分析原油中多个单一含硫化合物的硫同位素的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种分析原油中多个单一含硫化合物的硫同位素的方法和装置。该方法包括以下步骤：原油样品经气相色谱仪汽化分离后，与含硫标准样品的气体一同进入多接收电感耦合等离子体质谱仪分析硫同位素；分析含硫标准样品中的

【技术实现步骤摘要】
分析原油中多个单一含硫化合物的硫同位素的方法和装置
本专利技术涉及石油勘探领域，具体涉及一种分析原油中多个单一含硫化合物的硫同位素的方法和装置。
技术介绍
硫是许多天然有机化合物和人工合成有机化合物的重要成分，硫具有一定的化学反应性和氧化还原性。这些特点使得硫成为多种自然过程和地球化学过程的反应物、中间产物和最终产物。硫在氧化还原反应中会发生同位素分馏，有机含硫化合物的硫同位素则记录了这些分馏氧化还原反应。因此，分析特定有机分子的硫同位素能确定这些有机分子的来源和形成过程。硫同位素在大气中含硫有机气体的溯源，天然有机质的硫化过程研究，原油油源识别等诸多方面可以发挥重要的作用。原油中的含硫化合物可分为硫醇类、噻吩类、硫醚类等3大类。原油还含有其他化合物，比如碳烃化合物，含氮化合物，含氧化合物。有机物中硫同位素分析的常规方法是将有机物中所有含硫化合物燃烧为SO2或SF6，然后利用同位素质谱仪测量SO2气体的34S/32S，这两种方法只能测定整体样品的平均硫同位素。CN105510561A公开了一种利用化学反应预先分离将原油中的含硫化合物分离为噻吩类化合物和硫醚类化合物，再利用同位素质谱仪测定两大类化合物的硫同位素，并未给出多个单一化合物的同位素数据。目前尚无进行自动化的同时获得多个单一含硫化合物的硫同位素的方法。因此，开发同时分析原油中多个单一含硫化合物的硫同位素的方法和装置已经成为本领域亟需解决的技术问题。
技术实现思路
为解决以上至少之一的技术问题，本专利技术提供一种分析原油中多个单一含硫化合物的硫同位素的方法和装置。为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术一方面提供一种分析原油中多个单一含硫化合物的硫同位素的方法，包括以下步骤：原油样品经气相色谱仪汽化分离后，与含硫标准样品的气体一同进入多接收电感耦合等离子体质谱仪分析硫同位素；分析含硫标准样品中的34S与32S的信号强度之比，以及原油样品中各不同单一含硫化合物中的34S与32S的信号强度之比，进而获得各不同单一含硫化合物的硫元素的同位素比。本专利技术方法通过将气相色谱仪与电感耦合等离子体质谱仪(ICPMS)联用用于同时分析原油中多个单一含硫化合物的硫同位素。气相色谱仪用于汽化和分离不同的单一含硫化合物；电感耦合等离子体质谱仪用于定量检测不同质量的离子。本专利技术的方法分析石油中多个单一含硫化合物的硫同位素值的精度为0.1‰，检测下限为40pmol/L的硫元素。在本专利技术的一个优选方案中，优选地，所述含硫标准样品的气体为SF6气体。在该优选方案中，优选地，各不同单一含硫化合物的硫元素的同位素比通过下式计算得到：δ＝‰×(34Rsample/34RSF6)-1其中，34Rsample为含硫标准样品的34S与32S的信号强度之比；34RSF6为各不同单一含硫化合物的34S与32S的信号强度之比。在本专利技术的一个优选方案中，优选地，所述气相色谱仪和多接收电感耦合等离子体质谱仪之间通过加热传输管连接以联用。在该优选方案中，优选地，所述加热传输管内包裹有石英毛细管传输线和铜管传输线；如图1所示，所述气相色谱仪中的石英毛细管和铜线圈分别延伸出气相色谱仪，且延伸出部分被包裹在所述加热传输管内作为石英毛细管传输线和铜管传输线；原油样品通过气相色谱仪汽化分离后(原油样品入口如图1中的A)，通过所述石英毛细管传输线被载气传导至多接收电感耦合等离子体质谱仪的离子源中(载气入口如图1中的A)；通过所述铜管传输线与电感耦合等离子体质谱仪的火炬连接，用以向多接收电感耦合等离子体质谱仪的等离子体源中传导辅助载气(如图1中的B)；以保证He和Ar气流同轴地流过传输线并仅在二者接触等离子体时进行混合。在该优选方案中，优选地，所述石英毛细管和铜线圈一同在气相色谱仪的烘箱中进行加热260-310℃。在本专利技术的一个优选方案中，优选地，所述载气为氦气，所述辅助载气为氩气。在本专利技术的一个优选方案中，优选地，所述加热传输管通过磨砂玻璃球接头与多接收电感耦合等离子体质谱仪的等离子体源的炬管连接；所述石英毛细管传输线延伸超过所述磨砂玻璃球接头0.5-1.5cm(例如1cm)，以保证氦气和氩气在炬管内混合；在距离石英毛细管末端1-3m(例如2m)处导入含有2％的含硫标准样品的气体的氦气(如图1所示C)。多接收电感耦合等离子体质谱仪(多接收ICPMS)的进样口处还包括有辅助气入口和冷却气入口(如图1中的D和E)。本专利技术中的可以同时接收一个原油样品和5种气体样品，可以进行自动化测试，重复性好，快速，2h内完成样品分析。图1中各个进样位置的样品种类及相应的进样量和流速范围如下表1所示：表1各进样位置所对应的样品种类、进样量和流速范围在本专利技术的一个优选方案中，优选地，所述单一含硫化合物包括三甲基硫代单金刚烷、5,7-二甲基硫代单金刚烷、1,5-二甲基硫代单金刚烷、1,2-二甲基硫代单金刚烷、二甲基硫代双金刚烷和甲基硫双单金刚烷中的一种或两种以上。以上各含硫化合物包括其不同的异构体。本专利技术另一方面体用一种实现以上方法的装置，包括气相色谱仪、多接收电感耦合等离子体质谱仪以及用以连接两者的加热传输管。在本专利技术的一个优选方案中，优选地，所述气相色谱仪中的石英毛细管和铜线圈分别延伸出气相色谱仪，且延伸出部分被包裹在所述加热传输管内作为石英毛细管传输线和铜管传输线；所述加热传输管通过磨砂玻璃球接头与多接收电感耦合等离子体质谱仪的等离子体源的炬管连接；所述石英毛细管传输线延伸超过所述磨砂玻璃球接头0.5-1.5cm；所述铜管传输线与电感耦合等离子体质谱仪的火炬连接。在本专利技术的一个优选方案中，优选地，所述加热传输管的长度为1m，所述石英毛细管传输线的内径为0.32mm，所述铜管传输线外径为3.2mm。本专利技术的有益效果：1)本专利技术的一整套装置系统可同时接收原油和多种气体进行自动化测试，重复性好，快速，2h内完成。2)通过本专利技术的方法和装置可同时获得多个单一含硫化合物的硫同位素数据，自动化程度高，不用预先将含硫化合物从原油中分离出来，也不用将含硫化合物中的噻吩类和硫醚类分离开。3)测试精度可达0.1‰，适用于硫含量＜0.1wt％的低硫原油。附图说明图1为本专利技术中气相色谱仪、多接收电感耦合等离子体质谱仪及加热传输管示意图。图2为本专利技术实施例1中的7个单一硫醇的GC图谱及对应的同位素分析结果。图3为本专利技术实施例1中的6个单一硫代金刚烷的GC图谱及对应的同位素分析结果。图4为本专利技术实施例1中的6个单一二苯并噻吩的GC图谱及对应的同位素分析结果的分析结果。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例对本专利技术做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。实施例1本实施例使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分析原油中多个单一含硫化合物的硫同位素的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n原油样品经气相色谱仪汽化分离后，与含硫标准样品的气体一同进入多接收电感耦合等离子体质谱仪分析硫同位素；/n分析含硫标准样品中的

