[实用新型]用于地球化学研究的全自动高压加氢热裂解装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种采用有机质加氢催化裂解方法来模拟自然地层中的有机质所含的氢组份逐步形成油气排出过程的热裂解装置。 

背景技术

自然地层中的有机质，在地热的作用下，其所含的氢组份逐步形成油气排出，因而高过成熟烃源岩有机质的可溶组分已经伴随着脱氢过程而大部分消失，残存的生物标志物以及其它烃类的信息很少，且在高成熟度下残留的生物标志物组成趋于一致，因而用常规的热解以及化学降解方法不能有效的提取烃源岩的原始的键合烃类信息。为解决这些问题，国外尝试用有机质加氢催化裂解方法来解决这一问题。其基本原理是：在较低温度下（50-250℃）在催化剂存在的条件下让样品与高压氢气反应，此时氢将与高成熟有机质相结合，生成生物标志物及其它烃类，从而部分恢复在热演化过程中已经基本消失的可溶有机质，然后再用程序加温的方法使加氢生成的可溶有机质逐步脱落或热降解，将产物收集并进行GC-MS 分析，其提供的信息对对恢复高成熟烃源岩生烃的原始性质具有重要意义。 

目前，国外主要是使用英国诺丁汉大学自制的实验设备，该实验设备的结构示意图如图1所示，在反应容器16中放置样品17，反应容器16外设有电热丝18加热，反应容器16一端接高压氢气，另一端依次接冷阱19、限流阀20、流量计21。英国设备只是一个简易的装置，其设计存在下述的一些重大的不足之处： 

1．只有一个冷阱，因而不能分段收集在不同热解温度下的热解产物，无法进行生烃动力学的分析研究；

2．试验结束后要人工拆下冷阱，用有机溶剂冲洗冷阱将产物洗下，必须人工操作，工作量大且容易引入试验误差；

3．试验产物经机溶剂冲洗放入样品瓶，需人工操作进行GC-MS的成分分析，不利于进行自动化分析。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种使用方便、安全、温控精度高的用于地球化学研究的全自动高压加氢热裂解装置。 

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：用于地球化学研究的全自动高压加氢热裂解装置，包括反应釜和反应釜加热器，所述的反应釜的入口与氢气源连接，反应釜中设有热电偶，反应釜通过气体转换阀连接有第一切换阀，气体转换阀上设有两个入口，一个入口与氦气源连接，另一个入口与反应釜的出口连接，气体转换阀的出口与第一切换阀的入口连接，第一切换阀上设有至少两个出口，每个出口连接有一个冷阱，各个冷阱上设有冷阱温控器，各个冷阱通过第二切换阀连接有GC-MS仪、减压及流量控制阀，第二切换阀上设有与冷阱个数相应的入口，第二切换阀的各个入口分别与各个冷阱对应连接，第二切换阀设有两个出口，一个出口与GC-MS仪连接，另一个与减压及流量控制阀的入口连接，减压及流量控制阀的出口接有质量流量计。 

还包括程序控制器，所述的程序控制器与热电偶、反应釜加热器、第一切换阀、冷阱温控器、第二切换阀、减压及流量控制阀、质量流量计连接。 

还包括氢气泄露检测及安全保护器，氢气泄露检测及安全保护器与程序控制器连接。 

所述的氢气源由氢气发生器和氢气增压器构成。 

所述的冷阱为六个。 

所述的反应釜加热器是高频加热器。 

由于采用了上述的结构，本实用新型具有下述的有益效果： 

1、具有多个冷阱，因而可分别收集各温度段的产物；可取得各温度段产物的成分细节并进行生烃动力学研究；

2、所有的加氢反应及产物分析都是通过程序控制自动进行的，因而可大大减轻劳动强度及提高分析精度，工作效率比英国类似装置提高10倍以上。

附图说明

图１是现有的实验设备的结构示意图。 

图２是本实用新型用于地球化学研究的全自动高压加氢热裂解装置的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述，但并不构成对本实用新型的任何限制。