一種干氣中輕烴的富集裝置及富集方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種干氣中輕烴的富集裝置及富集方法。裝置包括：干氣儲(chǔ)存罐、六通閥、富集管、凈化器和加熱爐膛，加熱爐膛為兩個(gè)，干氣儲(chǔ)存罐設(shè)置在一個(gè)加熱爐膛內(nèi)、凈化器和六通閥是設(shè)置在另一個(gè)加熱爐膛內(nèi)，富集管設(shè)置于冷阱內(nèi)，冷阱設(shè)置在加熱爐膛外，富集管與六通閥連接；干氣儲(chǔ)存罐連接凈化器后與六通閥連接；加熱爐膛外設(shè)置有載氣通入管線和反吹氣通入管線，載氣通入管線進(jìn)入加熱爐膛內(nèi)與流通閥連接，反吹氣通入管線進(jìn)入加熱爐膛內(nèi)與凈化器和六通閥之間的管線連通；六通閥分別連接色譜儀和通風(fēng)柜。方法包括：干氣經(jīng)富集后進(jìn)入色譜儀進(jìn)行輕烴分析。本發(fā)明可以獲得常規(guī)色譜分析中低于檢測(cè)限的輕烴部分的指紋信息，獲得更加真實(shí)完善的數(shù)據(jù)資料。
【專利說(shuō)明】一種干氣中輕烴的富集裝置及富集方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油氣勘探領(lǐng)域，進(jìn)一步地說(shuō)，是涉及一種干氣中輕烴的富集裝置及富集方法。
【背景技術(shù)】
[0002]油田的伴生天然氣，經(jīng)過(guò)脫水、凈化和輕烴回收工藝，提取出液化氣和輕質(zhì)油以后，主要成分是甲烷的處理天然氣叫干氣。一般來(lái)說(shuō)，天然氣中甲烷含量在90%以上的叫干氣。
[0003]目前，天然氣的分析，一般都是在常溫常壓用排水法或小鋼瓶法采集氣樣，直接用注射器進(jìn)樣進(jìn)行氣相色譜分析。這樣的常規(guī)方法，對(duì)一般的濕氣來(lái)說(shuō)，隨著色譜靈敏度的提高，有可能分析出較多的輕烴組分，應(yīng)用于地質(zhì)解釋。但對(duì)于干氣來(lái)說(shuō)，其輕烴組成以甲烷、乙烷等少數(shù)組分為主，部分干氣甲烷含量高達(dá)95%以上而其他烴氣含量甚微(可小到ppt數(shù)量級(jí))，氣相色譜圖上往往僅顯示甲烷、乙烷等少數(shù)幾個(gè)組分。由于色譜分析提供的信息少，不能得到反映輕烴性質(zhì)的指紋特征和參數(shù)，要進(jìn)行天然氣的地球化學(xué)對(duì)比就存在著很大的困難，地質(zhì)應(yīng)用很有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種干氣中輕烴的富集裝置及富集方法?？蓪?duì)干氣中輕烴進(jìn)行富集，可以獲得常規(guī)色譜分析中低于檢測(cè)限的輕烴部分的指紋信息，通過(guò)反吹，可以去除甲烷的溶劑效應(yīng)，使得丙烷及之后的峰得到有效分離，獲得更加真實(shí)完善的數(shù)據(jù)資料。
[0005]本發(fā)明的目的之一是提供一種干氣中輕烴的富集裝置。
[0006]所述裝置包括:干氣儲(chǔ)存罐、六通閥、富集管、凈化器和加熱爐膛，加熱爐膛為兩個(gè)，干氣儲(chǔ)存罐設(shè)置在一個(gè)加熱爐膛內(nèi)、凈化器和六通閥是設(shè)置在另一個(gè)加熱爐膛內(nèi)，
[0007]所述富集管設(shè)置于冷阱內(nèi)，冷阱設(shè)置在加熱爐膛外，富集管與六通閥連接；
[0008]干氣儲(chǔ)存罐連接凈化器后與六通閥連接；
[0009]加熱爐膛外設(shè)置有載氣通入管線和反吹氣通入管線，載氣通入管線進(jìn)入加熱爐膛內(nèi)與流通閥連接，反吹氣通入管線進(jìn)入加熱爐膛內(nèi)與凈化器和六通閥之間的管線連通；
[0010]六通閥分別連接色譜儀和通風(fēng)柜；
[0011]六通閥的連接狀態(tài):
[0012]富集反吹時(shí)，干氣通入與富集管連通，富集管另一端與通風(fēng)柜連通，載氣通入與色譜儀連通；
[0013]進(jìn)樣分析時(shí)，載氣通入與富集管連通，富集管另一端連接色譜儀。
