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      一種富甲烷天然氣中Xe同位素分析方法及分析裝置與流程

      文檔序號(hào):11249428閱讀:819來源:國知局
      本發(fā)明涉及頁巖殘余氣分析技術(shù),尤其涉及稀有氣體在線分析方法及系統(tǒng)技術(shù)背景稀有氣體因其化學(xué)性質(zhì)不活潑、在自然界豐度低、成因均與特定的核過程相關(guān)而成為地質(zhì)物體及地質(zhì)歷程的重要示蹤劑,對(duì)于研究地球早期歷史、地幔-地殼的物質(zhì)演化,地球的脫氣和大氣圈的形成,以及同位素年齡測(cè)定等都具有重要意義。大氣氙還具有強(qiáng)烈的、全球性的分餾效應(yīng)。129xe過剩代表的是地殼早期形成、現(xiàn)已滅絕的放射性核素129i的衰變產(chǎn)物。在天然氣中如果存在129xe過剩,則意味著其中有地球原始組分的加入。但是,地球上氙的同位素結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜。尤其是天然氣中xe同位素含量極低(10-5ppm),雜質(zhì)氣體多,導(dǎo)致天然氣中xe同位素分析難度大。上世紀(jì)末,一些研究人員對(duì)xe同位素分析測(cè)試進(jìn)行過嘗試,主要對(duì)礦物巖石中的xe進(jìn)行了一些研究,由于分析方法不成熟,分析結(jié)果爭(zhēng)議較大,導(dǎo)致之后很少進(jìn)行該領(lǐng)域的研究工作。因此較巖石礦物中的xe同位素分析更為復(fù)雜、困難。基于分析技術(shù)的壁壘,世界上幾乎沒有天然氣中xe同位素分析研究工作。孫明良公開了一種天然氣中稀有氣體同位素的分析技術(shù),其曾對(duì)xe進(jìn)行同位素分析,但是其發(fā)現(xiàn)天然氣樣品中xe的含量比ar還要低約6個(gè)量級(jí),即使分離時(shí)無丟失,其進(jìn)入質(zhì)譜計(jì)內(nèi)供分析用的絕對(duì)量仍是很微的,因此其采用了電子倍增器+粒子計(jì)數(shù)器或德利+光電倍增器去檢測(cè)xe同位素。目前,中國專利文獻(xiàn)號(hào)為cn102012333b公開了一種惰性氣體純化富集裝置及其使用方法,其通過進(jìn)樣定量控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)樣品的定量進(jìn)樣,然后送入惰性氣體真空凈化系統(tǒng),利用其中的海綿鈦爐和鋯基吸氣爐使待測(cè)樣品氣體中的活性其它被吸收而凈化待測(cè)樣品;凈化的樣品先進(jìn)行四級(jí)桿質(zhì)譜計(jì)分析后,再送入惰性氣體低溫富集系統(tǒng)使惰性氣體冷凍富集于活性碳阱中,然后再將樣品中he、ne、ar、kr、xe各組份依次進(jìn)入同位素質(zhì)譜計(jì)中進(jìn)行同位素分析,可見上述裝置成功得到了樣品中的各成分組成,而且也測(cè)得了xe的同位素132xe,但是,僅測(cè)得132xe含量,并不能獲得xe組分的總含量,因此,該專利文獻(xiàn)中的方法實(shí)際只適用于已知xe同位素比值的樣品,而實(shí)際樣品檢測(cè)分析中xe同位素比值必定是未知的樣品,因而該專利文獻(xiàn)中的方法沒有實(shí)際意義,只能提供儀器參數(shù)或者計(jì)算的矯正參數(shù);而且,由于天然氣中xe的含量極低,如果先對(duì)樣品組成成分進(jìn)行分析再對(duì)稀有氣體同位素分析需要大量進(jìn)樣才能使xe分析達(dá)到儀器的線性范圍,這無疑將大量增加檢測(cè)裝置的負(fù)荷,然而,稀有氣體分析系統(tǒng)屬于超真空系統(tǒng),不能實(shí)現(xiàn)大量樣品直接送入系統(tǒng)分析,可見,該技術(shù)仍存在一定的技術(shù)問題,不能獲得樣品中xe的同位素含量。