【技术特征摘要】
1.一种分析原油中多个单一含硫化合物的硫同位素的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
原油样品经气相色谱仪汽化分离后，与含硫标准样品的气体一同进入多接收电感耦合等离子体质谱仪分析硫同位素；
分析含硫标准样品中的34S与32S的信号强度之比，以及原油样品中各不同单一含硫化合物中的34S与32S的信号强度之比，进而获得各不同单一含硫化合物的硫元素的同位素比。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含硫标准样品的气体为SF6气体。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，各不同单一含硫化合物的硫元素的同位素比通过下式计算得到：
δ＝‰×(34Rsample/34RSF6)-1
其中，34Rsample为含硫标准样品的34S与32S的信号强度之比；34RSF6为各不同单一含硫化合物的34S与32S的信号强度之比。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气相色谱仪和多接收电感耦合等离子体质谱仪之间通过加热传输管连接以联用。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述气相色谱仪中的石英毛细管和铜线圈分别延伸出气相色谱仪，且延伸出部分被包裹在所述加热传输管内作为石英毛细管传输线和铜管传输线；
原油样品通过气相色谱仪汽化分离后，通过所述石英毛细管传输线被载气传导至多接收电感耦合等离子体质谱仪的离子源中；通过所述铜管传输线与电感耦合等离子体质谱仪的火炬连接，用以向多接收电感耦合等离子体质谱仪的等离子体源中传导辅助载气。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述石英毛细管和铜线圈一同在气...

【专利技术属性】
技术研发人员：王萌，朱光有，张志遥，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11