[0014]所述干氣儲(chǔ)存罐和凈化器之間的管線上設(shè)置有減壓閥A和流量控制閥A ；
[0015]所述反吹氣通入管線上設(shè)置有減壓閥B和流量控制閥B。
[0016]其中，所述的干氣儲(chǔ)存罐為現(xiàn)有技術(shù)中通常的儲(chǔ)存干氣的儀器，如小鋼瓶等。所述凈化器內(nèi)裝吸水劑，是為了吸附干氣中的水分。裝置內(nèi)的管路為密封管路，可采用現(xiàn)有技術(shù)中所有適合的材質(zhì)，可優(yōu)選不銹鋼管，富集管優(yōu)選不銹鋼管。
[0017]本發(fā)明的目的之二是提供一種干氣中輕烴的富集方法。
[0018]包括:
[0019](1)干氣經(jīng)加熱、去除水分后，通過(guò)六通閥進(jìn)入富集管富集；
[0020](2)通入反吹氣吹掃未液化的氣體；
[0021](3)加熱冷阱，被富集的干氣被載氣帶入色譜儀進(jìn)行檢測(cè)。
[0022]步驟(1)中，干氣通過(guò)加熱爐膛加熱到60°C ~100°C，干氣進(jìn)入富集管的流量為
4.0~5.0ml/min，冷阱溫度為-70°C~_90°C，富集時(shí)間為25mirT35min ；
[0023]步驟(2)中反吹氣吹掃時(shí)間為4.5mirT5.5min,反吹氣流量為3.0~3.5ml/min ；
[0024]步驟(3)中，冷阱加熱至150~200。。，保持9.5min~10.5min。
[0025]兩個(gè)加熱爐膛的加熱溫度均為60°C ^lOO0C。
[0026]方法主要包括兩個(gè)過(guò)程，富集反吹過(guò)程和進(jìn)樣分析過(guò)程，
[0027]富集反吹過(guò)程:將小鋼瓶(內(nèi)裝干氣)置于加熱爐堂內(nèi)預(yù)熱，調(diào)節(jié)減壓閥A和流量控制閥A使氣體流量達(dá)到穩(wěn)定值，干氣經(jīng)凈化器去除水分然后進(jìn)入六通閥和富集管，設(shè)定好冷阱的冷卻溫度，使干氣在富集管中進(jìn)行輕烴液化富集，在富集狀態(tài)的后5min，調(diào)節(jié)減壓閥B和流量控制閥B使反吹氣流量達(dá)到穩(wěn)定值，利用反吹氣吹掃未液化的氣體(主要是甲烷、乙烷)，未被液化的干氣和反吹氣經(jīng)堿液瓶吸收其中酸性組分后進(jìn)入通風(fēng)柜放空。
[0028]進(jìn)樣分析過(guò)程:富集反吹過(guò)程結(jié)束后迅速切換六通閥，利用冷阱的加熱功能迅速提高富集管溫度，使液化的輕烴快速氣化，并隨載氣進(jìn)入色譜分析儀進(jìn)行輕烴分析。
[0029]上述富集反吹過(guò)程中的小鋼瓶加熱爐堂預(yù)熱溫度為60°C~100°C，管路加熱爐堂溫度為60°C~100°C，干氣進(jìn)入富集管的流量為4.0~5.0ml/min，冷阱溫度為_(kāi)80°C，富集時(shí)間為30min，反吹氣吹掃時(shí)間為5min，反吹氣流量為3.0~3.5ml/min。上述進(jìn)樣分析過(guò)程中，冷阱溫度為150~200°C，保持lOmin。
[0030]整個(gè)過(guò)程載氣是一直通入，只是六通閥切換后，所經(jīng)通道有改變；進(jìn)樣分析的時(shí)候,通入反吹氣。
[0031]采用本發(fā)明裝置和方法可對(duì)干氣中輕烴進(jìn)行富集，可以獲得常規(guī)色譜分析中低于檢測(cè)限的輕烴部分的指紋信息，通過(guò)反吹，可以去除甲烷的溶劑效應(yīng)，使得丙烷及之后的峰得到有效分離，獲得更加真實(shí)完善的數(shù)據(jù)資料。通過(guò)這些數(shù)據(jù)，得到反映輕烴性質(zhì)的指紋特征和參數(shù)，可以反映天然氣的成因類型、演化程度，用于氣/氣、氣/源對(duì)比，反映油氣的保存條件等多種地質(zhì)應(yīng)用中，擴(kuò)大對(duì)天然氣的研究范圍，豐富地質(zhì)資料。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1富集裝置結(jié)構(gòu)示意圖
[0033]圖2-1富集反吹過(guò)程六通閥連接示意圖
