一种多组分气体的吸附解析方法及装置的制造方法_3

文档序号:9303320阅读:来源:国知局
入氦气,关闭第二阀门12,记录 参比室3内的压力P参岩。
[0104] (3)打开第四阀门14,参比室3内的氦气进入样品室4中,当参比室3和样品室4 内的压力稳定后,记录参比室3内的压力P参g'和样品室4内的压力P样岩。
[0105] (4)根据物质平衡原理和气体状态方程PV=znRT得到公式:
[0106]

[0107] 由公式(3)计算得到:
[0108]
(4)
[0109] 式中,Z参岩、z参岩'和z样岩分别对应气体在压力为P参岩、P参岩'和P样岩时的气体压 缩因子。
[0110] 4)通过气体注入系统1向参比室3和样品室4中注入单组份气体(CH4、0)2等), 使得样品室4内的压力达到预定值时,确定此时岩石样品对单组份气体的吸附量,具体包 括以下步骤:
[0111] (1)对多组分气体的吸附解析装置进行抽真空操作,使得参比室3和样品室4内的 压力为0。
[0112] (2)将参比室3和样品室4没于油浴槽中,待其温度达到指定实验温度T并恒定 后,打开第一阀门11和第二阀门12,关闭第三阀门13和第四阀门14,通过气体注入系统1 向参比室3内注入单组份气体,当参比室3内的压力稳定后,停止注入单组份气体,关闭第 一阀门11和第二阀门12,记录参比室3内的压力P参注:。
[0113] (3)打开第四阀门14,参比室3内的单组份气体等温膨胀进入样品室4中,样品室 4内的岩石样品对单组份气体发生吸附作用,当参比室3和样品室4内的压力稳定后,记录 参比室3内的压力P#1和样品室4内的压力P#1。
[0114] (4)样品室4内的气体总物质的量ni不变,根据物质平衡原理和气体状态方程PV =znRT得到公式:
[0115]
(5)
[0116] 式中,VW1为在样品室4内的压力为P#1时岩石样品吸附的单组份气体的体积;n 为在样品室4内的压力为P#1时岩石样品吸附的单组份气体的物质的量;z#ftl、z#1和 丨分别对应气体在压力为P#注i、P#i和P样i时的气体压缩因子。
[0117] 其中,
[0118]
(6)
[0119] 式中,为单组份气体的密度,Mq为单组份气体的摩尔质量。
[0120] 联立公式(5)和公式(6),求解得到:
[0121]
[0122] 在标准状况下,单位质量的岩石样品吸附气体的体积为:
[0123]
[0124] 式中,w为岩石样品的质量。
[0125] (5)关闭第四阀门14,打开第一阀门11和第二阀门12,第二次向参比室3内注入 单组份气体,当参比室3内的压力稳定后,停止注入单组份气体,关闭第一阀门11和第二阀 门12,记录参比室3内的压力P参注2
[0126] (6)缓慢打开第四阀门14,参比室3内的单组份气体等温膨胀进入样品室4中,样 品室4内的岩石样品再次对单组份气体发生吸附作用,当参比室3和样品室4内的压力第 一次稳定后,记录参比室3内的压力P参2和样品室4内的压力P样2。
[0127](7)重复步骤(5)和步骤(6),直到样品室4内的压力达到预定压力为止。
[0128] (8)计算岩石样品在样品室4的压力第i次稳定后对单组份气体的吸附量。包括 以下步骤:
[0129] ①在样品室4压力第i次稳定后,样品室4内单组份气体的物质的量叫是前i次 由参比室3注入样品室4的单组份气体的物质的量之和,即:
[0130]
(9)
[0131] 式中,叫i为样品室4压力第i-1次稳定后样品室4内单组份气体的物质的量;P 参注i为第i次向参比室3内注入单组份气体,参比室3内的压力稳定后的压力;P#1为参比 室3和样品室4内的压力第i次稳定后参比室3内的压力;z#ttl、z#1分别对应气体在压 力为、P#i时的气体压缩因子。
[0132] ②根据样品室4内的单组份气体的物质的量守恒有:
[0133]
(10)
[0134] 式中,?样i为参比室3和样品室4内的压力第i次稳定后样品室4内的压力;z胃 i为对应气体在压力为P#i时的气体压缩因子;Vwi为样品室4压力第i次稳定后,岩石样 品吸附的单组份气体的体积;11%1为样品室4压力第i次稳定后,岩石样品吸附的单组份气 体的物质的量。
[0135]其中,
[0136]
C11)
[0137]③联立公式(10)和公式(11),求解得到:
[0138]
[0140] 式中,Vi%为样品室4压力第i次稳定后,在标准状况下,单位质量的岩石样品吸 附的单组份气体的体积。
[0141] 5)使单组份气体缓慢流出多组分气体的吸附解析装置,样品室4中的岩石样品对 单组份气体发生脱附/解析作用,当样品室4内的压力达到预定值时,确定此时岩石样品对 单组份气体的吸附量,具体包括以下步骤:
[0142] (1)关闭第四阀门14,第一次缓慢打开第一阀门11和第二阀门12,参比室3内的 单组份气体流出,参比室3内的压力缓慢降低,当降低到压力为P#ttl'时,关闭第一阀门11 和第二阀门12。
