[发明专利]一种用于制备或收集岩石中吸附气态烃的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备或收集岩石中吸附的气态烃的装置，具体地涉及一种采用酸分解岩石、土壤等地质样品中的碳酸盐矿物，并对所释放出的气态烃加以收集的装置或仪器。

背景技术

在天然气的地球化学研究中，将天然气与气源岩进行对比，以及对气源岩的评价等，都依懒于对气源岩中气态烃的分析结果。而影响分析结果准确性的关键在于分析过程中如何将岩石中的气态烃较完全地提取和收集。采用酸解脱气来提取岩石中的气态烃是目前较为行之有效的脱气收集方法，该方法通常是采用酸(例如H₃PO₄)分解岩石、土壤等地质样品中的碳酸盐矿物，使被矿物吸附以及包裹在其晶格中的气态烃随生成的CO₂一起释放出来，释放出来的混合气体再经浓碱液(例如KOH)吸收CO₂气后，净化富集烃类气体并加以收集。

具有代表性的酸解脱气分析方法是原地矿部石油地质海洋地质局发布的石油地质分析测试方法标准“岩石，土壤中气态烃的酸解提取及色谱定量分析方法”，其采用如图1所示的装置来收集岩石经酸解后释放的气态烃。方法大致如下：将需要酸解的岩石、土壤等地质样品置于平底烧瓶7中，加热进行酸解反应，反应完毕所产生的混合气，通过洗气瓶15中的低负压作用，使混合气经过三通阀5和管路14流入洗气瓶15中进行碱洗提取，当平底烧瓶7中压力与洗气瓶15中的压力相等时，平底烧瓶7中和管路14中的剩余混合气就停止流入洗气瓶15。经过碱液洗净的气态烃，集中富集于管路11中止血钳12的下部，但管路11的材料为硅橡胶，透气性很大，容易造成气态烃扩散和渗漏，因此该收集方法得到的气态烃很难保存，而且也不便于作其它项目的分析。

该装置虽然结构简单，操作方便，但仍然存在以下明显不足：(1)当平底烧瓶7中压力与洗气瓶15中的压力相等时，平底烧瓶7中和管路14中的剩余混合气就停止流入洗气瓶15，因此经酸解脱附完毕所产生的混合气不可能完全被碱洗净化，因而提取收集不完全，特别影响对岩石中气态烃的定量分析。(2)经碱液净化完毕的气态烃无固定容器可收集保存，只能在乳胶管中暂作保留，因此得到的气样很不方便于其它项目的分析(如色谱、质谱、同位素等)，同时也影响样品制备的连续性，制样效率低。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种用于制备或收集岩石中吸附的气态烃的装置或仪器，更具体地说，是一种用于岩石酸解脱气的装置或仪器。其采用酸分解岩石、土壤等地质样品中的碳酸盐矿物，并且将酸解脱附后的气态烃完全收集和保存，以使对地质样品的分析更加准确，满足当今油气勘探开发中对天然气地球化学研究的需要。

一种用于制备或收集岩石中吸附的气态烃的装置或仪器，其主要包括：

(1)酸解脱气组合装置201；

(2)碱液净化器208；

(3)气体收集器206；

其中酸解脱气组合装置201主要包括密闭容器、搅拌装置、加温系统和设置于密闭容器下部的调节系统；

在密闭容器中进行样品与酸的接触反应，并通过搅拌装置对物料混合物进行搅拌；通过加温系统对物料进行加热；反应完毕后通过调节系统中滑塞的向上滑动，以减小密闭容器的内体积，将密闭容器的气体完全排出；排出的气体输送到碱液净化器208中，碱液将混合气体中的CO₂吸收掉，净化后的气体被收集储存到气体收集器206中。

优选地，在所述的酸解脱气组合装置201中，密闭容器主要包括筒体325、活塞316、顶盖327、限位卡环346、以及O形圈321和328等。搅拌装置包括电机312、强磁铁319和磁力搅拌子323，通过电机312带动强磁铁319一起旋转过程中，由于强磁铁319磁力线方向的不断改变，带动密闭容器内底部的磁力搅拌子323一起旋转，起到了搅拌样品和酸液混合物的作用。加温系统包括电热板322，F4螺栓320，活塞316等，其主要作用在于由温控仪控制电热板322，通过活塞316的上端面对密闭容器内的酸液加温，从而加快酸和样品的反应，并提高脱气效率。调节系统包括滑动轴承301和307、推力轴承303和306、螺母手柄304、旋转螺母305、升降丝杆309、活塞316以及可御顶杆311。