NO138968B - Fremgangsmaate og apparat for bestemmelse av gasser avgitt ved ikke-oxyderende pyrolyse av bergarter eller jord - Google Patents
Fremgangsmaate og apparat for bestemmelse av gasser avgitt ved ikke-oxyderende pyrolyse av bergarter eller jord Download PDFInfo
- Publication number
- NO138968B NO138968B NO743698A NO743698A NO138968B NO 138968 B NO138968 B NO 138968B NO 743698 A NO743698 A NO 743698A NO 743698 A NO743698 A NO 743698A NO 138968 B NO138968 B NO 138968B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- pyrolysis
- line
- furnace
- tube
- products
- Prior art date
Links
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 title claims description 78
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims description 17
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 35
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 22
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 16
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 claims description 10
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 claims description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 6
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000010982 kinetic investigation Methods 0.000 claims description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 claims 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 13
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 13
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 6
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GQEZCXVZFLOKMC-UHFFFAOYSA-N 1-hexadecene Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCC=C GQEZCXVZFLOKMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 hydrogen- Chemical class 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 description 1
- CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N [C].[N] Chemical compound [C].[N] CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N31/00—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
- G01N31/12—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using combustion
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/24—Earth materials
- G01N33/241—Earth materials for hydrocarbon content
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Description
Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og et apparat for bestemmelse av gasser avgitt ved ikke-oxyderende pyrolyse av bergarter eller jord.
En rekke metoder er kjent for å bestemme carbon-, hydrogen-
og nitrogeninnholdet i organiske materialer. Disse jnetoder er vanligvis basert på en oxyderende pyrolyse. Apparater for automatisk bestemmelse av disse innhold er også kjente. Disse metoder er imidlertid bare egnede for behandling av materialer med et høyt innhold av organisk materiale og lavt askeinnhold.
For imidlertid å kunne -undersøke bergarter eller jord som inneholder høye askemengder, er det nødvendig å tilgripe en annen teknikk som muliggjør bestemmelse av forholdsvis små mengder organisk materiale i disse. Som eksempler på materialer som inneholder små mengder organisk materiale kan nevnes kerogenbergartene og jord som ofte inneholder inntil 99% aske. Men typen av og de forholdsvise mengder av organisk materiale i disse bergarter og jord utgjør meget interessante indikasjoner for geologen og pedologen. Det er således nødvendig å utføre en ikke-oxyderende pyrolyse og fra bergarten eller jorden å ekstrahere alt materiale som er flyktig ved pyrolysetemperaturen.
Det tas således ved oppfinnelsen sikte på å tilveiebringe^en fremgangsmåte for ved hjelp av gasskromatografi å bestemme mengden av flyktig materiale som dannes ved pyrolyse av materialer med høyt askeinnhold, som kerogenbergarter og jord. Det tas ved oppfinnelsen også sikte på å tilveiebringe et apparat for utførelse av denne fremgangsmåte.
Oppfinnelsen angår således en fremgangsmåte for bestemmelse
av gasser avgitt ved ikke-oxyderende pyrolyse av prøver på 2-20 mg av bergarter eller jord i nærvær av en inert gass, hvor de ved pyrolysen avgitte flyktige materialer oppfanges og kondenseres,
og fremgangsmåten er særpreget ved at de ved pyrolysen avgitte flyktige materialer oppfanges og kondenseres i ett eller flere til en temperatur av -192°C eller derunder avkjølte rør med liten innvendig diameter, hvor flere rør anvendes når de forskjellige gasser som avgis til forskjellige tider skal oppfanges i separate rør, hvorefter hvert rørs temperatur økes til værelsetemperatur og en bestemt andel av innholdet i hvert rør fjernes med den inerte gass og overføres til en gasskromatografikolonne for å bestemme dens innhold av hydrocarboner og carbondioxyd, hvorefter resten av innholdet av røret fjernes fra dette ved fornyet til-førsel av den inerte gass og ledes gjennom en ovn for reduksjon av nitrogenoxyder til og derfra til kromatografikolonnen.
