一种气体吸收装置及待测气体的收集方法与流程

1.本发明属于油气地球化学勘探领域，更具体地，涉及一种气体吸收装置及待测气体的收集方法。


背景技术：

2.油气地球化学勘探的基础理论认为，地下油气藏中的烃类可近似垂直地渗漏到地表土壤中。在油气藏上方近地表的土壤中，由于垂向微渗漏烃的加入，结果形成了相对比油气藏外围背景烃浓度要高的烃类异常。利用运移烃在地表留下的异常标志可以预测地下含油气远景。因此在油气化探的工作者，一直将烃类作为主要测量目标。
3.目前油气地球化学勘探中，对于原油罐定气和壤中气采用最原始的方法，即根据需要选择不同的规格注射器(如5ml、10ml、15ml)，先在原油罐上方用注射器吸取气体，再注射到敞开的试管或者玻璃瓶中，玻璃瓶中有吸收液。或者会直接将注射器针头插入吸收液，将气体打出；或者在针头外插一根管子，另一头放在吸收液底部，然后将气体通过管道打入吸收液中。无论哪种方式，都需要注射器反复多次从原油灌顶吸气，注射器作为一个运输气体的工具。采用此方法，由于使用注射器的次数多，那么必然在多次操作中会产生系统误差；二是由于注射器的反复插入，会带入少量空气进入原油罐中，造成气体的稀释，影响后面气体直接测定的色谱、色质分析数据；三是吸收率较低，一根管道通到吸收液下，由于人为因素，推及注射器的速率不同，吸收率也会有所变化；四是无废气的回收处理，废气直接排进环境中，对实验人员和环境都有影响。因此针对此种情况，需要发明一种装置，满足科研生产需求。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于解决上述问题，提供一种气体吸收装置及待测气体的收集方法。确保原油灌顶气和壤中气的气体获得最大化的吸收，同时减少误差，减少萃取时间、最大量地保障样品的吸收率、保护实验人员安全，获得真实有效的样品分析结果，为科研生产提供有力支撑。
5.为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种气体吸收装置，该气体吸收装置包括：
6.吸收装置主体，用于盛装吸收液并容纳待测气体；
7.主开口，设置于所述吸收装置主体顶部；
8.具塞，用于封闭所述主开口；
9.第一侧开口和第二侧开口，各自设置于所述吸收装置主体的侧壁上；
10.盘旋管，其一端与第一侧开口连接，另一端靠近吸收装置主体底部；
11.所述盘旋管靠近所述另一端的部分设置有多个开孔。
12.作为优选方案，所述盘旋管靠近所述另一端的部分盘旋于所述吸收装置主体底部。
13.更优选地，所述盘旋管盘旋的圈数≥3圈。
14.作为优选方案，所述吸收装置主体为不溶于有机试剂的透明容器。更优选地，所述吸收装置主体的材质为玻璃。
15.作为优选方案，所述气体吸收装置还包括密封装置，用于封闭第二侧开口；
16.所述密封装置优选为具塞、弹性胶塞或密封的橡胶软管。
17.作为优选方案，所述具塞内设置有吸附材料，用于吸附待测气体中的杂质气体组分；更优选地，所述吸附材料为活性炭，更优选为纳米活性炭。
18.作为优选方案，所述吸收装置的侧壁设置有刻度标识。
19.作为优选方案，所述第一侧开口和所述第二侧开口位于所述气体吸收装置侧壁上部，且开口方向向上，各自与吸收装置主体轴线方向形成＜90
°
的夹角，更优选为30-60
°
。
20.作为优选方案，所述盘旋管的材质为玻璃。
21.作为优选方案，所述盘旋管的开孔的数量≥10个。
22.本发明的第二方面提供一种待测气体的收集方法，该收集方法采用上述的气体吸收装置，该收集方法包括：
23.1)将吸收液置于吸收装置主体中，并使盘旋管的开孔均位于吸收液的液面以下；
24.2)封闭主开口和第二侧开口，使待测气体通过第一侧开口输入，并经盘旋管的开孔进入吸收装置主体的吸收液中，得到待测气体吸收液样品；
25.所述待测气体更优选为原油灌顶气和/或壤中气。
26.本发明的有益效果：
27.本发明适用于近地表油气地球化学勘探领域，可通过盘旋带孔气体导入管，将目标气体最大量进行吸收、提取，保障了气体样品的完整性和无损失，同时保证实验人员的安全和环境安全，为所分析的样品提供更多、更详细的数据参数，由此获得最真实有效的实验结果，为近地表油气地球化学勘探技术的应用提供可靠地依据和数据保障。适用于原油罐顶气及壤中游离气中气体中芳烃组份的提取，可获得较真实有效的结果，满足科研生产的需求。
