#、P# '和％时的气体压缩因子； (4) 在样品室中放入不发生吸附作用且体积为V#的标准块，重复步骤（1)和步骤（2)， 根据物质平衡原理和气体状态方程PV=znRT得到公式：式中，p##为放入标块后重复步骤（1)时参比室达到的稳定压力，p##'为放入标块后 重复步骤（2)时参比室达到的稳定压力，放入标块后重复步骤（2)时样品室达到的 稳定压力，z#标、2#标'和z样标分别对应气体在压力为P#标、'和P样标时的气体压缩因 子； (5)将公式（1)和公式（2)联立方程组求解得：3. 如权利要求1所述的一种多组分气体的吸附解析方法，其特征在于：所述步骤4)中 将岩石样品放入样品室内，确定岩石样品的体积Vg，包括以下步骤： (1) 将岩石样品放入样品室内后，对多组分气体的吸附解析装置进行抽真空操作，使得 参比室和样品室内的压力为0 ; (2) 打开第一阀门和第二阀门，关闭第三阀门和第四阀门，通过气体注入系统向参比室 内注入氦气，当参比室内的压力稳定后，停止注入氦气，关闭第二阀门，记录参比室内的压 力P参岩； (3) 打开第四阀门，参比室内的氦气进入样品室中，当参比室和样品室内的压力稳定 后，记录参比室内的压力P参g'和样品室内的压力P；lf岩； (4) 根据物质平衡原理和气体状态方程PV=znRT得到公式：有上述公式计算得到：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。4. 如权利要求1所述的一种多组分气体的吸附解析方法，其特征在于：所述步骤5) 中通过气体注入系统向参比室和样品室中注入单组份气体，使得样品室内的压力达到预定 值，确定此时岩石样品对单组份气体的吸附量包括以下步骤： (1)对多组分气体的吸附解析装置进行抽真空操作，使得参比室和样品室内的压力为 〇 ； (2) 将参比室和样品室没于油浴槽中，待其温度达到指定实验温度T并恒定后，打开第 一阀门和第二阀门，关闭第三阀门和第四阀门，通过气体注入系统向参比室内注入单组份 气体，当参比室内的压力稳定后，停止注入单组份气体，关闭第一阀门和第二阀门，记录参 比室内的压力； (3) 打开第四阀门，参比室内的单组份气体等温膨胀进入样品室中，样品室内的岩石样 品对单组份气体发生吸附作用，当参比室和样品室内的压力稳定后，记录参比室内的压力 和样品室内的压力； (4) 关闭第四阀门，打开第一阀门和第二阀门，第二次向参比室内注入单组份气体，当 参比室内的压力稳定后，停止注入单组份气体，关闭第一阀门和第二阀门，记录参比室内的 压力； (5) 打开第四阀门，参比室内的单组份气体等温膨胀进入样品室中，样品室内的岩石样 品再次对单组份气体发生吸附作用，当参比室和样品室内的压力第二次稳定后，记录参比 室内的压力和样品室内的压力； (6) 重复步骤（4)和步骤（5)，直到样品室内的压力达到预定压力为止； (7) 计算岩石择且允择且会办袋由白钟苗々FUA与M?的DBK付量为：式中，11%1为样品室压力第i次稳定后，岩石样品吸附的单组份气体的物质的量；n样品室压力第i次稳定后样品室内单组份气体物质的量；P#1为参比室和样品室内的压力 第i次稳定后样品室内的压力；z#i为对应气体在压力为P#i时的气体压缩因子；P1为单 组份气体的密度；Mq为单组份气体的摩尔质量；R为气体常数，常用8. 314X/(mol?k)。5.如权利要求1所述的一种多组分气体的吸附解析方法，其特征在于：所述步骤6)中 使单组份气体缓慢流出多组分气体的吸附解析装置，样品室中的岩石样品对单组份气体发 生解析作用，当样品室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， 包括以下步骤： (1) 关闭第四阀门，第一次缓慢打开第一阀门和第二阀门，参比室内的单组份气体流 出，参比室内的压力缓慢降低，当降低到设定值时，关闭第一阀门和第二阀门； (2) 打开第四阀门，样品室内的单组份气体缓慢进入参比室，样品室内压力降低，岩石 样品对单组份气体发生解析作用，当参比室和样品室内的压力稳定后，记录参比室内的压 力和样品室内的压力； (3) 重复步骤（1)和步骤（2)，直到样品室内的压力达到预定压力为止； (4) 计算岩石样品对单组份气体发生解析作用中，当样品室的压力第k次稳定后，岩石 样品对单组份气优的吸附量为，式中，r%k '为在岩石样品对单组份气体发生解析作用中样品室压力第k次稳定后，岩 石样品吸附的单组份气体的物质的量；n1+k为样品室在岩石样品对单组份气体发生解析作 用中压力第k次稳定后样品室内单组份气体的物质的量；p#k '为在岩石样品对单组份气 体发生解析作用中参比室和样品室压力第k次稳定后样品室内的压力；z#k'为对应气体 在压力为P#k'时的气体压缩因子；P1为单组份气体的密度；Mg为单组份气体的摩尔质 量；R为气体常数，常用8. 314X/(mol?k);T为单组份气体所处温度。6. 