Det er i en rekke tilfeller ikke bare interessant å vite
den type og de mengder av gass som dannes ved pyrolysen, men også den hastighet hvormed disse gasser avgis. Et kjennskap til denne hastighet er meget interessant for studiet av bergarter eller jord. Ifølge en foretrukken utførelsesform av den foreliggende fremgangsmåte anvendes flere rør. Disse rør.anvendes i rekkefølge for å oppfange de flyktige materialer som dannes under pyrolysen. På denne måte vil det første rør inneholde de flyktige materialer som dannes ved begynnelsen av pyrolysen, og det annet rør vil inneholde de flyktige materialer som dannes under den senere periode av pyrolysen etc. Det kan også anvendes på forhånd valgte perioder for i rekkefølge å kondensere de flyktige materialer i hvert rør, og å benytte et programmeringsapparat som derefter regulerer inn-løpet i hvert rør i den valgte periode.
Bruk av flere rør gjør det mulig å utføre en interessant modifikasjon av den foreliggende fremgangsmåte. Ifølge denne undersøkes dannelsen av flyktige materialer som en funksjon av den pyrolysetemperatur som bergarten eller jorden utsettes for. Ifølge denne utførelsesform oppvarmes ovnen til forskjellige tem-peraturer, og de ved de forskjellige pyrolysetemperaturer dannede produkter oppfanges i forskjellige rør.
For hurtig å kunne undersøke forskjellige bergarter eller
jord kan bare en del av de ved pyrolysen av hvert produkt avgitte gasser oppfanges i røret eller -rørene og undersøkes. Denne del av de oppfangede gasser kan utgjøre en forholdsvis liten del, f.eks.
1-10% av de samlede pyrolysegasser. På denne måte kan en prøve av bergarten eller jorden utsettes for pyrolyse ved en på forhånd bestemt temperatur og den samlede mengde av de ved pyrolysen avgitte gasser, som betegnes med "utbytte av flyktige materialer" bestemmes, men uten at disse gasser analyseres. Derefter kan en annen prøve av den samme bergart eller jord pyrolyseres ved den samme temperatur og bare en del av pyrolysegassene kondenseres i røret eller -rørene. For at denne utvalgte del av pyrolysegassene skal kunne tas som representativ for de samlede pyrolysegasser, vil den vanligvis utgjøre 20-80%, fortrinnsvis 50%, av de samlede pyrolysegasser. Hvis en detaljert kinetisk undersøkelse av pyrolysen er ønsket, kan det imidlertid være interessant å under-søke de samlede pyrolysegasser ved å velge ut små mengder derav til-svarende 1% av det samlede volum av pyrolysegassene.
Pyrolysen av bergarter eller jord utføres i nærvær av en inert gass, f.eks. helium. Denne pyrolyse er derfor ikke en oxyderende pyrolyse. Imidlertid vil en del carbon- og nitrogen-holdige forbindelser i bergarten eller jorden omdannes til hhv. carbondioxyd og nitrogenoxyd på grunn av at det i de organiske materialer i disse produkter forekommer oxygen i fri eller bundet form.
Ved hjelp av den foreliggende fremgangsmåte er det mulig å analysere små mengder av bergarter eller jord, vanligvis betegnet som "semimikromengder", på 2-20 mg, spesielt 5-15 mg.
Pyrolysetemperaturen kan variere fra 200-1000°C eller der-over, og valget av pyrolysetemperatur vil variere med typen av det produkt som skal undersøkes og med typen av flyktig materiale som skal bestemmes.
Det for utførelse av den foreliggende fremgangsmåte anvendte apparat er særpreget ved at det i det vesentlige består av en pyrolyseovn med en tilførselsledning for inert gass, ett eller flere rør med liten innvendig diameter som er anordnet parallelt, men individuelt tilkoblingsbare, ved ovnens utløp for å opp-
fange og kondensere pyrolyseproduktene og som via ledninger står i lukkbar forbindelse med ovnens utløp, en reduksjonsovn for nitrogenoxyd som via en ledning står i lukkbar forbindelse med hvert rør, og en gasskromatografikolonne som via en ledning og en annen ledning kan forbindes lukkbart med hvert rør eller som
kan forbindes med reduksjonsovnen for nitrogenoxyder for mottagelse av gasser som via den annen ledning er blitt ledet gjennom reduksjonsovnen.
