[发明专利]一种测量天然气中微量碳同位素和重组分的装置及方法

说明书

本发明公开了一种测量天然气中微量碳同位素和重组分的装置及方法，解决了现有技术中测量天然气成分时，因为碳同位素含量较低不能测量和重组分检测结果不准确、检测过程复杂的技术问题。所述装置包括顺次通过管道连接的气瓶（1）、中间容器（4）、缓冲装置（14）、计量气体流量的流量计（5）和气相色谱仪；其中，所述中间容器（4）的外侧设有调控中间容器（4）温度的控温装置（3）；所述中间容器（4）上连接有维持其内部压力恒定的控压装置；所述中间容器（4）和缓冲装置（14）上均连接有真空泵（8）。本发明避免了冷凝液体在转移过程中的蒸发损失，简化了操作，并且能够更加准确的测定天然气中微量碳同位素及重组分。

技术领域

本发明属于天然气物性测试技术领域，具体涉及一种测量天然气中微量碳同位素和重组分的装置及方法。

背景技术

天然气作为一种重要能源，在我国的经济发展中占据着重要的战略地位。采用天然气作为能源，能减少煤和石油的用量，减少二氧化硫、二氧化碳、粉尘和氮氧化合物的排放量，还能有效防止酸雨形成，减缓温室效应，从根本上改善环境质量。天然气是一种存在于地下岩石储层的混合气体，以甲烷、乙烷等烃类为主。掌握天然气中的烷烃同位素组成，能帮助判断天然气中烷烃含量及埋藏深度、天然气成因和成熟度等；由于天然气组成较为复杂，组分的种类及含量会影响天然气的性质，再考虑天然气的开发、运输和加工过程中的经济和安全问题，天然气的精确计量逐渐成为大家关注的重点，天然气组成分析数据又是计量中的基础数据。因此，需要准确测量天然气中微量碳同位素和重组分，通过组成分析了解天然气的重要物性参数，进一步明确天然气的性质。

现有测量碳同位素的方法是直接将天然气注入同位素质谱仪进行分析，但当天然气中一些组分含量很低时该方法不能测量出来。

现有测量天然气重组分的方法是将天然气冷凝分离，均是利用气相色谱仪测试天然气中气、液相组分，然后根据物质平衡原理计算天然气总组分，但冷凝液易于挥发，难以保证冷凝液在转移和注入色谱过程不会造成损失，导致测量结果不准确，并且整个冷凝液转移和注入的过程非常复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测量天然气中微量碳同位素和重组分的装置，以解决现有技术中测量天然气成分时，因为碳同位素含量较低不能测量和重组分检测结果不准确、检测过程复杂的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种测量天然气中微量碳同位素和重组分的装置，包括顺次通过管道连接的气瓶、中间容器、缓冲装置、计量气体流量的流量计和气体成分检测装置；其中，

所述中间容器的外侧设有调控中间容器温度的控温装置；

所述中间容器上连接有维持其内部压力恒定的控压装置；

所述中间容器和缓冲装置上均连接有真空泵。

进一步的，所述控压装置包括控压管道、驱替泵和进液阀，所述驱替泵连接在控压管道的一端，控压管道的另一端与中间容器连接；所述进液阀连接在控压管道上。

进一步的，所述控温装置的控温范围为-100℃～240℃。

进一步的，所述控温装置为高低温交变试验箱或冷热浴。

进一步的，所述气瓶和中间容器间通过进气管连通，所述进气管上沿着进气方向顺次设有减压阀和进气阀。

进一步的，所述流量计为涡轮流量计或体积流量计。

进一步的，所述气体成分检测装置为稳定同位素比值质谱仪和/或气相色谱仪。

进一步的，所述中间容器与气体成分检测装置间的管道均为保温管道。

本发明提供的一种测量天然气中微量碳同位素和重组分的方法，应用上述的测量天然气中微量碳同位素和重组分的装置，包括下述步骤：