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的由于xe含量極低導(dǎo)致的無法準(zhǔn)確檢測(cè)的技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種簡(jiǎn)便的同位素分析方法,該方法在分析之前先進(jìn)行簡(jiǎn)單的富集純化,再利用稀有氣體質(zhì)譜儀就可以獲得xe的同位素信息,例如129xe、131xe、132xe等,該方法準(zhǔn)確率高、操作簡(jiǎn)單,成本低,對(duì)地質(zhì)物體及地質(zhì)歷程的研究有重要意義。為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種富甲烷天然氣中xe同位素分析方法,包括:利用包括對(duì)外部天然氣進(jìn)行負(fù)壓抽取、除水、低溫收集的xe富集處理,從外部天然氣中得到具有足以檢測(cè)xe同位素信息的xe含量的且以kr和xe為主要成分的待測(cè)樣品;對(duì)所述的以kr和xe為主要成分的待測(cè)樣品進(jìn)行純化處理,得到僅有kr和xe組成分析樣品;對(duì)所述僅由kr和xe組成的分析樣品進(jìn)行分離處理,得到僅含xe的分析樣品,通過對(duì)其進(jìn)行同位素分析,得到天然氣樣本中xe的同位素信息。其中,所述利用包括對(duì)外部天然氣進(jìn)行負(fù)壓抽取、除水、低溫收集的xe富集處理,從外部天然氣中得到具有足以檢測(cè)xe同位素信息的xe含量的且以kr和xe為主要成分的待測(cè)樣品,包括:利用負(fù)壓對(duì)外部天然氣進(jìn)行抽取,得到天然氣樣品;將所述天然氣樣品進(jìn)行除水處理,得到除去水分的天然氣樣品;在液氮溫度下,對(duì)除去水分的天然氣樣品進(jìn)行低溫收集處理,收集到以kr和xe為主要成分的待測(cè)樣品;利用負(fù)壓將除去水分的天然氣樣品中未收集的其他成分抽出到外部;通過重復(fù)上述步驟,得到具有足以檢測(cè)xe同位素的xe含量的且以kr和xe為主要成分的待測(cè)樣品。特別是,所述同位素信息為124xe、126xe、128xe、129xe、130xe、131xe、132xe、134xe和136xe的相對(duì)含量。其中,所述負(fù)壓為≤10-5pa。其中,所述除水處理包括:利用液氮-酒精控制的低溫環(huán)境,使co2和h2o凝結(jié),從而將co2和h2o收集起來,得到去除了水分的天然氣樣品。其中,所述重復(fù)上述步驟為10-15次。其中,所述純化處理包括:釋放所述kr和xe為主要成分的待測(cè)樣品,并將其與高溫下的金屬鈦充分反應(yīng),使部分雜質(zhì)氣體因發(fā)生反應(yīng)而附著在海綿鈦中,得到除去部分雜質(zhì)氣體的待測(cè)樣品;將除去部分雜質(zhì)氣體的待測(cè)樣品在金屬zr和al制成的吸氣泵中過濾,使剩余的雜質(zhì)氣體被吸附,從而獲得僅由kr和xe組成分析樣品。其中,所述釋放所述kr和xe為主要成分的待測(cè)樣品是通過升高待測(cè)樣品的溫度實(shí)現(xiàn)。其中,所述升高待測(cè)樣品溫度為90-110℃,優(yōu)選為98-102℃,進(jìn)一步優(yōu)選為100℃。升高待測(cè)樣本的方式可以通過溫控裝置實(shí)現(xiàn)。其中,所述高溫下的金屬鈦溫度為780-820℃,優(yōu)選為790-810℃,進(jìn)一步優(yōu)選為800℃。其中,所述分離處理包括:通過調(diào)控僅由kr和xe組成的分析樣品的溫度,使kr與xe被分離,獲得僅含xe的分析樣品。