Ifølge en foretrukken utførelsesform av det foreliggende apparat omfatter dette flere rør som styres ved hjelp av en programmeringsmaskin. Ved hjelp av en annen programmeringsmaskin styres overføringen av de i hvert rør kondenserte produkter til kromatografikolonnen direkte eller ved at de føres gjennom reduksjonsovnen for nitrogenoxydene.
Ved hjelp av denne utførelsesform er det mulig hurtig å be-handle en rekke materialprøver med et høyt askeinnhold og å gjennomføre en automatisk dosering til gasskromatografikolonnen av de flyktige materialer som dannes ved pyrolyse av disse prøver.
Særtrekkene ved oppfinnelsen vil lett forstås fra den neden-for detaljerte beskrivelse av en utførelsesform av oppfinnelsen i forbindelse med tegningen som er et flytskjema for et apparat ifølge oppfinnelsen.
Den prøve som skal analyseres, innføres i en pyrolyseovn 1. Temperaturen i denne økes til den ønskede temperatur. I pyrolyseovnen 1 opprettholdes en atmosfære av en inert gass som tilføres gjennom ledningen 2.
Prøvene anbringes i en sylinder med en elektromagnetisk ventil 4 på den pneumatiske styrekrets for den automatiske injisering av hver prøve i ovnen 1. En inert gass som tilføres gjennom ledningen 5, anvendes for å injisere disse prøver.
Den annen ende av pyrolyseovnen står i forbindelse med flere parallelt anordnede rør 6,6',6",6"'. Ved hjelp av elektro-magnetventiler 7,7',7" og 7"' styres strømmen av produkter fra pyrolyseovnen 1 inn i røret gjennom den angjeldende ventil eller inn i det neste rør. Ved hjelp av elektromagnetventilene 8,8',8" og 8"' styres strømmen av produkter fra rørene 6,6', 6",6"' til ledningen 10.
Avkjølingsinnretninger 9,9',9" og 9"', spesielt Dewar-kar, fylt med et egnet kjølemiddel, er anbragt på en støtte 11. De må omgi rørene 6,6',6",6"' for at pyrolyseproduktene fra ovnen 1 skal kondenseres. For å oppnå dette heves støtten slik at av-kjølingsinnretningene omgir rørene under kondensasjonstrinnet.
Når dette trinn er over, senkes støtte- og avkjølingsinnretningene.
Rørenes temperatur øker derved til værelsetemperatur. De kondenserte produkter fjernes derefter ved hjelp av en inert gass eller bærergass og overføres til ledningen 10. Strømmen av produkter fra hvert rør til ledningen 10 styres ved hjelp av elektromagnetventilene 8-8"'.
Løfte- og senkebevegelsen for støtten 11 og stillingen for ventilene 7-7"' og 8-8"' styres ved hjelp av programmeringsmaskinen. For å forenkle tegningen er forbindelsene mellom programmeringsmaskinen og ventilene ikke blitt fullstendig gjengitt.
Ledningen 10 står i forbindelse med en gasskromatografi— kolonne 13 via ledningen 14 eller via reduksjonsovnen 15 for nitrogenoxyder.• Ved hjelp av elektromagnetventilene 16 og 17 styres overføringen, gjennom ledningen 14 eller gjennom ovnen 15, av hver fraksjon av pyrolyseprodukter fra rørene 6-6"'. Inn-stillingen av disse ventiler 16 og 17 styres ved hjelp av programmeringsmaskinen 18.
Ifølge den viste utførelsesform omfatter apparatet en kata-rometerdetektor 19, en forsterker 20, en skriver 21, en integrator 22 og en trykkeanordning 23. Detektoren omfatter en ledning 24 hvorigjennom bærergassen kan slippes ut.
