取地表土壤中烃类物质。该方法的大致过程为，将含有烃类物质的土壤样品放入提取土壤中烃类物质的装置内，向该装置的装置本体中加入有机溶剂，经过一定时间的固液提取，土壤中的烃类物质溶解在有机溶剂中，从该装置本体的出液口收集提取后的有机溶剂，即获得含有烃类物质的有机溶剂，具体地，将粒径小于或等于0.176mm的土壤样品放入60ml具塞锥形瓶中，加入有机试剂，振荡20min，静置24h，取上清萃取液(提取后的有机溶剂)测定。发明人发现，在收集提取后的有机溶剂的过程中，通常土壤会伴随着提取后的有机溶剂流出，从而导致不能够准确测量土壤中烃类物质。
公开号为CN107817158A的专利文献公开了一种用于有机样品前处理的全自动快速萃取装置及其方法。其中全自动快速萃取装置包括三轴移动模块、三轴移动模块包括底座、快速溶剂萃取模块、加热浓缩模块和浓缩定容模块，固相萃取模块、样品接受模块、注射泵模块和控制箱模块。该装置固相萃取模块包括一SPE支架，该SPE支架上设有固相萃取柱。该固相萃取柱并不适用于土壤中烃类物质的提取。
公开号为CN201600293U的专利文献公开了一种萃取装置。该萃取装置包括基座和设置于基座上方的容器，容器底部设置有由基座体内的动力机构驱动的转子，转子上侧连接有斜置于容器体内的用于容纳萃取溶剂的中空纤维溶剂棒。中空纤维溶剂棒为两端密封的中空纤维，其内包裹有有机萃取的溶剂。动力机构为磁力搅拌器。中空纤维膜溶剂棒通过塑料连接管与转子相连，利用转子在磁力搅拌器中的旋转，带动溶剂棒在溶液中的萃取，能克服某些萃取溶剂，一般为有机溶剂的比重小于水，使中空纤维溶剂棒在磁力搅拌装置及转子的共同作用下有效地萃取样品基质中的带分析物。该萃取装置虽然可以应用于土壤中烃类物质的提取，但是不能解决如何使提取后的有机溶剂中不含土壤样品的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种提取土壤中烃类物质的装置，在收集提取后的有机溶剂的过程中，能够阻止土壤伴随着提取后的有机溶剂流出，从而为准确测量土壤中烃类物质提供保证。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种提取土壤中烃类物质的装置，所述装置包括装置本体，所述装置本体具有出液口；
所述装置还包括设置在所述装置本体内部的过滤网组件，所述过滤网组件的外缘与所述装置本体的内壁贴合，并且所述过滤网组件位于所述出液口的下方。
具体地，所述过滤网组件包括过滤网以及外框，所述外框围合在所述过滤网的外缘上，并且所述外框与所述装置本体的内壁贴合。
更具体地，所述过滤网的个数为两个以上，两个以上的所述过滤网上下堆叠排布。
更具体地，所述过滤网的孔径为小于或等于70μm。
更具体地，所述过滤网组件的材质为聚四氟乙烯。
具体地，所述出液口设置在所述装置本体的侧壁上，位于所述出液口处的所述装置本体的外侧壁上设置有倾斜向下的溢流堰或管道。
具体地，所述装置还包括设置在所述装置本体底部的搅拌器。
更具体地，所述搅拌器包括设置在所述装置本体内部的搅拌子、以及设置在所述装置本体底部外侧的搅拌器的控制单元。
更具体地，所述搅拌器为磁力搅拌器，所述搅拌子为磁力搅拌子，所述搅拌器的控制单元包括控制所述磁力搅拌子旋转的驱动单元、以及对所述装置本体进行加热的温控单元。
具体地，所述装置还包括与所述装置本体相配合的盖体。
更具体地，所述盖体具有一个通孔，所述装置还包括与所述出液口相配合的第一封塞、以及与所述通孔相配合的第二封塞。
更具体地，所述盖体通过连接杆与所述过滤网组件连接。
本发明第二方面提供一种利用本发明第一方面提供的装置提取土壤中烃类物质的方法，将土壤与提取土壤中烃类物质的有机溶剂按比例加入至所述装置本体中，提取至预设时间，从所述出液口收集提取后的所述有机溶剂，即获得含有烃类物质的所述有机溶剂。
具体地，所述土壤与所述提取土壤中烃类物质的有机溶剂的比例为1g:1.5mL-1g:15mL。
