[发明专利]一种原油中汞的分离、收集设备及方法

说明书

一种原油中汞的分离、收集设备，包括分离装置、收集装置和气泵。分离装置包括：高温管、热解室、裂解室和样品容器，用于将原油样品分离，形成一级含汞混合物。收集装置包括：第一还原容器和第一吸收容器，第一还原容器的入口与高温管连通，用于将一级含汞混合物中的汞离子还原成气态汞原子，形成石油中汞的待检测样本。本设备通过对原油样品进行高温分解，充分地释放了原油中的汞，并得到精准的原油中汞和汞的同位素信息，消除了原油中其他基质对汞和汞的同位素分析的干扰和影响，解决了传统方法的诸多弊端，实现了快速、高效地预测油气性质和油气成因。

技术领域

本发明涉及油气勘探与化工领域，特别涉及一种原油中汞的分离、收集装置及汞和汞的同位素的检测方法。

背景技术

汞是一种具有严重生理毒性的全球性重金属污染物,而化石燃料是最大的大气汞释放源。国内外对煤中汞及其燃烧的汞释放量、环境效应已经有大量的研究报道，但对原油中汞的研究还是空白，主要是由于原油成分复杂、易燃、易爆，且原油中汞的含量一般较低等，造成原油中汞分析的前处理或富集方法存在较大的不确定性。因此，行业内一直没有有效方法和装置获取原油中微量汞和汞的同位素含量值。

目前原油中汞的研究主要集中在汞的形态分析和商业汽油中总汞含量及其释放量，前处理或富集方法包括甲苯稀释-BrCl/HCl萃取、湿法提取、微波消解、高温热解等。湿法炼汞(hydrometallurgy of mercury)是指用浸出剂或吸收剂将含汞物料中的汞溶解或吸收入溶液，再从溶液中提取汞或汞盐的过程。湿法炼汞能有效控制污染环境的汞蒸气，且节约能耗(每公斤汞总能耗仅461MJ)，可处理低品位含汞物料，如美国矿务局处理含汞0.03-0.82％矿石的搜出率达90％-98％，中国用碘络合法处理含汞20-45mg/m3的冶炼烟气，可将废气含汞量降至0.05-0.15mg/m3，除去了99％以上的汞，影响湿法炼汞推广应用的最主要障碍是浸出剂的价格高。微波消解通常是指利用微波加热封闭容器中的消解液(各种酸、部分碱液以及盐类)和试样从而在高温增压条件下使各种样品快速溶解的湿法消化，微波消解有密闭容器反应和微波加热这两个特点，决定了其完全、快速、低空白的优点，但微波消解过程中会产生大量气体，不可避免地带来了高压(可能过压的隐患)、消化样品量小、只适合高汞含量的原油样品、不适合汞含量在ppb级的低汞含量原油样品的不足，微波消解的高压特性(最高可达100-150bar)、高温特性(通常180-240℃)及产生强酸蒸气给使用者带来了安全安全隐患。甲苯稀释-BrCl/HCl萃取很难回收多种类型原油中的汞。

综上所述，目前，原油中汞的检测存在如下问题：成本高、安全性低、程序繁琐、耗时较长，影响了油田的勘探工作，延误了油田的整体开发进度。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种原油中汞的分离、收集设备及方法和汞和汞的同位素的检测方法，通过对原油样品进行高温热解，充分地释放了原油中的汞，并得到精准的原油中汞的同位素信息，消除了原油中其他基质对汞和汞的同位素分析的干扰和影响，解决了传统方法的成本高、安全性低、程序繁琐、耗时较长等问题，实现了快速、高效地预测油气性质和油气成因。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种原油中汞的分离、收集设备，包括：分离装置、收集装置和气泵，所述分离装置，包括：高温管、热解室、裂解室和样品容器，用于将原油样品分离，形成一级含汞混合物；所述高温管的一端贯穿所述热解室与气源连通，另一端贯穿所述裂解室与所述收集装置连通；所述样品容器位于所述高温管内，且能在所述高温管内移动，以将原油样品由所述热解室移动至所述裂解室；所述收集装置包括：第一还原容器和第一吸收容器；所述第一还原容器的入口与所述高温管连通，用于将所述一级含汞混合物中的汞离子还原成气态汞原子；所述第一吸收容器的入口与所述第一还原容器的出口连通，出口与所述气泵连通，用于吸收所述气态汞原子形成二级含汞混合物。

进一步地，所述收集装置还包括：集水容器，其设置在所述高温管与所述第一还原容器之间，用于收集所述一级含汞混合物遇冷产生的冷却水。