Når den foreliggende fremgangsmåte utføres i overensstemmelse med det viste flytskjema, veies og innføres de prøver som skal undersøkes, i sylinderen 3. Temperaturen i pyrolyseovnen 1 økes til den ønskede temperatur, f.eks. ca. 500°C, men temperaturen kan variere fra 200 til 1000°C.
Ifølge en foretrukken utførelsesform av den foreliggende fremgangsmåte pyrolyseres hver prøve under slike betingelser at det kan gjenvinnes en bestemt mengde av. den samlede mengde av pyrolyseprodukter som kan erholdes ved den på forhånd valgte pyrolysetemperatur som altså i dette tilfelle er 500°C. Denne mengde kan variere, men pyrolysen utføres fortrinnsvis i ovnen i den nødvendige tid for at 50% av den samlede teoretiske produksjon av flyktig materiale ved pyrolysetemperaturen skal kunne oppfanges.
For å bestemme denne samlede produksjon anvendes en;pyro-lysereaktor, f.eks. et kvartsrør, -som står i forbindelse med en flammeioniseringsdetektor med en tilkoblet skriveranordning. En prøve av det materiale som skal undersøkes, innføres i kvartsrøret som oppvarmes til 500°C.
Ved hjelp av skriveranordningen nedtegnes diagrammer som analyseres ved hjelp av en regnemaskin som gir utbyttet av flyktige materialer dannet ved pyrolyse innen snevre tidsintervaller, f.eks. for hvert annet sekund. Den nødvendige tid for å oppnå en mengde flyktig materiale som tilsvarer f.eks. 50% av den samlede teoretiske produksjon, bestemmes.
Et bryterur (ikke vist) innstilles for å styre elektromagnetventilen 4 slik at injiseringen av en prøve fra sylinderen 3 inn i pyrolyseovnen 1 vil foregå til de bestemte tider.
Strømmen av inert gass reguleres ellers i ledningene 5 og 2. Programmeringsmaskinen \ 2 innstilles også slik at pyrolyseproduktene vil kondenseres eller oppfanges i ett eller flere av rørene 6-6"'
i løpet av en på forhånd bestemt tid for å kondensere den valgte prosentuelle mengde av flyktig materiale.
Den første mineralprøve innføres derefter i pyrolyseovnen. Elektromagnetventilen 7 åpnes i en tid t slik at flyktige materialer kan strømme gjennom ledningen 25 inn i det første rør 6.. Samtidig vil relésystemet som står i forbindelse med programmeringsmaskinen 12, bevirke at støtten 11 med Dewar-karene 9-9"' vil stige slik at det flyktige materiale oppfanges i røret 6. Efter den ovennevnte tid t stenges elektromagnetventilen 7,
og ventilen 7' åpnes slik at pyrolyseproduktene vil strømme inn i det annet rør 6' gjennom ledningene 26,27 og 28 i en tid t'. Derefter kan pyrolyseproduktene på samme måte strømme inn i
rørene 6" og 6"' .
Når den siste ventil 7"' er blitt stengt, senkes støtten
11 og avkjølingsinnretningene 9-9"', og temperaturen i rørene øker til værelsetemperatur.
Ved hjelp av den inerte gass eller bærergass overføres produktene fra røret via ledningene 29, 30, 31, 32, 33, 34 og 35 til ledningen 10. Derefter åpnes ventilen 8, mens ventilene 8',
8", og 8"' er stengt, idet ventilenes stilling styres ved hjelp av programmeringsmaskinen 12.
En del av produktene i ledningen 10 injiseres via ledningen
14 inn i kromatografikolonnen 13. Derefter injiseres den annen del av produktene inn i kolonnen 13 via reduksjonsovnen 15 for nitrogenoxyder. Strømmen av pyrolyseprodukter reguleres i hvert tilfelle ved hjelp av elektromagnetventilene 16 og 17 som på sin side styres av programmeringsmaskinen 18.
Med kjennskap til oppfangningstiden i rørene 6-6"'
kan ved hjelp av programmeringsmaskinen 18 det øyeblikk når den første injisering i kromatografikolonnen har funnet sted, forutsis.
