CN212586315U - 一种天然气中烃类气体组分碳同位素分离富集装置 - Google Patents
一种天然气中烃类气体组分碳同位素分离富集装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供一种天然气中烃类组分碳同位素快速分离富集装置，包括依次连接在一起的烃类气体分离装置，输气装置，两个气体流量计，若干样品反应器、若干阀门、若干样品收集和真空度控制装置。本实用新型装置设置若干样品反应器和样品收集管，增加了天然气中烃类组分反应、转移和纯化时间，保证了测试过程的精确性；基于本实用新型装置，优化了天然气烃类组分色谱分离条件，缩短了不同组分的保留时间间隔，提升了样品分离制备效率；本实用新型方法选择氧气作为反应载气，既确保样品可以在高温下反应完全，保证样品制备的准确性，又减少了制样步骤。
Description
技术领域
本实用新型属于天然气的分析测试技术领域，尤其是一种天然气中烃类气体组分碳同位素分离富集装置。
背景技术
天然气无论作为沉积物中的痕量气体或聚集在油气藏中的气体都可以被检测到。在漫长的地史时期中，烃类气体由有机物质通过细菌作用和热成因转化而生成。天然气同位素可以准确的判识天然气的成因类型，评价天然气的成熟度，实现油气关系的预测和天然气中CO2风险评价、识别气藏中天然气的指纹特征，预测油气田的变化趋势。因此，准确测定天然气中烃类组分的碳同位素特征，具有重要的理论和实际意义。
目前，人们采用了碳同位素的在线分析技术，然而由于实际分析中进入检测器中的样品量较少，往往会产生数据的波动，同时对于低含量的物质，往往由于含量低于检测线，而无法检测。目前也开展了烃类气体组分的分离技术，色谱方法检测天然气中不同组分的含量，虽然也可将不同的组分加以分离，然而，其测试分离的过程普遍采用毛细管柱，进样量常少于10μL，其仅能将不同的组分进行有效的分离，不方便进行后续的进一步操作。为了满足分析测试的要求，样品的进样量常需要达到3mL以上，基于进样量的增加，其色谱分析条件会有明显的不同，需要建立基于制备色谱的天然气烃类组分的色谱分析条件；前期申报了专利“天然气中烃类化合物碳同位素分析色谱分离方法(2017103883344)”，该专利提出了天然气中烃类化合物碳同位素的色谱分离条件，然而专利所建立的色谱制备方法是基于单套反应和收集装置，由于在不同组分的制备中确保气体组分的混合，要求在色谱保留时间间隔中完成烃组分的反应收集，因而必须保证天然气中组分的色谱保留时间达到一定时间间隔(至少达到3min以上)，因而色谱条件较为苛刻，色谱反应时间较长。因此，开发新型的色谱自动分离制备装置，并结合碳同位素质谱仪的双路分析系统，是目前所亟需的。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种天然气中烃类组分碳同位素快速分离富集装置，确保了天然气中烃类组分样品制备的准确度，不仅可以形成一套简单易行的规范化的操作流程，同时可以协调多个操作工位，实现操作的标准化和自动化。
本实用新型的目的可通过如下技术措施来实现：
该烃类气体组分碳同位素分离富集装置包括依次连接在一起的烃类气体分离装置，输气装置，两个气体流量计，若干样品反应器、若干阀门、若干样品收集和真空度控制装置；
烃类气体分离装置包括依次连接的进样口、色谱仪和程序切换阀；
样品反应器通过阀门与气体流量计连接；两个气体流量计分别通过阀门与输气装置连接；
样品收集和真空度控制装置包括气泡计、八个真空阀、酒精冷阱、两个液氮冷阱、收集管、辅助气装置，真空泵；样品反应器分别与第一真空阀、第二真空阀连接；气泡计与第二真空阀连接；酒精冷阱分别与第一真空阀、第三真空阀连接；第一液氮冷阱分别与第三真空阀和第四真空阀连接，第五真空阀分别与第四真空阀、第六真空阀、第七真空阀、第二液氮冷阱连接，第八真空阀分别与第二液氮冷阱、真空泵连接；第六真空阀与样品收集管连接，第七真空阀与辅助气装置连接。
本实用新型的目的还可通过如下技术措施来实现：
优选地，程序切换阀可为两通阀、三通阀、四通阀中一种。
优选地，样品反应器、样品收集和真空度控制装置的个数分别与程序切换阀连通个数对应。优选地，样品反应器为石英反应管。
优选地，真空泵中设有真空计；优选地，液氮冷阱中设置带刻度标记的U形管，当收集的气体凝固成固态时，可以观察到其中的量值。
本实用新型与现有技术相比具有以下有益技术效果：
本实用新型装置设置若干样品反应器和样品收集管，增加了天然气中烃类组分反应、转移和纯化时间，保证了测试过程的精确性；本实用新型装置液氮冷阱中设置带刻度标记的U形管，可预估天然气中不同组分的相对含量。
基于本实用新型装置，优化了天然气烃类组分色谱分离条件，缩短了不同组分的保留时间间隔，提升了样品分离制备效率；本实用新型还优化了天然气中低含量烃类组分的色谱富集条件，保证了每一组分的快速有效的富集，有效缩短了低含量样品富集时间。
本实用新型方法选择氧气作为反应载气，既确保样品可以在高温下反应完全，保证样品制备的准确性，又减少了制样步骤。
附图说明
构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步解释，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
图1为本实用新型实施例的示意图；
图2为样品收集和真空度控制装置。
