[發明專利]一種石油族組分自動分析儀及其分析方法

有效

• 申請號: 201810273997.6
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108593788B
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發明（設計）人: 桂建業;劉菲;張莉
• 申請（專利權）人: 中國地質科學院水文地質環境地質研究所
• 主分類號: G01N30/02
• 分類號: G01N30/02;G01N30/06;G01N30/72
• 代理公司: 北京集智東方知識產權代理有限公司 11578
• 代理人: 陳亞斌;關兆輝

本發明涉及一種石油族組分自動分析儀及其分析方法，所述石油族組分自動分析儀包括：介質阻擋放電離子源，常壓下使反應氣體電離并產生等離子尾焰；色譜棒，所述色譜棒與介質阻擋放電離子源位于同一水平并垂直設置，檢測時，色譜棒以一定速度沿垂直于等離子尾焰的方向由外向里移動；質譜儀，在水平方向上與等離子尾焰保持一定角度，色譜棒上的樣品組分被等離子尾焰解析電離后直接濺射到質譜儀進口，然后在電場的帶動下進入質譜儀中依次進行檢測。本發明采用色譜棒與質譜儀聯用的方式，將色譜分離與質譜檢測合為一體，同時實現石油族組分的定量與定性分析。

技術領域

本發明涉及儀器分析領域，具體涉及一種石油族組分自動分析儀及其分析方法。

背景技術

石油是當今世界的重要資源，它廣泛應用于能源、化工、制藥、農業、航天等各個方面，隨著我們對石油的利用越來越多，如何更有效的利用這種不可再生資源，同時減少對環境和身體的危害是當今石油研究的重大熱點，為了有效利用石油，我們需要對石油進行詳細的性質鑒定和組成分析，以提供有效的數據為合理利用方案做指示。例如，在有機石油地質研究中，通過對石油組分的分析能夠對石油中重、輕有機質進行描述，這對于石油開采方案的研究起到至關重要的作用；此外，石油組分的研究還能能夠為原油的成分、演化、成熟情況提供證據，石油中的生物標志化合物能夠指示石油的古沉積環境，對于研究地質環境形成也有很大的幫助。

石油組分的鑒定是一項非常艱難的工作，因為石油的組分十分復雜，總數約有幾萬種之多，并且沒有明顯的總體特征。其中較輕的石油烴按照碳數的多少可以粗略地分為碳九以下、碳十到碳四十以及碳四十以上組分。目前，石油烴的檢測方法中較為成熟的方法主要有重量法、紫外分光光度法、紅外光度法、熒光分光光度法、氣相色譜法和氣相色譜質譜聯用法等。2017年中華人民共和國環境保護部頒布了環境保護標準方法HJ 893-2017《水質揮發性石油烴(C6-C9)的測定吹掃捕集/氣相色譜法》及HJ 894-2017《水質可萃取性石油烴(C10-C40)的測定氣相色譜法》。

然而在已經公開報道的經典的石油族組分鑒定中，族組分的定量與詳細定性都是分開進行的，如SY/T 5119-2008《巖石中可溶有機物及原油族組成分析》，就是僅對四大組分飽和烴、芳香烴、膠質及瀝青質的百分比含量進行測定，如果還想對每個族組分進行進一步的研究，鑒定其含氮、含硫、含氧、含氯溴等情況，還需要再分別對其進行色譜和質譜分析。

發明內容

針對現有技術中石油族組分鑒定時定量和定性不能同時進行的問題，本發明采用色譜分離與質譜檢測聯用的方式，創新地采用改進的介質阻擋放電離子源作為族組分的解析電離裝置，質譜儀作為族組分的檢測器，通過色譜棒移動裝置與電離裝置的交互設計，同時實現石油族組分的定量與定性分析。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：一種石油族組分自動分析儀，包括：介質阻擋放電離子源，常壓下使反應氣體電離并產生等離子尾焰；色譜棒，所述色譜棒與介質阻擋放電離子源位于同一水平并垂直設置，檢測時，色譜棒以一定速度沿垂直于等離子尾焰的方向由外向里移動；質譜儀，在水平方向上與等離子尾焰保持一定角度，色譜棒上的樣品組分被等離子尾焰解析電離后直接濺射到質譜儀進口，然后在電場的帶動下進入質譜儀中依次進行檢測。

優選的，所述介質阻擋放電離子源包括介質阻擋放電電源、高壓電極片、接地電極片和放電管，所述放電管外包有絕緣套管，所述絕緣套管內放電管外包有環形的高壓電極片和接地電極片，所述高壓電極片與接地電極片之間采用環形絕緣片隔開。

優選的，所述絕緣套管上設有兩個供電極線穿過的小孔，所述電極線穿過小孔分別將高壓電極片和接地電極片與介質阻擋放電電源電連接。

優選的，所述放電管一端設有進氣管，所述進氣管上設有流量控制器，用于調節進氣量保證氣路穩定。

優選的，所述放電管采用石英或陶瓷材質，長度為8-12cm，外徑為3-8mm，內徑為0.3-3mm，所述絕緣套管為聚四氟乙烯材質，所述環形絕緣片由陶瓷制成。