Injiseringstiden beregnes for å injisere en del, vanligvis halvparten, av produktene i et rør inn i kolonnen 13 via ledningen 14, og derefter den annen halvpart via ovnen 15.
Gasskromatografikolonnen 13 kan være en kolonne av eri hvilken som helst kjent type. Valget av den stasjonære fase er avhengig av bestanddelene som skal bestemmes. Denne fase består f.eks. av en styren/divinylbenzen-copolymer, som den som selges under varemerket "Porapak Q", for å kunne bestemme de forholdsvise mengder av slike bestanddeler som CC^, CH4 og C-jH^, eller av et aluminium-silikat, som "Celite", med hexadecen for dosering av lette hydrocarboner med 1-5 carbonatomer i molekylet, eller av siliconfett, f.eks. "Apiezon L", for dosering av aromatiske hydrocarboner.
Bestanddelene som adskilt kommer ut av kromatografikolonnen, føres derefter gjennom et påvisningssystem. Det foretrekkes å anvende en varmeledningsevnedetektor som avgir et elektrisk signal som er proporsjonalt med konsentrasjonen av bestanddelen. Signalet sendes til en integrator 22 som nedskriver antallet impulser som er forbundet med den påviste bestanddel. Det samlede antall impulser skrives ned på trykkeanordningen 23. Detektoren 20 står også i forbindelse med en skriveranordning 21 som nedtegner kromatogrammet. Bærergassen forlater detektoren gjennom ledningen 24.
Eksempel 1
En del av en prøve av kerogenbergart ble på forhånd pyro-lysert ved 500°C, og det ble fastslått at de nødvendige tider for å oppfange 25%, 50% og 100% av de ved pyrolysen dannede flyktige materialer, var hhv. 14 s, 82 s oa 3600 s.
Derefter ble da flyktige materialer fra pyrolysen av andre deler av den samme bergart analysert ved hjelp av den foreliggende fremgangsmåte.
Bryteruret ble innstilt slik at det styrte elektromagnetventilen h i den pneumatiske krets slik at en prove automatisk ble injisert hvert tyvende minutt. Helium ble anvendt som inert gass, og strommen av denne ble også regulert i ledningene 2 og 5.1 ledningen 2 var heliumstrommen ca. 35 cm<J>/min,og i ledningen 5 var heliumtrykket 2,5 kg/cm p.
For å oppfange de ved pyrolysen i ovnen 1 dannede flyktige materialer ble to ror 6 og 6' anvendt, og programmerings-
maskinen 12 ble slik innstilt at oppfangningstiden i roret 6 var 1<*>+ s, og på denne måte ble 25% av de flyktige materialer oppfanget, og slik at oppfangningstiden i roret 6' var 68 s.
Den samlede oppfangningstid var således 82 s, og 50% av de flyktige materialer ble kondensert som beskrevet ovenfor.
Provene ble veid og fylt i sylinderen 3. Pyrolyseovnen ble holdt på en temperatur av 500°C, og den forste prove som veide 10,2 mg, ble innfort. Ventilen 7 ble åpnet slik at pyrolyseproduktene kunne stromme gjennom ledningen 25 og oppfanges i roret 6 i "l^ s. Ved hjelp av Telesystemet som sto i forbindelse med programmeringsmaskinen 12, ble stotten 11 mad Dewar-karene 9,9' hevet samtidig med at ventilen 7 ble åpnet.
Efter oppfangning i roret 6 i lk s ble ventilen 7<*>
åpnet. Pyrolyseproduktene strommet gjennom ledningene 26, 27 og 28 og inn i roret 6' i 68 s. Da ventilen 7<*> ble stengt, ble stotten 11 senket til sin opprinnelige nedre stilling.
Innholdet av produktene oppfanget i rorene 6 og 6'
ble derefter analysert. Helium fra ledningen 2 strommet gjennom ledningen 25 og forte med seg produktene fra roret 6.