[0143] (2)缓慢打开第四阀门14,样品室4内的单组份气体缓慢进入参比室3,样品室4 内压力降低,样品室4内的岩石样品对单组份气体发生脱附/解析作用,当参比室3和样品 室4内的压力稳定后,记录参比室3内的压力P#1'和样品室4内的压力P#1'。
[0144] (3)关闭第一阀门11和第二阀门12后,单组份气体在参比室3和样品室4内的总 物质的量h'不变,根据物质平衡原理和气体状态方程PV=znRT得到公式:
[0145]
[0148] 式中,VW1'为在样品室4内的压力为P#1'时岩石样品吸附的单组份气体的体 积;nWl'为在样品室4内的压力为P#1'时岩石样品吸附的单组份气体的物质的量;z#tt /、z#1'和分别对应气体在压力为、P#1'和P样/时的气体压缩因子。
[0149] 联立公式(14)和公式(15),求解得到样品室4中的岩石样品对单组份气体发生脱 附/解析作用中,当样品室4内的压力达到P#i'时,岩石样品对单组份气体的吸附量为:
[0150]
[0151] 岩石样品第一次对单组份气体发生脱附/解析作用后,参比室3和样品室4内的 压力稳定时样品室4内的单组份气体的物质的量n1+1为:
[0152]
[0155] (4)重复步骤(1)和步骤(2),直到样品室4内的压力达到预定压力为止。
[0156] (5)岩石样品对单组份气体发生脱附/解析作用中,当样品室4的压力第k次稳定 后,计算岩石样品对单组份气体的吸附量,包括以下步骤:
[0157] ①在样品室4压力第k次稳定后,样品室4内单组份气体的物质的量n1+k为:
[0158]
(19;
[0159] 式中,n1+klS样品室4在岩石样品对单组份气体发生脱附/解析作用中压力第k-1 次稳定后样品室4内单组份气体的物质的量;P#ttk'为向参比室3第k次流出单组份气体 后参比室3的压力;P#k'为在岩石样品对单组份气体发生脱附/解析作用中参比室3和 样品室4压力第k次稳定后参比室3内的压力;z#ttk'、z#k'分别对应气体在压力为P参 注^、卩参,时的气体压缩因子。
[0160] ②根据样品室4内的单组份气体的物质的量守恒有:
[0161]
ZU)
[0162] 式中,P#k '为在岩石样品对单组份气体发生脱附/解析作用中参比室3和样品室 4压力第k次稳定后样品室4内的压力;z#k'为对应气体在压力为P#k'时的气体压缩因 子;VWk '为在岩石样品对单组份气体发生脱附/解析作用中样品室4压力第k次稳定后, 岩石样品吸附的单组份气体的体积;r%k '为在岩石样品对单组份气体发生脱附/解析作 用中样品室4压力第k次稳定后,岩石样品吸附的单组份气体的物质的量。
[0163] 其中,
[0164]
(2:1)
[0165]③联立公式(20)和公式(21),求解得到:
[0166]
[0168] 式中,'为在岩石样品对单组份气体发生脱附/解析作用中样品室4压力第 k次稳定后,在标准状况下,单位质量的岩石样品吸附的单组份气体的体积。
[0169] 6)对多组分气体的吸附解析装置进行抽真空操作,使得参比室3和样品室4内的 压力为0。
[0170] 7)通过气体注入系统1向参比室3和样品室4中注入多组份气体,使得样品室4 内的压力达到预定值,确定此时岩石样品对多组份气体中每种气体的吸附量,具体包括以 下步骤:
[0171] (1)将参比室3和样品室4没于油浴槽中,待其温度达到指定实验温度T并恒定 后,打开第一阀门11、第二阀门12和第三阀门13,关闭第四阀门14。
[0172] (2)通过气体注入系统1向参比室3内注入多组份气体,当参比室3内的压力稳定 后,停止注入多组份气体,关闭第一阀门11、第二阀门12和第三阀门13,记录参比室3内的 压力P#@±i,并对气体收集瓶5收集到的气体做色谱实验,检测到注入的多组?份气体中各种 气体所占多组分气体中的比例。
[0173] (3)打开第四阀门14,参比室3内的多组份气体等温膨胀进入样品室4中,样品室 4内的岩石样品对多组份气体发生吸附作用,当参比室3和样品室4内的压力稳定后,记录 参比室3内的压力P参多丨和样品室4内的压力P样多丨,关闭第四阀门14。
[0174] (4)更换新的气体收集瓶5,打开第一阀门11和第三阀门13,关闭第二阀门12,对 新的气体收集瓶5进行抽真空处理后,关闭第一阀门11,打开第二阀门12,参比室3内的多 组份气体进入气体收集瓶5,利用色谱实验检测气体收集瓶5中的多组份气体,检测到参比 室3和样品室4内的压力稳定后多组份气体中各种气体所占多组分气体中的比例。
[0175] (5)打开第一阀门11,更换新的气体收集瓶5,对新的气体收集瓶5和参比室3进 行抽真空处理,直到参比室3内的压力为
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