其中,所述調(diào)控僅由kr和xe組成的分析樣品的溫度,使kr與xe被分離包括:降低僅由kr和xe組成的分析樣品的溫度使xe組分被收集,利用超負(fù)壓將kr抽出到外部;升高所述xe組分溫度使xe組分被釋放,得到僅含xe的分析樣品。尤其是,所述超負(fù)壓≤10-9pa。尤其是,所述使xe組分被收集的溫度為130-150k,優(yōu)選為135-145k,進(jìn)一步優(yōu)選為140k。尤其是,所述使xe組分被釋放的溫度為150-170k,進(jìn)一步優(yōu)選為155-165k,進(jìn)一步優(yōu)選為160k。特別是,所述通過對(duì)其進(jìn)行同位素分析,得到天然氣樣本中xe的同位素信息的真空度≤10-10pa。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的,本發(fā)明再一方面提供一種富甲烷天然氣中xe同位素分析裝置,包括:用于對(duì)外部天然氣進(jìn)行負(fù)壓抽取、除水、低溫收集,從外部天然氣中得到具有足以檢測(cè)xe同位素信息的xe含量的且以kr和xe為主要成分的待測(cè)樣品的富集系統(tǒng);用于純化所述的以kr和xe為主要成分的待測(cè)樣品的,得到僅由kr和xe組成分析樣品的純化系統(tǒng);對(duì)所述僅由kr和xe組成的分析樣品進(jìn)行分離處理,得到僅含xe的分析樣品的分離設(shè)備;用于分析僅含xe的分析樣品,得到天然氣樣本中xe的同位素信息的分析設(shè)備;其中,所述富集系統(tǒng)、純化系統(tǒng)、分離設(shè)備和分析設(shè)備均通過真空管道連接,并利用閥門進(jìn)行調(diào)控。其中,所述分離設(shè)備通過布設(shè)在與真空管道連接處的v11進(jìn)行調(diào)控。其中,所述分析設(shè)備通過布設(shè)在與真空管道連接處的v12進(jìn)行調(diào)控。其中,所述分析設(shè)備的真空度≤10-10pa。優(yōu)選地,所述分離設(shè)備為低溫冷泵。優(yōu)選地,所述分析設(shè)備為稀有氣體同位素譜儀。其中,所述富集系統(tǒng)包括:用于抽取外部天然氣,或?qū)⒊ニ值奶烊粴鈽悠分形词占钠渌煞殖槌龅酵獠康呢?fù)壓發(fā)生裝置;對(duì)天然氣樣品進(jìn)行除水處理,獲得除去水分的天然氣樣品的除水裝置;對(duì)除去水分的天然氣樣品進(jìn)行低溫收集處理,收集到以kr和xe為主要成分的待測(cè)樣品的收集裝置;用于重復(fù)上述步驟,得到具有足以檢測(cè)xe同位素的xe含量的且以kr和xe為主要成分的待測(cè)樣品的第一閥門組合。其中,所述負(fù)壓發(fā)生裝置與除水裝置、收集裝置均通過所述真空管道連接。所述第一閥門組合包括:使負(fù)壓裝置對(duì)外部天然氣進(jìn)行負(fù)壓抽取的閥門v0和vf;使天然氣定量進(jìn)樣的閥門v0和v1;使除水裝置對(duì)天然氣進(jìn)行除水處理的閥門v1和v3;使收集裝置對(duì)除去水分的天然氣樣品進(jìn)行低溫收集處理的閥門v2和v4;使負(fù)壓將除去水分的天然氣樣品中未收集的其他成分抽出到外部的閥門vf和v1。其中,所述閥門vf、v3、v4分別布設(shè)于負(fù)壓裝置、除水裝置、收集裝置與所述真空管道的連接處,閥門v0、v1、v2分別布設(shè)于負(fù)壓裝置與外部天然氣儲(chǔ)存裝置連接的真空管道上、負(fù)壓裝置與除水裝置連接的真空管道上、除水裝置與收集裝置的真空管道上。優(yōu)選地,所述負(fù)壓發(fā)生裝置為分子泵。優(yōu)選地,所述除水裝置為酒精-液氮溫度條件的冷指。優(yōu)選地,所述收集裝置為液氮溫度條件的冷指。