Disse produkter og heliumgassen strommet gjennom ledningene 29-35 og derefter inn i ledningen 10. Ved hjelp av programmeringsmaskinen 18 og elektromagnetventilene 16 og 17 ble strommen av ca. 50% av produktene styrt direkte inn i gasskromatografikolonnen 13 som inneholdt "Porapak Q". Resten av pyrolyseproduktene strommet derefter gjennom reduksjonsovnen 15 for nitrogenoxydene og derfra inn i kolonnen 13.
Analyseresultatene for pyrolyseproduktene oppfanget i
roret 6 var:
C02 ; 217 ppm
CHj : spor
<N>2 : 57 ppm
Den ovennevnte prosess ble gjentatt, men helium ble fort gjennom ledningen 28 for å fjerne og muliggjdre analyse av produktene i roret 6'. Analyseresultater for disse produkter var:
C02 : ?_ Ph ppm
CH^ : 77 ppm
N2 : 136 ppm
Eksempel 2
Det ble på forhånd utfort en pyrolyse ved )+00°C, 500°C og 600 C av prover A, B og C av kerogenbergart, og de nodvendige tider for å oppfange minst 50% av de derved dannede flyktige materialer ble bestemt.
Resultatene er gjengitt i den nedenstående tabell.
De fra andre deler av de samme prover A, B og C av kerogenbergart ved pyrolyse avgitte flyktige materialer ble analysert vea hjelp av den foreliggende fremgangsmåte.
Bryteruret ble innstilt slik at det styrte elektromagnetventilen <*>+ i den pneumatiske krets slik at en prove ble automatisk injisert hvert tyvende minutt. Helium ble anvendt som inert gass, og strommen av helium ble også regulert i ledningene 2 og 5. I ledningen 2 var holiumstrommen ca. 35 cmJ/min, og f ledningen 5
0
var heliumtrykket 2,5 kg/cm".
Roret 6 ble anvendt for oppfangning av de ved pyro-
lysen i ovnen 1 dannede flyktige materialer, og programmerings-
maskinen 12 ble slik innstilt at oppfangningstiden i roret 6 tilsvarte den nodvendige tid for oppfangning av 50% av de flyktige materialer i hhv. bergartsprovene A, B og C (se- tabell I).
Provene ble veid og fylt i sylinderen 3. Pyrolyseovnen ble oppvarmet til den onskede temperatur av <i>f00°C, 500°C eller 600°C, og den forste prove på 20 mg ble innfort i ovnen.
Ventilen 7 ble åpnet slik at pyrolyseproduktene kunne stromme gjennom ledningen 25 og oppfanges i roret 6 i den nod-
vendige tid for å oppfange 50% av de flyktige materialer fra hhv. bergartsprovene A, B og C (se tabell I).
Derefter ble innholdet av produktene oppfanget i
roret 6 analysert. Helium fra ledningen 2 strommet gjennom ledningen 5 og tok med seg produktene fra roret 6. Disse produkter og heliumbærergassen strommet gjennom ledningene 29-35 og derfra inn i ledningen 10. Ved hjelp av programmeringsmaskinen 18 og elektromagnetventilene 16 og 17 ble ca. 50% av produktene styrt direkte inn i gasskromatografikolonnen 13 som inneholdt "Porapak Q". Resten av pyrolyseproduktene ble derefter fort gjennom reduksjonsovnen 15 for nitrogenoxydene og til kolonnen 13»
Analyseresultatene for C02 (uttrykt i ppm) i de i
roret 6 oppfangede pyrolyseprodukter var;
En beregning av aktiveringsenergiene, under den forutset-ning at reaksjonene var av forste orden, ga som resultat:
Disse resultater gjorde det mulig hurtig å gruppere provene efber oljepotensial i overensstemmelse med modeller under arbeidsbe-tingelser, og grupperingen var som folger:
A : for moden
B : moden
C : noe umoden.