更具体地，所述土壤与所述提取土壤中烃类物质的有机溶剂的比例为1g:2mL-1g:12mL。
更具体地，所述土壤与所述提取土壤中烃类物质的有机溶剂的比例为1g:5mL-1g:10mL。
具体地，所述预设时间为18-36小时，优选地，所述预设时间为24小时。
本发明提供的提取土壤中烃类物质的装置，在收集提取后的有机溶剂时，由于该装置还包括设置在所述装置本体内部的过滤网组件，所述过滤网组件的外缘与所述装置本体的内壁贴合，并且所述过滤网组件位于所述出液口的下方，使得在收集提取后的有机溶剂时，过滤网组件能够阻止土壤伴随着提取后的有机溶剂流出，从而为准确测量土壤中烃类物质，如稠环芳烃提供保证。
本发明提供的提取土壤中烃类物质的装置，能够提高对土壤中烃类物质，例如稠环芳烃的提取效率。
本发明提供的提取土壤中烃类物质的装置，在提取烃类物质的过程中，有机溶剂不会从装置本体中飞溅出来，在倾倒提取后的有机溶剂时，不会造成有机溶剂损失，不但能够为准确测量土壤中烃类物质，如稠环芳烃提供保证，而且不污染环境，同时操作者不会接触到有机溶剂，有利于操作者的健康。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。
图1示出了本发明实施例提供的一种提取土壤中烃类物质的装置的结构示意图。
图2示出了本发明实施例提供的一种提取土壤中烃类物质的装置中的过滤网组件的俯视图。
图3示出了本发明实施例提供的另一种提取土壤中烃类物质的装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
本发明第一方面的实施例提供一种提取土壤中烃类物质的装置。请参见图1，图1示出了本发明实施例提供的一种提取土壤中烃类物质的装置的结构示意图。如图1所示，该装置包括装置本体1，装置本体具有出液口101；装置还包括设置在装置本体1内部的过滤网组件2，过滤网组件2的外缘与装置本体1的内壁贴合，并且过滤网组件2位于出液口101的下方。
本发明实施例提供的一种提取土壤中烃类物质的装置的工作原理是：
请继续参见图1，在收集提取后的有机溶剂时，由于该装置还包括设置在装置本体1内部的过滤网组件2，过滤网组件2的外缘与装置本体1的内壁贴合，并且过滤网组件2位于出液口101的下方，使得在收集提取后的有机溶剂时，过滤网组件2能够阻止土壤伴随着提取后的有机溶剂流出，从而为准确测量土壤中烃类物质，如稠环芳烃提供保证。
对于本发明实施例的装置中的过滤网组件，请参见图2，图2示出了本发明实施例提供的一种提取土壤中烃类物质的装置中的过滤网组件的俯视图。如图2所示，过滤网组件2包括过滤网201以及外框202，外框202围合在过滤网201的外缘上，并且外框202与装置本体的内壁贴合。过滤网组件的外框与装置本体的内壁贴合是为了防止土壤从外框与装置本体的间隙处流出。
在本发明实施例中，过滤网的个数为两个以上，两个以上的过滤网上下堆叠排布。例如，过滤网的个数为2个、3个、4个等。过滤网的孔径可以为小于或等于70μm，优选地，可以为50μm。本发明实施例不对过滤网组件的材质进行严格限定，只要过滤网组件不与提取烃类有机物质和提取土壤中烃类物质的有机溶剂发生反应即可。优选地，过滤网组件的材质可以为化学稳定性高，耐腐蚀性能强的聚四氟乙烯。也就是说，过滤网组件中的过滤网和外框均由聚四氟乙烯制成，并且二者可以为一体成型。由于聚四氟乙烯可以发生微小的形变，因此，过滤网组件可以与装置本体过盈配合，使得外框与装置本体的内壁紧密贴合，确保土壤不会伴随着提取后的有机溶剂流出装置本体，并且能够最大限量地收集提取后的有机溶剂，从而为准确测量土壤中烃类物质，如稠环芳烃提供保证。
在本发明实施例中，装置本体横截面可以为圆形，正方形或长方形，优选为圆形。相应地，过滤网组件的形状与装置本体的形状相适配。本发明实施例对装置本体的材质不做具体限定，例如装置本体可以由玻璃材料制成。