其中,所述純化系統(tǒng)包括:用于使kr和xe為主要成分的待測(cè)樣品中的部分雜質(zhì)氣體因發(fā)生反應(yīng)附著在其中而被除去的反應(yīng)吸附裝置;用于過濾待測(cè)樣品中剩余的雜質(zhì)氣體,獲得僅由kr和xe組成分析樣品的過濾裝置;用于控制純化系統(tǒng)真空環(huán)境的超負(fù)壓裝置,以及用于控制純化過程的第二閥門組合。其中,所述反應(yīng)吸附裝置、過濾裝置超負(fù)壓裝置均與所述真空管道連接。其中,所述第二閥門組合包括:用于將以kr和xe為主要成分的待測(cè)樣品釋放到真空管道中的閥門v2和v4;使反應(yīng)吸附裝置與待測(cè)樣品的部分雜質(zhì)氣體發(fā)生反應(yīng)附著在裝置中以及使過濾裝置中的剩余雜質(zhì)氣體被過濾的閥門v5、v6、v7、v8、v9、v10;以及使超負(fù)壓裝置產(chǎn)生超負(fù)壓的閥門v5和v9。其中,所述閥門v7、v8分別布設(shè)于反應(yīng)吸附裝置、過濾裝置與所述真空管道的連接處,v5、v9分別布設(shè)于超負(fù)壓發(fā)生裝置與所述真空管道的連接處、閥門v6、v10分別布設(shè)于收集裝置與反應(yīng)吸附裝置連接的真空管道上、過濾裝置與分子泵裝置連接的真空管道上。優(yōu)選地,所述反應(yīng)吸附裝置為海綿鈦爐。優(yōu)選地,所述超負(fù)壓裝置為分子泵。優(yōu)選地,所述過濾裝置為吸氣泵。進(jìn)一步優(yōu)選地,所述吸氣泵由zr和al制成。本發(fā)明的有益效果:1、本發(fā)明提供的一種富甲烷天然氣中xe同位素分析方法及分析裝置實(shí)現(xiàn)了在超真空系統(tǒng)進(jìn)行天然氣大量進(jìn)樣的技術(shù)效果,并實(shí)現(xiàn)了含量極低的xe氣體的同位素分析,使檢測(cè)xe的每個(gè)穩(wěn)定同位素的相對(duì)含量成為了現(xiàn)實(shí),解決了本領(lǐng)域技術(shù)中無法獲得xe同位素含量的技術(shù)問題。2、本發(fā)明方法操作簡(jiǎn)單,只需要通過簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)閥門就可以獲得天然氣樣品中xe的同位素信息及含量。3、本發(fā)明提供的裝置具有高真空、低本底的特點(diǎn),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,僅需要分子泵、冷指、海綿鈦爐、吸氣泵、低溫冷泵和稀有氣體同位素譜儀以及真空管道和閥門就可以連接而成,成本低,普適性廣。附圖說明圖1是本發(fā)明提供的富甲烷天然氣中xe同位素分析裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖中,1、外部天然氣儲(chǔ)存裝置,2、負(fù)壓裝置,3、吸水裝置,4、收集裝置,5、反應(yīng)吸附裝置,6、過濾裝置,7、超負(fù)壓裝置,8、分離設(shè)備,9、同位素分析設(shè)備。具體實(shí)施方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn),下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。在下面的描述中闡述了很多具體的細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明,但是,本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實(shí)施,因此,本發(fā)明并不限于下面公開的具體實(shí)施例的限制。實(shí)施例1xe的同位素分析方法1、富集處理1.1負(fù)壓抽取外部天然氣將真空管道進(jìn)行抽真空,使其負(fù)壓達(dá)到10-5pa,打開儲(chǔ)存天然氣的裝置,使外部的天然氣被抽取。