Claims (6)
1. Fremgangsmåte for bestemmelse av gasser avgitt ved ikke-oxyderende pyrolyse av prøver på 2-20 mg av bergarter eller jord i nærvær av en inert gass, hvor de ved pyrolysen avgitte flyktige materialer oppfanges og kondenseres, karakterisert ved at de ved pyrolysen avgitte flyktige materialer oppfanges og kondenseres i ett eller flere til en temperatur av -192°C eller derunder avkjølte rør med liten innvendig diameter, hvor flere rør anvendes når de forskjellige gasser som avgis til forskjellige tider skal oppfanges i separate rør, hvorefter hvert rørs temperatur økes til værelsetemperatur og en bestemt andel av innholdet i hvert rør fjernes med den inerte gass og overføres til en gasskromatografikolonne for å bestemme dens innhold av hydrocarboner og carbondioxyd, hvorefter resten av innholdet av røret fjernes fra dette ved fornyet tilførsel av den inerte gass og ledes gjennom en ovn for reduksjon av nitrogenoxyder til ^ og derfra til kromatografikolonnen.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at pyrolysen utføres inntil 20-80% av den samlede teoretiske mengde pyrolysegass er blitt dannet, basert på forsøk utført på forhånd for å bestemme den tid som er nødvendig for at den angjeldende prosent pyrolysegass vil avgis ved de anvendte arbeids-betingelser, og at denne prosent pyrolysegass kondenseres.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at en kinetisk undersøkelse av pyrolysen utføres ved i rekkefølge å analysere små deler av det samlede volum av pyrolysegassene .
4., Apparat for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1, karakterisert ved at det i det vesentlige består av en pyrolyseovn (1) med en tilførselsledning (2) for inert gass, ett eller flere rør (6 , 6',6",6" ') med liten innvendig diameter som er anordnet parallelt, men individuelt tilkoblingsbare, ved ovnens utløp for å oppfange og kondensere pyrolyseproduktene og som via ledninger (25;26,27,28) står i lukkbar forbindelse med ovnens ut-løp, en reduksjonsovn (15) for nitrogenoxyd som via en ledning (10) står i lukkbar forbindelse med hvert rør, og en gasskromatografikolonne (13) som via en ledning (14) og ledningen (10) kan forbindes lukkbart med hvert rør eller som kan forbindes med reduksjonsovnen
for nitrogenoxyder for mottagelse av gasser som via ledningen (10) er blitt ledet gjennom reduksjonsovnen.
5. Apparat ifølge krav 4,karakterisert ved at det omfatter flere rør (6 , 6' , 6" , 6" ') som anvendes efter hverandre ved styring ved hjelp av en programmeringsmaskin (12).
6. Apparat ifølge krav 4 eller 5, karakterisert ved at det dessuten omfatter en programmeringsmaskin (18) for styring av overføringen av de i hvert rør (6 , 6',6",6"1) kondenserte produkter til kromatografikolonnen (13), direkte eller gjennom reduksjonsovnen (15) for nitrogenoxyder.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7336824A FR2247947A5 (no) | 1973-10-16 | 1973-10-16 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO743698L NO743698L (no) | 1975-05-12 |
NO138968B true NO138968B (no) | 1978-09-04 |
NO138968C NO138968C (no) | 1978-12-13 |
Family
ID=9126433
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO743698A NO138968C (no) | 1973-10-16 | 1974-10-15 | Fremgangsmaate og apparat for bestemmelse av gasser avgitt ved ikke-oxyderende pyrolyse av bergarter eller jord |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
CA (1) | CA1031679A (no) |
DE (1) | DE2449143A1 (no) |
ES (1) | ES431048A1 (no) |
FR (1) | FR2247947A5 (no) |
GB (1) | GB1441050A (no) |
NO (1) | NO138968C (no) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
LU74758A1 (no) * | 1976-04-14 | 1977-10-26 | ||
GB2048469B (en) * | 1979-05-09 | 1983-04-07 | Conoco Ltd | Pyrolysis product gases analyzing method and system |