对于本发明实施例的装置中的装置本体的出液口的设置方式，请参见图3，图3示出了本发明实施例提供的另一种提取土壤中烃类物质的装置的结构示意图。如图3所示，出液口101设置在装置本体1的侧壁上，位于出液口101处的装置本体1的外侧壁上设置有倾斜向下的溢流堰或管道102，便于倾倒提取后的有机溶剂，并且在倾倒提取后的有机溶剂的过程中，不会损失提取后的有机溶剂，从而实现准确测量土壤中烃类物质，如稠环芳烃。管道102与水平面的夹角α可以为30-50°，优选为45°。
装置本体1的内壁上可以设置有容积刻度104，以达到方便准确地称取提取土壤中烃类物质所用的有机溶剂的目的。
请继续参见图3，在本发明实施例中，提取土壤中烃类物质的装置还可以包括设置在装置本体1底部的搅拌器3。搅拌器3可以包括设置在装置本体1内部的搅拌子301、以及设置在装置本体1底部外侧的搅拌器的控制单元302。搅拌器3可以为磁力搅拌器，搅拌子可以为磁力搅拌子。磁力搅拌子可以为柱型、十字型或菱形等。搅拌器的控制单元可以包括控制磁力搅拌子旋转的驱动单元，以提高对土壤中烃类物质的提取效率；搅拌器的控制单元还可以包括对装置本体进行加热的温控单元，以进一步提高对土壤中烃类物质的提取效率。
在本发明实施例提供的提取土壤中烃类物质的装置包括搅拌器3的情况下，过滤网组件2不但能够在收集提取后的有机溶剂的过程中，阻止土壤伴随着提取后的有机溶剂流出，还能够在加速搅拌的过程中，防止有机溶剂从装置本体1中溅出。
请继续参见图3，在本发明实施例中，该装置还可以包括与装置本体1相配合的盖体4。盖体可以由玻璃材料制成。盖体4具有把手401，把手401设置在盖体4的顶部。盖体4还具有一个通孔402，装置还包括与通孔402相配合的第二封塞403、以及与出液口101相配合的第一封塞103。通孔402能够确保装置内外的压力平衡。在提取土壤中烃类物质之前，先将与装置本体配合的盖体盖紧，再分别用第一封塞和第二封塞封堵通孔和出液口，然后进行提取操作。
第一封塞和第二封塞均可以由聚四氟乙烯材料制成。
请继续参见图3，在本发明实施例中，盖体4通过连接杆5与过滤网组件2连接，以方便取下过滤网组件2。连接杆与盖体和过滤网组件的连接方式均可以为可拆卸连接，例如螺纹连接、卡接等。
本发明第二方面的实施例提供利用上述装置提取土壤中烃类物质的方法。该方法包括：将土壤与提取土壤中烃类物质的有机溶剂按比例加入至所述装置本体中，提取至预设时间，从所述出液口收集提取后的所述有机溶剂，即获得含有烃类物质的所述有机溶剂。
在本发明实施例中，所述土壤与所述提取土壤中烃类物质的有机溶剂的比例为1g:1.5mL-1:15mL，优选为1g:2mL-1g:12mL，更优选为1g:5mL-1g:10mL。本领域技术人员可以大致根据土壤中的烃类物质的含量，来确定土壤与有机溶剂的比例。预设时间可以为18-36小时，优选地，预设时间可以为24小时。搅拌速率可以为小于或等于1000rpm，优选为500-1000rpm；加热温度为30℃-60℃，优选为35℃-50℃。
实施例1
实施例1提供一种提取土壤中烃类物质的装置。请参见图2和图3，该装置包括装置本体1，装置本体具有出液口101；装置还包括设置在装置本体1内部的过滤网组件2，过滤网组件由聚四氟乙烯制成，过滤网组件2包括过滤网201以及外框202，外框202围合在过滤网201的外缘上，并且外框202与装置本体的内壁贴合，并且过滤网组件2位于出液口101的下方；过滤网的个数为两个，并且两个过滤网上下堆叠排布；每个过滤网的孔径为45μm；出液口101设置在装置本体1的侧壁上，位于出液口101处的装置本体1的外侧壁上设置有倾斜向下的管道102，管道102与水平面的夹角α为45°；装置本体1的内壁上可以设置有容积刻度104；该装置还包括设置在装置本体1底部的搅拌器3，搅拌器3包括设置在装置本体1内部的搅拌子301、以及设置在装置本体1底部外侧的搅拌器的控制单元302，搅拌子可以为柱型的磁力搅拌子，搅拌器的控制单元包括控制磁力搅拌子旋转的驱动单元、以及对装置本体进行加热的温控单元；该装置还包括与装置本体1相配合的盖体4，盖体可以由玻璃材料制成，盖体4具有把手401，把手401设置在盖体4的顶部，盖体4还具有一个通孔402，装置还包括与通孔402相配合的第二封塞403、以及与出液口101相配合的第一封塞103；盖体4通过连接杆5与过滤网组件2连接。