1.进样口，2.色谱仪，3.切换阀，4.阀门，5.样品反应器，6.阀门，7.样品反应器，8.阀门，9.样品反应器，10.阀门，11.样品反应器，12.阀门，13.第一流量计，14.阀门，15.第二流量计，16.样品收集和真空度控制装置，17.样品收集和真空度控制装置，18.样品收集和真空度控制装置，19.样品收集和真空度控制装置，20.第一真空阀，21.第二真空阀，22.气泡计，23.酒精冷阱，24.第三真空阀，25.第一液氮冷阱，26.第四真空阀，27.第六真空阀，28.样品收集管，29.第七真空阀，30.辅助气装置，31.第五真空阀，32.第二液氮冷阱，33.第八真空阀，34.真空泵，35.输气装置一，36.输气装置二。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本实用新型的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本实用新型的技术方案。
实施例：天然气中烃类气体组分碳同位素分离富集装置
如图1所示，所述装置包括依次连接在一起的烃类气体分离装置，输气装置(35，36)，两个气体流量计(13，15)，四个样品反应器(5，7，9，11)、阀门(4，6，8，10，12，14)、四个样品收集和真空度控制装置(16，17，18，19)，
烃类气体分离装置包括依次连接的进样口1、色谱仪2和程序切换阀3；程序切换阀为四通阀(a，b，c，d)；
样品反应器5、7、9、11分别通过阀门4、6、8、10、12或14与气体流量计连接；输气装置一35，输气装置二36分别与气体流量计13、15连接；样品反应器5分别与程序切换阀a端、样品收集和真空度控制装置16连接；样品反应器7分别与程序切换阀b端、样品收集和真空度控制装置17连接；样品反应器9分别与程序切换阀c端、样品收集和真空度控制装置18连接；样品反应器11分别与程序切换阀d端、样品收集和真空度控制装置19连接。
样品收集和真空度控制装置包括气泡计22、八个真空阀(20、21、24、26、27、29、31、33)、酒精冷阱23、两个液氮冷阱(25、33)、收集管28、辅助气装置30，真空泵34；样品反应器分别与第一真空阀20、第二真空阀21连接；气泡计22与第二真空阀21连接；酒精冷阱23分别与第一真空阀20、第三真空阀24连接；第一液氮冷阱25分别与第三真空阀24和第四真空阀26连接，第五真空阀31分别与第四真空阀26、第六真空阀27、第七真空阀29、第二液氮冷阱32连接，第八真空阀33分别与第二液氮冷阱32、真空泵34连接；第六真空阀27与样品收集管28连接，第七真空阀29与辅助气装置30连接。
样品反应器为石英反应管，真空泵中设有真空计。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种烃类气体组分碳同位素分离富集装置，其特征在于，包括依次连接在一起的烃类气体分离装置，输气装置，两个气体流量计，若干样品反应器、若干阀门、若干样品收集和真空度控制装置；
烃类气体分离装置包括依次连接的进样口、色谱仪和程序切换阀；
样品反应器通过阀门与气体流量计连接；两个气体流量计分别通过阀门与输气装置连接；
样品收集和真空度控制装置包括气泡计、八个真空阀、酒精冷阱、两个液氮冷阱、收集管、辅助气装置，真空泵；样品反应器分别与第一真空阀、第二真空阀连接；气泡计与第二真空阀连接；酒精冷阱分别与第一真空阀、第三真空阀连接；第一液氮冷阱分别与第三真空阀和第四真空阀连接，第五真空阀分别与第四真空阀、第六真空阀、第七真空阀、第二液氮冷阱连接，第八真空阀分别与第二液氮冷阱、真空泵连接；第六真空阀与样品收集管连接，第七真空阀与辅助气装置连接。
2.根据权利要求1所述的一种烃类气体组分碳同位素分离富集装置，其特征在于，程序切换阀为两通阀、三通阀、四通阀中一种。
3.根据权利要求1或2所述的一种烃类气体组分碳同位素分离富集装置，其特征在于，样品反应器、样品收集和真空度控制装置的个数分别与程序切换阀连通个数对应。
4.根据权利要求1所述的一种烃类气体组分碳同位素分离富集装置，其特征在于，样品反应器为石英反应管。
5.根据权利要求1所述的一种烃类气体组分碳同位素分离富集装置，其特征在于，真空泵中设有真空计。
6.根据权利要求1所述的一种烃类气体组分碳同位素分离富集装置，其特征在于，液氮冷阱中设置带刻度标记的U形管。
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| CN202021091516.9U CN212586315U (zh) | 2020-06-12 | 2020-06-12 | 一种天然气中烃类气体组分碳同位素分离富集装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113804807A (zh) * | 2020-06-12 | 2021-12-17 | 中国石油化工股份有限公司 | 天然气中烃类气体组分碳同位素分离富集装置及制样方法 |
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2020
- 2020-06-12 CN CN202021091516.9U patent/CN212586315U/zh active Active
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