FR2472754A1 (fr) * | 1979-12-28 | 1981-07-03 | Inst Francais Du Petrole | Methode et dispositif pour determiner notamment la quantite de carbone organique contenue dans un echantillon |
DE3918652A1 (de) * | 1989-05-24 | 1990-11-29 | Detlef Post | Analysegeraet fuer schuettgut |
CN112730503B (zh) * | 2021-01-20 | 2023-07-11 | 太原理工大学 | 一种高温流体开采油页岩的模拟装置的操作方法 |
-
1973
- 1973-10-16 FR FR7336824A patent/FR2247947A5/fr not_active Expired
-
1974
- 1974-10-15 NO NO743698A patent/NO138968C/no unknown
- 1974-10-15 CA CA211,346A patent/CA1031679A/en not_active Expired
- 1974-10-16 DE DE19742449143 patent/DE2449143A1/de not_active Withdrawn
- 1974-10-16 ES ES431048A patent/ES431048A1/es not_active Expired
- 1974-10-16 GB GB4487774A patent/GB1441050A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ES431048A1 (es) | 1977-05-01 |
NO743698L (no) | 1975-05-12 |
DE2449143A1 (de) | 1975-05-07 |
FR2247947A5 (no) | 1975-05-09 |
CA1031679A (en) | 1978-05-23 |
GB1441050A (en) | 1976-06-30 |
NO138968C (no) | 1978-12-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DK150689B (da) | Fremgangsmaade til hurtig vurdering af et organisk materiales egenthed til carbonhydridproduktion og pyrolyseapparatur til anvendelse ved udoevelse af fremgangsmaaden | |
US4519983A (en) | Method and device for determining the organic carbon content of a sample | |
US3703355A (en) | Pyrolysis and analysis system | |
Giraud | Application of pyrolysis and gas chromatography to geochemical characterization of kerogen in sedimentary rock | |
CN102721590B (zh) | 连续无损耗全岩天然气生成模拟方法 | |
Qi et al. | A rapid method for determining the R70 self-heating rate of coal | |
GB1198888A (en) | Device for Taking Samples from a Gaseous Mixture | |
NO148087B (no) | Fremgangsmaate til bestemmelse av sammensetningen av det organiske materiale i en sedimentaer proeve | |
JPH01124765A (ja) | 有機物質のサンプルの少なくとも2フラクションの炭素、水素、硫黄及び窒素の内から選んだ少なくとも2元素の含有量の測定方法およびその装置 | |
Potter et al. | A gas-chromatograph, continuous flow-isotope ratio mass-spectrometry method for δ13C and δD measurement of complex fluid inclusion volatiles: Examples from the Khibina alkaline igneous complex, northwest Russia and the south Wales coalfields | |
NO138968B (no) | Fremgangsmaate og apparat for bestemmelse av gasser avgitt ved ikke-oxyderende pyrolyse av bergarter eller jord | |
NO149521B (no) | Fremgangsmaate for aa bestemme det organiske carboninnhold i raa mineralmaterialer. | |
Ristic et al. | On-line analysis of nitrogen containing compounds in complex hydrocarbon matrixes | |
Kutuzov et al. | Formation of volatile organic sulfur compounds by low thermal maturation of source rocks: A geochemical proxy for natural gas | |
Morris | Effect of particle size and temperature on volatiles produced from coal by slow pyrolysis | |
US3205700A (en) | Apparatus for recovering minute quantities of volatile compounds from inert solids | |
US3168378A (en) | Process for analysis of organic compounds | |
Scrima et al. | Thermal chromatography of Green River oil shale I. Bitumen and kerogen | |
Hanson et al. | Characterization of oil shales by laser pyrolysis-gas chromatography | |
Matthesius, GA, Morris, RM & desai | Prediction of the volatile matter in coal from ultimate and proximate anayses | |
NO303512B1 (no) | FremgangsmÕte og innretning for analyse av makromolekylµre materialer ved hjelp av pyrolyse | |
Bakr et al. | In situ high temperature ESR measurements for kerogen maturation | |
CN203758975U (zh) | 基于可控等值比法模拟卷烟燃吸的分析装置 | |
Gerard et al. | Analysis of confined pyrolysis effluents by thermodesorption-multidimensional gas chromatography | |
CN103926342A (zh) | 基于可控等值比法模拟卷烟燃吸的分析方法及分析装置 |