实施例2
实施例2提供一种利用实施例1的装置提取土壤中烃类物质的方法。该方法包括：
步骤1)将土壤与提取土壤中烃类物质的有机溶剂按20g:30ml加入至装置本体1中，将盖体4盖在装置1上。
步骤2)开启搅拌器3，设置温控单元的温度为35℃，搅拌子301的转速为400转/分钟，提取时间为24小时。
步骤3)关闭搅拌器3，取下第二封塞403，待装置本体1内的压力与外界平衡后，取下第一封塞103，从出液口101倾倒提取后的有机溶剂，此时过滤网组件2阻止土壤伴随着提取后的有机溶剂流出。
步骤4)握紧把手401，取下盖体4，在连接杆5的作用下，同时也取下过滤网组件2，弃去提取后的土壤，对装置进行清洗。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (10)
1.一种提取土壤中烃类物质的装置，所述装置包括装置本体，所述装置本体具有出液口；
其特征在于，所述装置还包括设置在所述装置本体内部的过滤网组件，所述过滤网组件的外缘与所述装置本体的内壁贴合，并且所述过滤网组件位于所述出液口的下方。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述过滤网组件包括过滤网以及外框，所述外框围合在所述过滤网的外缘上，并且所述外框与所述装置本体的内壁贴合；所述过滤网的个数为两个以上，两个以上的所述过滤网上下堆叠排布；所述过滤网的孔径为小于或等于70μm。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述过滤网组件的材质为聚四氟乙烯。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述出液口设置在所述装置本体的侧壁上；位于所述出液口处的所述装置本体的外侧壁上设置有倾斜向下的溢流堰或管道。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括设置在所述装置本体底部的搅拌器。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述搅拌器包括设置在所述装置本体内部的搅拌子、以及设置在所述装置本体底部外侧的搅拌器的控制单元。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述搅拌器为磁力搅拌器，所述搅拌子为磁力搅拌子，所述搅拌器的控制单元包括控制所述磁力搅拌子旋转的驱动单元、以及对所述装置本体进行加热的温控单元。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括与所述装置本体相配合的盖体；所述盖体具有一个通孔，所述装置还包括与所述出液口相配合的第一封塞、以及与所述通孔相配合的第二封塞。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述盖体通过连接杆与所述过滤网组件连接。
10.一种利用权利要求1所述的装置提取土壤中烃类物质的方法，其特征在于，所述方法包括：
将土壤与提取土壤中烃类物质的有机溶剂按比例加入至所述装置本体中，提取至预设时间，从所述出液口收集提取后的所述有机溶剂，即获得含有烃类物质的所述有机溶剂。
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