1.2除水處理在真空條件下,抽取的天然氣在液氮-酒精控制的低溫環(huán)境中,co2和h2o發(fā)生凝結(jié),從而將co2和h2o收集起來,得到除去水分的天然氣樣品。1.3低溫收集在液氮溫度下,除去水分的天然氣樣品中的kr和xe被收集,得到以kr和xe為主要成分的待測(cè)樣品。1.4其它成分的處理對(duì)真空管道再次進(jìn)行抽真空,使負(fù)壓達(dá)到10-5pa,未被低溫收集的其它成分被抽出外部。2、純化處理升高步驟1.3收集的待測(cè)樣品的溫度,使其達(dá)到100℃,其中,升高方式可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的任一一種溫控裝置實(shí)現(xiàn),待測(cè)樣本被釋放并與高溫下的海綿鈦發(fā)生反應(yīng)10-15min,使氣體混合物中非稀有氣體與活潑的金屬鈦充分反應(yīng)生成非氣態(tài)物質(zhì)而附著在海綿鈦中,從而除去活性氣體,然后利用過濾裝置對(duì)其它活性氣體進(jìn)行過濾,得到僅由kr和xe組成的待測(cè)樣品。其中,海綿鈦的溫度為800℃。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的,該階段可以使用海綿鈦爐作為反應(yīng)吸附裝置進(jìn)行處理,過濾裝置可以使用由zr和al制成的吸氣泵進(jìn)行過濾。金屬鈦屬于非?;顫姷慕饘?,在高溫下可以與除去稀有氣體以外的其他氣體組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)中,從而除去活性氣體。海綿鈦具有大量空隙,比表面積大,與氣體可以充分接觸,有利于提高除去活性氣體的效率。3、kr和xe的分離通過控制低溫冷泵溫度(例如使用溫度控制器tc280控制冷泵溫度)對(duì)稀有氣體進(jìn)行組分分離,具體方法是,在真空條件下,降低僅由kr和xe組成的分析樣品的溫度至140k使xe組分被收集,再利用超負(fù)壓裝置將kr抽出到外部;升高所述xe組分溫度至160k使xe組分被釋放,得到僅含xe的分析樣品,其中,超負(fù)壓為10-9pa。4、xe的同位素測(cè)定將分離的xe送入進(jìn)行同位素測(cè)定,獲得其所有穩(wěn)定同位素的相對(duì)含量。該步驟可以使用稀有氣體同位素譜儀進(jìn)行,離子源電壓7000v,燈絲電流400ma。實(shí)施例2天然氣中xe同位素分析裝置如圖1所示的本發(fā)明提供的天然氣中xe同位素分析裝置,包括外部天然氣儲(chǔ)存裝置1,負(fù)壓裝置2,吸水裝置3,收集裝置4,反應(yīng)吸附裝置5,過濾裝置6,超負(fù)壓裝置7,分離設(shè)備8,和同位素分析設(shè)備9。其中,上述裝置均采用真空管道連接。進(jìn)一步的,所述負(fù)壓裝置2,吸水裝置3,收集裝置4,反應(yīng)吸附裝置5,過濾裝置6,分離設(shè)備8,和同位素分析設(shè)備9與真空管道的連接處均設(shè)有閥門,分別為vf、v3、v4、v7、v8、v11、v12。進(jìn)一步的,所述真空管道上設(shè)有多個(gè)閥門,分別為布設(shè)于外部天然氣儲(chǔ)存裝置1與負(fù)壓裝置2之間的閥門v0、布設(shè)于負(fù)壓裝置2與吸水裝置3之間的閥門v1、布設(shè)于吸水裝置3與收集裝置4之間的閥門v2、布設(shè)于收集裝置4與反應(yīng)吸附裝置5之間的v6、布設(shè)于過濾裝置6與分離設(shè)備8之間的閥門v11。進(jìn)一步的,所述超負(fù)壓裝置與所述真空管道有兩個(gè)連接處,分別為設(shè)于閥門v6與反應(yīng)吸附裝置5之間的連接處,以及閥門v10與v12之間的連接處,兩個(gè)連接處的布設(shè)的閥門分別為v5和v9。