[0034]圖2-2進(jìn)樣分析過(guò)程六通閥連接示意圖
[0035]圖3-1對(duì)比例的輕烴色譜圖
[0036]圖3-2實(shí)施例的輕烴色譜圖
[0037]附圖標(biāo)記說(shuō)明:[0038]101干氣儲(chǔ)存罐、102減壓閥A、103小鋼瓶加熱爐堂、104流量控制閥A、105管路加熱爐堂、106凈化器(內(nèi)裝吸水劑)、107六通閥、108富集管、109冷阱(帶加熱)、110堿液瓶、111減壓閥B、112流量控制閥B、113通風(fēng)柜、114色譜儀
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0040]實(shí)施例:
[0041]如圖1所示，一種干氣中輕烴的富集裝置，包括:干氣儲(chǔ)存罐101、六通閥107、富集管108、凈化器106和加熱爐膛，加熱爐膛為兩個(gè)，干氣儲(chǔ)存罐101設(shè)置在一個(gè)加熱爐膛內(nèi)、凈化器106和六通閥107設(shè)置在另一個(gè)加熱爐膛內(nèi)，
[0042]所述富集管108設(shè)置于冷阱109內(nèi)，冷阱109設(shè)置在加熱爐膛外，富集管108與六通閥107連接；
[0043]干氣儲(chǔ)存罐101連接凈化器106后與六通閥107連接；
[0044]加熱爐膛外設(shè)置有載氣通入管線a和反吹氣通入管線b，載氣通入管線a進(jìn)入加熱爐膛內(nèi)與流通閥107連接，反吹氣通入管線b進(jìn)入加熱爐膛內(nèi)與凈化器106和六通閥107之間的管線連通；
[0045]六通閥107分別連接色譜儀114和通風(fēng)柜113 ；
[0046]六通閥107的連接狀態(tài):
[0047]富集反吹時(shí)，干氣通入與富集管108連通，富集管108另一端與通風(fēng)柜113連通，載氣通入與色譜儀114連通；
[0048]進(jìn)樣分析時(shí)，載氣通入與富集管108連通，富集管108另一端連接色譜儀。
[0049]所述干氣儲(chǔ)存罐101和凈化器106之間的管線上設(shè)置有減壓閥A102和流量控制閥 A104 ；
[0050]所述反吹氣通入管線上設(shè)置有減壓閥Blll和流量控制閥BI 12。
[0051]其中干氣儲(chǔ)存罐為小鋼瓶，凈化器為內(nèi)部設(shè)置有吸水劑的玻璃管。
[0052]所有管路為1/16英寸不銹鋼管；108富集管材質(zhì)是1/16英寸不銹鋼管，拉直長(zhǎng)度為 15cm ；
[0053]富集步驟如下:
[0054]首先我們選取了一個(gè)干燥系數(shù)達(dá)到99.7%的干氣作為實(shí)驗(yàn)樣品氣A，
[0055]調(diào)節(jié)好富集裝置使其進(jìn)入工作狀態(tài)，設(shè)定兩個(gè)加熱爐堂預(yù)熱溫度為100°C，冷阱溫度為-80 0C，減壓閥A、流量控制閥A、減壓閥B和流量控制閥B處于關(guān)閉狀態(tài)，六通閥處于富集反吹狀態(tài)。
[0056]富集反吹過(guò)程:將裝有樣品氣A的干氣儲(chǔ)存罐置于加熱爐堂內(nèi)100°C溫度下先預(yù)熱30min，然后打開(kāi)并調(diào)節(jié)減壓閥A和流量控制閥A直至107六通閥4號(hào)位，樣品氣A的流量為4.5ml/min，樣品氣A經(jīng)凈化器去除水分然后進(jìn)入六通閥和富集管，由于富集管安裝在冷阱內(nèi)，所以干氣在低溫富集管中進(jìn)行輕烴液化富集，富集時(shí)間為30min，
[0057]在富集的最后5min ;關(guān)閉減壓閥A和流量控制閥A，打開(kāi)并調(diào)節(jié)減壓閥B和流量控制閥B直至六通閥4號(hào)位反吹氣的流量為3.5ml/min，利用反吹氣吹掃未液化的氣體(主要是甲烷、乙烷)，反吹時(shí)間5min。上述過(guò)程中未被液化的樣品氣A和反吹氣經(jīng)堿液瓶后進(jìn)入通風(fēng)柜放空。堿液瓶作用為吸收樣品氣A中酸性組分。
