[发明专利]一种干气定量富集系统及方法

说明书

本发明提供的一种干气定量富集系统及方法，在定量富集阶段，富集系统中的封闭空间处于负压状态，对进入封闭空间的气体样品的气量和气压没有要求，能够满足以各种方式存储的气量少、气压低的气体样品的实验分析需求，适用范围广。可在常压下通过带刻度的装置抽取定量的气体样品注入封闭空间，实现定量进样，且在进样分析阶段，利用切换管路切换路径将载气送入之前的封闭空间，所有进入封闭空间内的气体样品最终均随载气进入分析仪器，保证了气体样品进样量的准确性，不仅能得到样品组分的相对百分含量，还能得到样品组分的摩尔浓度，使分析所得数据资料更为完善。

技术领域

本发明属于油气勘探研究领域，尤其涉及一种干气定量富集系统及方法。

背景技术

油田的伴生天然气，经过脱水、净化和轻烃回收工艺，提取出液化气和轻质油以后，主要成分是甲烷的处理天然气叫干气。一般来说，天然气中甲烷含量在90％以上的叫干气。

现有技术中的富集装置及富集方法，虽然对干气进行了有效的富集和分析，但对气样的要求较高，要求气样为钢瓶样，要有较大的压力和气量，而实际样品分析时，会遇到其他多种储存方式的气样，如气袋样、瓶装样，这些气样气量小气压低，难以进行实验分析。另外，气样流经富集管后部分未完全液化的气样经通风柜排出，因而难以准确评估最终进入色谱仪的气样的进样量，分析结果只能给出各组分的相对百分含量，无法得到样品的组分摩尔浓度，其地质应用有限。

发明内容

为解决现有技术中气样要求高、进样量不确定的技术问题，本发明提供一种干气定量富集系统及方法，具体方案如下：

一种干气定量富集系统，包括富集管、冷阱和切换管路；

所述冷阱用于调节富集管的温度，所述切换管路与富集管相接，切换管路上设有密封的样品注入口；

在定量富集阶段，切换管路控制载气流动路径，使载气直接流向分析仪器而不得流向样品注入口及富集管，且切换管路中与富集管相连通的管道以及富集管形成与外界隔离的封闭空间，所述封闭空间处于负压状态；

在进样分析阶段，切换管路控制载气流动路径，使载气流经富集管后进入分析仪器。

进一步的，利用橡胶垫对样品注入口进行密封。

进一步的，所述切换管路包括三通，以三通的其中一个接口作为样品注入口。

进一步的，所述切换管路包括两个三通阀，分别为第一三通阀和第二三通阀，第一三通阀设有载气接口与载气气源相连，第二三通阀设有仪器接口与分析仪器相连，第一三通阀余下的两个接口和第二三通阀余下的两个接口均与切换管路中的管道相接，以第一三通阀和第二三通阀为节点将切换管路分为两部分，与富集管结合形成载气的两个独立流动路径及定量富集阶段的封闭空间，富集管接入切换管路中的样品注入口所在的部分。

一种干气定量富集的方法，包括定量富集阶段和进样分析阶段；

在定量富集阶段，将封闭空间的温度降到气体样品冷凝温度以下，通过样品注入口向处于负压状态下的封闭空间内注入定量气体样品，持续进入封闭空间内的气体样品被冷凝液化；

定量富集阶段结束后即进入进样分析阶段。

进一步的，切换管路与富集管相接，在定量富集阶段，利用切换管路控制载气流动路径，使载气直接流向分析仪器而不得流向样品注入口及富集管，且切换管路中与富集管相连通的管道以及富集管形成与外界隔离的封闭空间，利用冷阱对富集管冷却，将封闭空间内的温度降到气体样品冷凝温度以下，负压源通过样品注入口将封闭空间抽吸成负压状态，

在进样分析阶段，利用切换管路控制载气流动路径，使载气流经富集管，利用冷阱对富集管加热，使液化的气体样品升温气化，流经富集管的载气将气化的气体样品一并带入分析仪器。