28.本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
29.通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
30.图1示出了根据本发明的一个实施例的一种气体吸收装置的示意性结构图。
31.附图标记说明：
32.1-吸收装置主体、2-第一侧开口、3-第二侧开口、4-盘旋管、5-开孔、6-具塞、7-吸附材料、8-刻度标识。
具体实施方式
33.下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相
反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
34.本发明的第一方面提供一种气体吸收装置，该气体吸收装置包括：
35.吸收装置主体，用于盛装吸收液并容纳待测气体；
36.主开口，设置于吸收装置主体顶部；
37.具塞，用于封闭主开口；
38.第一侧开口和第二侧开口，各自设置于吸收装置主体的侧壁上；
39.盘旋管，其一端与第一侧开口连接，另一端靠近吸收装置主体底部；
40.盘旋管靠近另一端的部分设置有多个开孔。
41.根据本发明，具塞方便了吸收液的倒入，也可调节气体吸收装置的压力平衡。
42.作为优选方案，第一侧开口和第二侧开口之间有一定距离，保证两个开口的使用互不影响，最优选为相对设置。
43.作为优选方案，盘旋管靠近另一端的部分盘旋于吸收装置主体底部。
44.更优选地，盘旋管盘旋的圈数≥3圈。
45.作为优选方案，吸收装置主体为不溶于有机试剂的透明容器。更优选地，吸收装置主体的材质为玻璃。
46.作为优选方案，气体吸收装置还包括密封装置，用于封闭第二侧开口；密封装置优选为与第二侧开口适配的具塞、弹性胶塞或密封的橡胶软管。密封橡胶软管可使用止血钳。当然，也可以是其他无污染、可以实现密封的装置，使得与气体吸收装置结合紧密无泄漏。
47.作为优选方案，具塞内设置有吸附材料，用于吸附待测气体中的杂质气体组分；更优选地，吸附材料为活性炭，更优选为纳米活性炭。
48.根据本发明，上述吸附材料可以通过购买得到，其可特定地吸附待测气体中的杂质，避免污染环境。如当待测气体为轻芳烃时，可选用市售的纳米活性炭吸附材料，吸附待测气体中的非轻芳烃外的杂质气体。
49.作为优选方案，吸收装置的侧壁设置有刻度标识。将吸收液从顶部倒入，根据吸收装置侧壁的刻度标识参考吸收液加入量，加入后应将具塞塞禁。
50.作为优选方案，第一侧开口和第二侧开口位于气体吸收装置侧壁上部，且开口方向向上，各自与吸收装置主体轴线方向形成＜90
°
的夹角，更优选为30-60
°
，如45
°
。
51.作为优选方案，盘旋管的材质为玻璃。
52.作为优选方案，盘旋管的开孔的数量≥10个。
53.根据本发明，盘旋管的开孔大小、间距本领域技术人员可以根据需要进行选择，只要保证气体更大程度被吸收液吸收。
54.本发明的第二方面提供一种待测气体的收集方法，该收集方法采用上述的气体吸收装置，该收集方法包括：
55.1)将吸收液置于吸收装置主体中，并使盘旋管的开孔均位于吸收液的液面以下；
56.2)封闭主开口和第二侧开口，使待测气体通过第一侧开口输入，并经盘旋管的开孔进入吸收装置主体的吸收液中，得到待测气体吸收液样品；
57.待测气体更优选为原油灌顶气和/或壤中气。
58.根据本发明，使待测气体通过第一侧开口输入的方式可以是气泵、注射器，也可以
手动式下压注入气体，气体进入吸收液底面的盘旋管，由于盘旋管上有许多小孔，气体就从小孔中涌出，被吸收液吸收，由于小孔数量较多，无形中大大增加了吸收率。
59.根据本发明，得到待测气体吸收液样品后，通过第二侧开口将其倒出，进行仪器检测。