其中,所述吸水裝置可以實(shí)現(xiàn)水分捕捉的裝置,在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中,選用酒精-液氮冷指作為收集裝置。其中,所述收集裝置為可以實(shí)現(xiàn)kr和xe其它捕捉的裝置,在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中,選用液氮冷指作為收集裝置。優(yōu)選地,所述反應(yīng)吸附裝置為海綿鈦爐,其可高溫下的海綿鈦,使氣體混合物中非稀有氣體與活潑的金屬鈦充分反應(yīng)而附著在海綿鈦中,從而除去活性氣體。優(yōu)選的,所述過濾裝置是可以純化稀有氣體的吸氣泵,其由金屬zr和al制成,常溫下可以吸附氫氣及其他活性氣體。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中,可以使用zr-al吸氣泵作為本發(fā)明的吸氣泵。其中,所述負(fù)壓裝置或超負(fù)壓裝置是可以對(duì)真空管道進(jìn)行抽真空的裝置,在本發(fā)明的實(shí)施例中,均采用分子泵作為負(fù)壓裝置或超負(fù)壓裝置,其通過扇葉高速旋轉(zhuǎn),將裝置內(nèi)抽為真空,與機(jī)械泵相同,同屬于抽真空的泵類裝置,但是其能夠抽到的極限真空度要高于機(jī)械泵。其中,分離設(shè)備是可以將稀有氣體kr和xe分離的裝置,在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中采用低溫冷泵作為分離設(shè)備,通過控制低溫冷泵的溫度,實(shí)現(xiàn)稀有氣體kr和xe的分離。其中,同位素分析設(shè)備是稀有氣體同位素譜儀。應(yīng)用實(shí)施例在對(duì)樣本分析之前,先進(jìn)行空白本底試驗(yàn),該試驗(yàn)采用本領(lǐng)域常用技術(shù)進(jìn)行,所用裝置為本發(fā)明提供的實(shí)施例2,試驗(yàn)測(cè)得的132xe的空白本底僅為(3-5)×10-15cm3stp,基本可以忽略不計(jì),不影響儀器測(cè)試及含量試驗(yàn)??梢姡景l(fā)明提供的xe同位素分析裝置具有低本底的特點(diǎn)。本發(fā)明以空氣作為實(shí)驗(yàn)室內(nèi)標(biāo)對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行同位素分析,即將實(shí)驗(yàn)室空氣及待測(cè)樣本(如表1所示)在本發(fā)明裝置中分別進(jìn)行xe同位素分析,其中,對(duì)17個(gè)天然氣樣本按以下操作進(jìn)行試驗(yàn),內(nèi)標(biāo)按以下操作進(jìn)行7次重復(fù)試驗(yàn),具體操作如下:將分析裝置調(diào)節(jié)至初始狀態(tài),即,所有閥門均處于關(guān)閉狀態(tài)。首先,將采集/儲(chǔ)存天然氣樣品的高壓鋼瓶連接至v0閥門處,打開v0、vf抽真空至10-5pa;然后關(guān)閉vf,打開t2,保持20s;然后關(guān)閉v0,取v0與v1間1ml天然氣;將v3處冷指保持在酒精+液氮溫度,打開v1、v3,保持2min,除去樣品中的水;然后關(guān)閉v3、v1,打開v2、v4,保持2min,利用液氮溫度下v4處冷指富集樣品中的kr和xe組分;然后關(guān)閉v4,打開vf、v1,將剩余樣品抽走,直至真空度恢復(fù)到10-5pa。然后進(jìn)行第二次進(jìn)樣,關(guān)閉v1、v2、vf,打開v0,保持20s;然后關(guān)閉v0,取v0與v1間1ml天然氣;將v3處冷指保持在酒精+液氮溫度,打開v1、v3,保持2min,除去樣品中的水;然后關(guān)閉v3、v1,打開v2、v4,保持2min,利用液氮溫度下v4處冷指富集樣品中的kr和xe組分;然后關(guān)閉v4,打開vf、v1,將剩余樣品抽走,直至真空度恢復(fù)到10-5pa。