[发明专利]分析原油中多个单一含硫化合物的硫同位素的方法和装置

说明书

本发明公开了一种分析原油中多个单一含硫化合物的硫同位素的方法和装置。该方法包括以下步骤：原油样品经气相色谱仪汽化分离后，与含硫标准样品的气体一同进入多接收电感耦合等离子体质谱仪分析硫同位素；分析含硫标准样品中的³⁴S与³²S的信号强度之比，以及原油样品中各不同单一含硫化合物中的³⁴S与³²S的信号强度之比，进而获得各不同单一含硫化合物的硫元素的同位素比。该方法通过将气相色谱仪与电感耦合等离子体质谱仪(ICPMS)联用用于同时分析原油中多个单一含硫化合物的硫同位素。本发明的方法分析石油中多个单一含硫化合物的硫同位素值的精度为0.1‰，检测下限为40pmol/L的硫元素。

技术领域

本发明涉及石油勘探领域，具体涉及一种分析原油中多个单一含硫化合物的硫同位素的方法和装置。

背景技术

硫是许多天然有机化合物和人工合成有机化合物的重要成分，硫具有一定的化学反应性和氧化还原性。这些特点使得硫成为多种自然过程和地球化学过程的反应物、中间产物和最终产物。硫在氧化还原反应中会发生同位素分馏，有机含硫化合物的硫同位素则记录了这些分馏氧化还原反应。因此，分析特定有机分子的硫同位素能确定这些有机分子的来源和形成过程。硫同位素在大气中含硫有机气体的溯源，天然有机质的硫化过程研究，原油油源识别等诸多方面可以发挥重要的作用。原油中的含硫化合物可分为硫醇类、噻吩类、硫醚类等3大类。原油还含有其他化合物，比如碳烃化合物，含氮化合物，含氧化合物。

有机物中硫同位素分析的常规方法是将有机物中所有含硫化合物燃烧为SO₂或SF₆，然后利用同位素质谱仪测量SO₂气体的³⁴S/³²S，这两种方法只能测定整体样品的平均硫同位素。CN105510561A公开了一种利用化学反应预先分离将原油中的含硫化合物分离为噻吩类化合物和硫醚类化合物，再利用同位素质谱仪测定两大类化合物的硫同位素，并未给出多个单一化合物的同位素数据。目前尚无进行自动化的同时获得多个单一含硫化合物的硫同位素的方法。

因此，开发同时分析原油中多个单一含硫化合物的硫同位素的方法和装置已经成为本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

为解决以上至少之一的技术问题，本发明提供一种分析原油中多个单一含硫化合物的硫同位素的方法和装置。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一方面提供一种分析原油中多个单一含硫化合物的硫同位素的方法，包括以下步骤：

原油样品经气相色谱仪汽化分离后，与含硫标准样品的气体一同进入多接收电感耦合等离子体质谱仪分析硫同位素；

分析含硫标准样品中的³⁴S与³²S的信号强度之比，以及原油样品中各不同单一含硫化合物中的³⁴S与³²S的信号强度之比，进而获得各不同单一含硫化合物的硫元素的同位素比。

本发明方法通过将气相色谱仪与电感耦合等离子体质谱仪(ICPMS)联用用于同时分析原油中多个单一含硫化合物的硫同位素。气相色谱仪用于汽化和分离不同的单一含硫化合物；电感耦合等离子体质谱仪用于定量检测不同质量的离子。本发明的方法分析石油中多个单一含硫化合物的硫同位素值的精度为0.1‰，检测下限为40pmol/L的硫元素。

在本发明的一个优选方案中，优选地，所述含硫标准样品的气体为SF₆气体。

在该优选方案中，优选地，各不同单一含硫化合物的硫元素的同位素比通过下式计算得到：

δ＝‰×(³⁴R_sample/³⁴R_SF6)-1