60.根据本发明，在一个具体的实施方式中，装置使用过程为：量取一定量吸收液从具塞口中倒入带刻度的气体吸收装置中，倒入后，将带吸附材料的具塞塞住，将第二侧开口密封，将第一侧开口与原油罐通过pvc管或其他无污染的管道密封连接，中间采用止血钳进行打开或联通气体通过，可以通过加热的方式使原油罐顶气进入气体吸收装置内，也可通过减少原油灌顶气上方体积的方式将待测气体进入到气体吸收装置中。待测气体进入气体吸收装置后，无论进入的气体速率大小，由于吸收装置底部的盘旋式带孔管道，都可以最大化吸收待测气体并且由于其多孔，及与第二侧开口的高度差，都避免了吸收液的倒吸，待完成后，停止从将第一侧开口进气，等待1-5分钟后，打开第二侧开口的具塞，将吸收液从第二侧开口倒出，获得的萃取液可以直接进行荧光光谱检测以及色谱、色质联用仪的芳烃含量的直接测定。
61.本发明实施例中，吸附材料为纳米活性炭，吸收液为正己烷，待测气体的待测成分为轻芳烃，待测气体中的杂质气体组分为非轻芳烃外的所有组份。
62.实施例1：
63.本实施例提供了一种气体吸收装置。图1示出了根据本发明的一个实施例的一种气体吸收装置的示意性结构图。如图1所示，气体吸收装置包括：
64.吸收装置主体1，用于盛装吸收液并容纳待测气体；
65.主开口，设置于吸收装置主体1顶部；
66.具塞6，用于封闭主开口；
67.第一侧开口2和第二侧开口3，各自设置于吸收装置主体1的侧壁上；
68.盘旋管4，其一端与第一侧开口2连接，另一端靠近吸收装置主体1底部；
69.盘旋管4靠近另一端的部分设置有多个开孔5；
70.盘旋管4靠近另一端的部分盘旋于吸收装置主体1底部；
71.盘旋管4盘旋的圈数为3圈(为方便查看，仅示出一圈半)；
72.吸收装置主体1的材质为玻璃；
73.具塞6内设置有吸附材料7，用于吸附待测气体中的杂质气体组分；
74.吸收装置的侧壁设置有刻度标识8；
75.第一侧开口2和第二侧开口3位于气体吸收装置侧壁上部，且开口方向向上，各自与吸收装置主体1轴线方向形成45
°
的夹角；
76.盘旋管4的材质为玻璃，盘旋管4的开孔的数量为50个(为方便查看，仅示出27个)。
77.实施例2
78.本实施例提供一种待测气体的收集方法，该收集方法采用实施例1的气体吸收装置，该收集方法包括：
79.1)清洗所有部件，玻璃器皿直接烘干，其他材质的部件进行室温晾干；将吸收液倒入吸收装置主体1中，并使盘旋管4的开孔5均位于吸收液的液面以下；
80.2)以封闭主开口和第二侧开口3(采用与各自开口适配的具塞)，将待测待测气体
为原油灌顶气的气体罐与第一侧开口2通过橡胶管连接，橡胶管中间采用止血钳控制开关，待连接完成后，采用加热(不同吸收温度下可选地进行加热)的方式将待测气体罐中的待测气体通过第一侧开口2输入，并经盘旋管4的开孔5进入吸收装置主体1的吸收液中，待完成吸收后，关闭止血钳，然后打开第二侧开口3，将得到待测气体吸收液样品倒出，获得的萃取液可以直接进行荧光光谱检测以及色谱、色质联用仪的芳烃含量的直接测定。
81.对比例1：
82.本对比例提供第一种常规待测气体的收集方法，包括：
83.在常温常压下多次吸取近地表壤中气，吸取待测气体(即近地表壤中气)后直接注入到盛有正己烷吸收液的样品瓶中。
84.对比例2：
85.本对比例提供第二种常规待测气体的收集方法，包括：
86.在45-60℃、常压下多次吸取油样上方待测气体，吸取待测气体后直接注入到盛有正己烷吸收液的样品瓶中。
87.测试例：
88.采用实施例2、对比例1的待测气体的收集方法在常温常压下分别对样品1进行收集；采用实施例2、对比例2的待测气体的收集方法在45-60℃、常压下对样品2、样品3进行收集。
89.其中，样品1为国内某油田的近地表壤中气，样品2为国内某油田的轻质油，样品3为国内某油田的重质油。样品相同时，各收集方法温度、压力相同，正己烷、待测气体量相同，对正己烷吸收液采用荧光光谱仪进行测定，结果如表1所示：
90.表1
[0091][0092]
[0093]
由表1可知，本技术的技术方案实现了将目标气体最大量进行吸收、提取，保障了气体样品的完整性和无损失。
[0094]
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。