[發明專利]一種天然氣中微量烴類化合物單體烴碳同位素分析方法

有效

• 申請號: 201110100165.2
• 申請日: 2011-04-21
• 公開（公告）號: CN102253136A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 李中平;李立武;曹春輝;王作棟;杜麗;陶明信
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所蘭州油氣資源研究中心
• 主分類號: G01N30/02
• 分類號: G01N30/02;G01N30/08;G01N30/10
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1.一種天然氣中微量烴類化合物單體烴碳同位素分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟A，對天然氣中微量組分烴類化合物進行富集；

步驟B，烴類混合物通過氣相色譜進行分離；

步驟C，同位素比率質譜計測定同位素比值，具體步驟為：

步驟A1，將天然氣樣品裝入容器；

步驟A2，將固相微萃取裝置的固相微萃取頭插入容器中進行萃取，平衡時間為5-360min，平衡時間期間壓力及溫度均保持恒定，所述固相微萃取裝置的固相微萃取頭類型為二乙烯基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷(DVB/CAR/PDMS)；

步驟B1，平衡時間達到后，將固相微萃取頭取出，直接插入氣相色譜的進樣口，對吸附富集的樣品進行熱解析脫附；

步驟B2，氣相色譜的升溫采用多階段升溫程序，解析溫度為150℃-280℃，分流比為1∶1；

步驟C1，從氣相色譜流出的單分子烴類化合物依次進入氧化裝置內并發生氧化反應生成CO₂；

步驟C2，氧化反應生成產生的CO₂在He載氣(純度≥99.9999％)的帶動下，通過一干燥裝置除水后，被引入同位素比率質譜計；

步驟C3，在同位素比率質譜計的離子源中，CO₂在離子源內被電離成為質荷比(m/z)為44、45、46的不同種類的同位素異構體離子，帶電離子流通過磁場并根據質荷比(m/z)進行分離，法拉第杯接收信號，系統計算并測定碳同位素比值。

2.根據權利要求1所述的天然氣中微量烴類化合物單體烴碳同位素分析測試方法，其特征在于，在步驟A1前，還包括步驟A0，所述固相微萃取裝置的固相微萃取頭在200℃-300℃下老化2-4小時。

3.根據權利要求2所述的天然氣中微量烴類化合物單體烴碳同位素分析測試方法，其特征在于，所述步驟C1中，氧化反應生成CO₂的反應在一致密Al₂O₃陶瓷管中進行，陶瓷管內填充CuO/NiO/Pt作為氧化劑，反應過程的溫度為830℃-1050℃，所述致密Al₂O₃陶瓷管的長度為200-500mm，內徑為0.2-1mm。

4.根據權利要求3所述的天然氣中微量烴類化合物單體烴碳同位素分析測試方法，其特征在于，

在步驟A0中，所述固相微萃取裝置的固相微萃取頭在280℃下老化3小時；

在步驟C1中，所述Pt為氧化劑中的催化劑，所述反應過程為862℃，所述致密Al₂O₃陶瓷管的長度為320mm，內徑為0.5mm。

5.根據權利要求1-4任一項所述的天然氣中微量烴類化合物單體烴碳同位素分析測試方法，其特征在于，在步驟B2中，

氣相色譜的升溫采用多階段升溫程序、解析溫度和分流比具體為：

氣相色譜采用的毛細管柱的長度為50m，內徑為0.53mm，膜厚15μm；升溫程度為35℃保持3min；以7℃/min升至100℃，保持5min；以7℃/min升至160℃，保持10min；以15℃/min升至200℃，保持30min；以25℃/min升至220℃，保持85min；

氣相色譜進樣口溫度280℃；氣相色譜進樣口為分流進樣口，分流比為1∶1；載氣(He)為恒流模式，流速7.5ml/min.；參考氣體為CO₂(純度≥99.99％)，其碳同位素值δ¹³C_CO2為-20.9‰。穩定同位素質譜的離子源電子轟擊型(EI)離子源，燈絲發射電流1.3mA，電子能量100eV。