然后重復(fù)第二次進(jìn)樣的步驟,進(jìn)行10-15次天然氣樣品中kr、xe富集過程。然后關(guān)閉v2,打開v4,將v4處冷指升溫至100℃,釋放收集的kr和xe組分;關(guān)閉v5、打開v6,將海綿鈦爐升溫至800℃,保持10min,進(jìn)一步除去樣品中殘余的活性氣體,同時(shí)吸氣泵除去樣品中的h2;然后關(guān)閉v9,打開v10,低溫冷泵溫度降至140k,收集xe組分,保持10min;然后關(guān)閉v11,打開v9,將kr組分抽走,直至真空度降至10-9pa;然后關(guān)閉v9、v10,打開v11,將低溫冷泵溫度升至160k,釋放xe組分,保持5min;然后打開v12,將待測(cè)xe組分送入稀有氣體質(zhì)譜儀進(jìn)行xe同位素分析。測(cè)定結(jié)果如表2所示。重復(fù)上述操作步驟對(duì)實(shí)驗(yàn)室空氣進(jìn)行xe同位素分析,測(cè)定結(jié)果如表1所示。表1空氣中xe同位素分析結(jié)果的重復(fù)性序號(hào)129xe/132xe131xe/132xe10.98240.779721.00120.795531.00010.793540.99160.788350.99390.794260.98710.790571.00270.803標(biāo)準(zhǔn)偏差0.77%0.72%表2富甲烷天然氣中xe同位素分析結(jié)果129xe/132xe131xe/132xe11.1950.78820.9850.81431.3320.88741.1640.77251.3641.07061.0010.86071.0230.79680.9610.72190.9670.768101.0120.809110.9900.753121.0760.869131.0860.831140.9800.581151.0020.692161.0130.801170.9760.904根據(jù)表1的數(shù)據(jù)可知,本發(fā)明提供的方法和裝置不但測(cè)得了空氣中129xe/132xe和131xe/132xe的信號(hào)值,而且其標(biāo)準(zhǔn)偏差只有0.77%,小于1%,遠(yuǎn)高于現(xiàn)有技術(shù)對(duì)微量元素檢測(cè)的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。根據(jù)表2中的數(shù)據(jù)可知,本發(fā)明提供的方法和裝置成功測(cè)得了xe含量極低的天然氣樣品中xe的同位素信息。依照本領(lǐng)域常用的計(jì)算方式可知,根據(jù)測(cè)得的內(nèi)標(biāo)中xe同位素的信號(hào)值就可以計(jì)算稀有氣體質(zhì)譜儀對(duì)不同xe同位素的響應(yīng)因子,然后根據(jù)響應(yīng)因子及測(cè)得的天然氣樣品中xe的信號(hào)值,就能夠計(jì)算出天然氣樣品中xe的同位素含量??梢姡景l(fā)明方法不但可以檢測(cè)得到xe含量極低的天然氣中xe的同位素信號(hào)值,還可以根據(jù)測(cè)得的信號(hào)值計(jì)算獲得xe的同位素含量,因此,本發(fā)明方法可更為真實(shí)的反應(yīng)頁巖內(nèi)部流體組成特性,所的氣體地球化學(xué)信息也較為豐富,便于開展各類型的分析研究。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之類。當(dāng)前第1頁12
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