[0058]進(jìn)樣分析過(guò)程:富集反吹過(guò)程結(jié)束后迅速切換六通閥，此時(shí)減壓閥B和流量控制閥B維持原狀，加熱冷阱迅速提高富集管溫度至200°C，最高溫度保持lOmin，使液化的輕烴快速氣化，并隨載氣進(jìn)入色譜分析儀進(jìn)行輕烴分析。
[0059]對(duì)比例:
[0060]試驗(yàn)樣品氣A不經(jīng)富集直接送入色譜儀進(jìn)行輕烴分析。
[0061]圖3-1和圖3-2是樣品氣A兩種不同進(jìn)樣方式l(T62min輕烴色譜圖。
[0062]從圖3-1和圖3-2的對(duì)比可看出:直接進(jìn)樣無(wú)法捕獲天然氣中輕烴部分的信息；而由于對(duì)樣品進(jìn)行富集，(:3后化合物的響應(yīng)值明顯增強(qiáng)，Cltl峰仍可以清晰鑒定，由于進(jìn)行了反吹，甲烷、乙烷都可被吹掉大部分，使丙烷以后的色譜圖得到有效分離，因此得到的譜圖的信息更加清晰，獲得更加真實(shí)完善的數(shù)據(jù)資料。通過(guò)這些數(shù)據(jù)，得到反映輕烴性質(zhì)的指紋特征和參數(shù)，豐富地質(zhì)資料。
【權(quán)利要求】
1.一種干氣中輕烴的富集裝置，其特征在于: 所述裝置包括:干氣儲(chǔ)存罐、六通閥、富集管、凈化器和加熱爐膛，加熱爐膛為兩個(gè)，干氣儲(chǔ)存罐設(shè)置在一個(gè)加熱爐膛內(nèi)、凈化器和六通閥是設(shè)置在另一個(gè)加熱爐膛內(nèi)， 所述富集管設(shè)置于冷阱內(nèi)，冷阱設(shè)置在加熱爐膛外，富集管與六通閥連接； 干氣儲(chǔ)存罐連接凈化器后與六通閥連接； 加熱爐膛外設(shè)置有載氣通入管線和反吹氣通入管線，載氣通入管線進(jìn)入加熱爐膛內(nèi)與六通閥連接，反吹氣通入管線進(jìn)入加熱爐膛內(nèi)與凈化器和六通閥之間的管線連通； 六通閥分別連接色譜儀和通風(fēng)柜； 六通閥的連接狀態(tài): 富集反吹時(shí)，干氣通入與富集管連通，富集管另一端與通風(fēng)柜連通，載氣通入與色譜儀連通； 進(jìn)樣分析時(shí)，載氣通入與富集管連通，富集管另一端連接色譜儀。
2.如權(quán)利要求1所述的干氣中輕烴的富集裝置，其特征在于: 所述干氣儲(chǔ)存罐和凈化器之間的管線上設(shè)置有減壓閥A和流量控制閥A ； 所述反吹氣通入管線上設(shè)置有減壓閥B和流量控制閥B。
3.一種采用如權(quán)利要求1或2所述的干氣中輕烴的富集裝置的富集方法，其特征在于所述方法包括: (1)打開(kāi)減壓閥A和流量控制閥A，干氣經(jīng)加熱、去除水分后，通過(guò)六通閥進(jìn)入富集管富集; (2)關(guān)閉減壓閥A和流量控制閥A，打開(kāi)減壓閥B和流量控制閥B，通入反吹氣吹掃未液化的氣體； (3)加熱冷阱，被富集的干氣被載氣帶入色譜儀進(jìn)行檢測(cè)。
4.如權(quán)利要求3所述的富集方法，其特征在于: 步驟(I)中，干氣通過(guò)加熱爐膛加熱到60°C?100°C，干氣進(jìn)入富集管的流量為4.0?5.0ml/min，冷阱溫度為-70°C?_90°C，富集時(shí)間為25mirT35min。
5.如權(quán)利要求4所述的富集方法，其特征在于: 步驟(2)中反吹氣吹掃時(shí)間為4.5mirT5.5min，反吹氣流量為3.0?3.5ml/min。
6.如權(quán)利要求5所述的富集方法，其特征在于: 步驟(3)中，冷阱加熱至150?200。。，保持9.5min?10.5min。
7.如權(quán)利要求3所述的富集方法，其特征在于: 通過(guò)減壓閥A和流量控制閥A控制干氣進(jìn)入富集管的流量； 通過(guò)減壓閥B和流量控制閥B控制反吹氣流量。
【文檔編號(hào)】G01N30/08GK103575834SQ201210271615
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月1日
【發(fā)明者】張彩明, 宋曉瑩, 許錦, 王勤, 張渠, 蔣啟貴, 徐勤 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院