如权利要求1所述的一种多组分气体的吸附解析方法，其特征在于：所述步骤8) 中通过气体注入系统向参比室和样品室中注入多组份气体，使得样品室内的压力达到预定 值，确定此时岩石样品对多组份气体中每种气体的吸附量，包括以下步骤： (1) 将参比室和样品室没于油浴槽中，待其温度达到指定实验温度T并恒定后，打开第 一阀门、第二阀门和第三阀门，关闭第四阀门； (2) 通过气体注入系统向参比室内注入多组份气体，当参比室内的压力稳定后，停止注 入多组份气体，关闭打开第一阀门、第二阀门和第三阀门，记录参比室内的压力，并对气体 收集瓶收集到的气体做色谱实验，检测到多组份气体中各种气体所占多组份气体的比例； (4) 更换新的气体收集瓶，打开第一阀门和第三阀门，关闭第二阀门，对新的气体收集 瓶进行抽真空处理后，关闭第一阀门，打开第二阀门，参比室内的多组份气体进入气体收集 瓶，利用色谱实验检测气体收集瓶中的多组份气体，检测到多组份气体中各种气体所占多 组份气体的比例； (5) 打开第一阀门，更换新的气体收集瓶，对新的气体收集瓶和参比室进行抽真空处 理，直到参比室内的压力为0 ; (6) 重复步骤（2)至步骤（5)，直到样品室内的压力达到预定压力为止； (7) 计算岩石样品在样品室压力第j次稳定后，对多组份气体中每种气体的吸附量。7. 如权利要求6所述的一种多组分气体的吸附解析方法，其特征在于：所述步骤8)中 通过气体注入系统向参比室和样品室中注入的多组份气体包括第一种气体和第二种气体， 岩石样品在样品室压力第j次稳定后，对多组份气体中第一种气体和第二种气体的吸附量 为：式中，别为当参比室和样品室内的压力第j次稳定后，注入样品室内的第 一种气体的总物质的量和第二种气体的总物质的量；nm、nn2*别为在样品室内的压 力为P；mj时岩石样品吸附的多组份气体中第一种气体的物质的量和第二种气体的物质的 量分别为参比室和样品室内的压力第j次稳定后，第一种气体和第二种 气体在样品室内的分压；z样多』气丨、z样多』气2分别对应气体在压力为P样多』气丨、P样多』气2时的气 体压缩因子；PH、P12分别为第一种气体和第二种气体的密度；Mu、]\^2分别为第一种 气体和第二种气体的摩尔质量；R为气体常数，常用8. 314X/(mol*k) ;T为多组份气体所处 温度。8. 如权利要求1所述的一种多组分气体的吸附解析方法，其特征在于：所述步骤9)中 岩石样品对多组份气体发生解析作用，当样品室的压力达到预定值时，计算岩石样品对多 组份气体中每种气体的吸附量，包括以下步骤： (1) 关闭第四阀门打开第一阀门、第二阀门和第三阀门，对气体收集瓶和参比室进行抽 真空处理，直到参比室内的压力为0 ; (2) 关闭第二阀门，缓慢打开第四阀门，多组份气体由样品室等温膨胀进入参比室，此 时样品室内的压力降低，多组分气体发生解析作用，待参比室和样品室的压力稳定不变后， 分别记录此时参比室和样品室的压力？ #^'和!^#/，关闭第四阀门； (3) 关闭第一阀门，打开第二阀门和第三阀门，参比室的多组份气体会进入气体收集瓶 中，利用色谱检测气体收集瓶内多组份气体中各种气体所占多组分气体中的比例，更换气 体收集瓶； (4) 重复步骤（1)~（3)，直到样品室内的压力达到预定压力为止； (5) 计算岩石样品对多组份气体发生解析作用中，当样品室的压力第m次稳定后，岩石 样品对多组份气体中每种气体的吸附量。9. 一种实现如权利要求1~8中任一项所述多组分气体的吸附解析方法的吸附解析装 置，其特征在于：它包括气体注入系统、真空栗、参比室、样品室、气体收集瓶、第一压力传感 器、第二压力传感器和温度传感器；所述气体注入系统与所述真空栗并联后的输出端通过 气体管道连接所述参比室的进气口，所述参比室的出气口通过气体管道连接所述样品室； 所述气体收集瓶通过气体管道连接在所述气体注入系统与所述真空栗的输出端与所述参 比室进气口之间；所述第一压力传感器设置在所述参比室上，所述第二压力传感器和所述 温度传感器设置在所述样品室上。10. 如权利要求9所述的一种多组分气体的吸附解析装置，其特征在于：位于所述气体 注入系统与所述真空栗的输出端气体管道上设置有第一阀门；位于所述参比室进气口的气 体管道上设置有第二阀门；所述气体收集瓶输出端的气体管道上设置有第三阀门；位于所 述参比室与所述样品室之间的气体管道上设置有第四阀门。
【专利摘要】本发明涉及一种多组分气体的吸附解析方法及装置，包括以下步骤：设置多组分气体的吸附解析装置；对装置抽真空，使参比室和样品室压力为0；确定参比室和样品室容积；将岩石样品放入样品室，确定岩石样品体积；向参比室和样品室中注入单组份气体，确定岩石样品对单组份气体的吸附量；使单组份气体流出装置，确定岩石样品对单组份气体的吸附量；对装置抽真空，使参比室和样品室压力为0；向参比室和样品室注入多组份气体，确定岩石样品对每种气体的吸附量；岩石样品对多组份气体发生解析作用，计算岩石样品对每种气体的吸附量。本发明提供一种可精确分析岩石样品对气体吸附解析的多组分气体的吸附解析装置及方法，可广泛应用于分析气体的吸附解析中。
【IPC分类】G01N7/00
【公开号】CN105021493
【申请号】CN201510407940
【发明人】陈国辉, 李进步, 李吉君, 卢双舫, 薛海涛, 陈方文, 常宏均, 张亚念
【申请人】中国石油大学(华东)
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年7月13日