[实用新型]实验室收集天然气中轻烃的在线循环系统和组分分析设备

说明书

本实用新型提供一种实验室收集天然气中轻烃的在线循环系统和组分分析设备，涉及气体地球化学分析领域，天然气存储单元；内部装有分子筛的轻烃吸附单元；轻烃采取单元；设置在吸附单元与储存单元之间的循环动力单元；以及将所述天然气储存单元、循环动力单元、轻烃吸附单元和轻烃采取单元依次串联成一个循环系统的真空管路，本实用新型通过构建具有分子筛的循环系统，即可从轻烃含量极少的天然气中获得纯净的C₅‑C₈的轻烃气体，方法简单，成本低廉，操作简便，获取效率高。

技术领域

本实用新型涉及气体地球化学分析领域，尤其涉及一种天然气中轻烃的富集系统及组分分析设备。

背景技术

轻烃(C₅-C₈)是天然气重要组成之一，蕴含着极其重要和丰富的地球化学信息，轻烃地球化学指标不仅可以用来确定天然气的成熟度、识别气藏遭受水洗或生物降解作用、示踪天然气来源，还可以划分天然气成因类型。

原油样品中含有大量的挥发性轻烃组分，因此可以利用气相色谱或高效液相色谱分析轻烃组分；但是天然气中轻烃组分含量极低，尤其是“干气”中甲烷含量高达95％以上，而其它烃类成份甚微，这样就使得气相色谱检测时，往往只能检测到甲烷、乙烷等少数几个组分，轻烃组分(C₅-C₈)含量因为达不到色谱检测限而无法被检测到。由于分析技术上的限制，天然气中轻烃组分的科学研究发展缓慢，不及原油和烃源岩中轻烃的研究工作，阻碍了地质科学中气- 油-源对比工作的进行。因此如何能够使用气相色谱仪来准确、方便的分析天然气中的微量轻烃，是分析测试技术关注的一个焦点。

检测天然气中的轻烃组分，首先要对天然气进行轻烃的富集前处理。目前的气体洗提法、热蒸发法、岩石密封抽提、岩石低沸点轻烃抽提法以及吸附-酸解烃分析方法仅适用用于轻烃含量较高的原油和烃源岩样品，而徐濂(1990) 设计加压采样法其只适合湿度较大的天然气的分析，而且需要将天然气钢瓶升温至120℃，存在极大的安全隐患；张居和等(1994)公开的石英管富集法采集的天然气气量有限，且六通阀部分易产生误差，也无法准确检测到轻烃组分。近年来有研究使用固相微萃取(SPME)技术进行天然气中轻烃分析讨论 (Li et)，但是方法尚不成熟，目前还不能实现天然气中轻烃组分的检测。王顺玉等公开了一种天然气C₃-C₈烃类浓缩分析新方法，其自制了在现场井口直接采集天然气浓缩样品的C₃-C₈烃浓缩器，但进行检测时，仍需要对浓缩器中的甲烷、乙烷等杂质气体进行洗脱等处理。

实用新型内容

为了实现天然气样品中天然气中的微量轻烃组分的高效、简单、方便、安全、准确分析测试，为地球化学研究提供更多可靠的实验数据，进行天然气中轻烃组分轻烃地球化学指标的科学研究，并推动地质科学中气-油-源对比工作的进行，本实用新型建立了一套使用分子筛对固定体积的天然气进行循环富集的装置及方法，并能够在线采集已富集的轻烃组分，转移至气相色谱进行分析。该装置及方法能够简单、方便、安全、准确、高效的对天然气中微量轻烃组分进行富集。

为实现本实用新型的技术目的，本实用新型一方面提供一种实验室收集天然气轻烃的在线循环系统，包括：

天然气存储单元；

内部装有分子筛的轻烃吸附单元；

轻烃采取单元；

设置在吸附单元与存储单元之间的循环动力单元；以及

将所述天然气存储单元、循环动力单元、轻烃吸附单元和轻烃采取单元依次串联成一个循环系统的真空管路。

其中，所述真空管路上设有空气泵和真空泵，以及控制气流的多个阀门。

其中，所述天然气存储单元为市售的任一一种两端有直通阀的高压钢瓶。