岩石热解分析中离子化干扰对热解参数的影响

第21卷第6期新疆石油地质Vo.21,No.62000年12月XINJIANG PETROLEUM GEOLOGYDee,2000文章编号:1001-3873(200006-0474-02岩石热解分析中离子化干扰对热解参数的影响方孝林黄晓芳2朱翠山1.江汉石油学院湖北荆州434102;2.江苏油田江苏真武225265)摘要在岩石热解分析中,当岩样碱金属和碱土金属离子含量较高时经常发生离子化干扰的影响。在实验分析的基础上洋详细探讨了发生离子化干扰的原因洴并从中找到了一个简便易行的消除离子化干扰方法;指出了消除离子化干扰后如何确定岩石热解参数的方法。主题词岩石热解电离汗扰渗数影响中图法分类号TE1252文献标识码:A岩石样品中含有大量的无机金属离子这些离子的能量增加被电离的离子数目增大这些离子被氫特别是碱金属离子和碱土金属离子在岩石样品热解焰检测器检测的结果;当热解炉到达终温停止加热分析中常造成离子化干扰。时离子化停止离子化干扰峰迅速降为零。离子化干扰存在时的热解峰形态在有离子化干扰存在时热解参数和热解峰温度T会明显受到影响这是因为离子化干扰峰的存在图υb是塔里木轮南12井岩石样品热解分析时増增大了仪器计算热解烃S峰的峰面积,而使热解烃离子化干扰的热解峰形。它的特征是在热解烃峰(S3S2值增大洞时由于离子化干扰峰的峰高超过了热解峰垢面又岀现一个异常峰。此峰的特点是起峰在烃S的峰髙使热解峰的峰顶温度T值不反应热解500℃左右随热解炉温度升高而升高,当热解炉温度烃峰的峰顶温度岩石样品的总有杋碳含量是根据岩升至接近终温或终温600℃时此峰迅速降为零。这是石样品的热解烃值计算而得到的因此表1中所列的因为随着热解炉温度的升高,样品中的微量金属元总有机碳含量Cmc值也是不正确的。素特别是碱金属元素、碱土金属元素由于其电离电位低在得到外界的能量后开始电离且随外界提供表1离子化干扰时的热解参数值实验样品重量编号(mg)(mg/g)(mg/g)(mg/g)(℃)(%)16005121.45910.581601912140.014.283.222870.96电离干扰电离干抗2消除离子化干扰的方法及热解参数值的认定由于易电离的元素主要是碱金属元素和碱土金属元素因此在岩石样品热解分析时产生电离干扰16005的盐类多为由碱金属和碱土金属所组成的无机盐类。a离子化干扰消除后的b离子化干扰存在时的它们都热解峰形态热解峰形态拉枯采用将若石样品水洗消除单有效。具体方法如图1离子化干扰消除后和离子化干扰存在时的热解峰形CNMHG下收稿日期2000-04-04作者鸬数据林(1941.4-)男副教授1966年毕业于北京大学物理系现从事原子吸收光谐分析工作。第21卷第6期方孝林等岩石热解分析中离子化干扰对热解参数的影响(1)将岩石样品粉碎至100目/吋过筛。(3)离子化对残余碳S4不产生影响残余碳S42)将05g左右的样品置于500mL干净烧杯中,是岩石样品经过热解后移到氧化炉中,在600℃温度加入400mL蒸馏水。下恒温5分种,把样品中的残余碳燃烧生成二氧化(3)充分搅拌后静置2小时碳由热导检测的无机二氧化碳气体换算而来。由于4)用定性滤纸过滤在阴凉通风处放置4小时碱金属和碱土金属所组成的无机盐类的气化温度大至样品干燥。大高于600℃因此离子化干扰对S值不产生影响样品用上述方法进行处理后进行热解分析完全4)热解峰温度T、在离子化干扰存在时可能消除了离子化干扰(图1ab出现两种情况①当热解峰的峰高大于离子化干扰峰表2所示是样品消除离子化干扰后的热解参数的峰高时,离子化干扰对热解峰温度T。不产生影值。与消除离子化干扰前的热解参数值(表1对比,响;②当热解峰的峰高小于离子化干扰峰的峰高时可以看岀SSSCπκ和T。等热解参数的数值都发离子化干扰对热解峰温度T。产生影响使热解峰温生了变化。因此要做到正确运用这些参数必须对样度Tm变大。品消除电离干扰前、后的热解参数值进行认定综合上述分析要得到岩石样品的准确的热解参数值对具有离子化干扰的样品需要在热解仪相同表2消除离子化干扰前后的热解参数值的分析条件下进行消除离子化干扰前和消除离子化实验编号样品重量干扰后两次热解分析,分别得到S前、S1(前入Sx前Tn后两组热1600512130.00343780.500.002691433800.87解参数。再根据上面的讨论来认定样品热解参数值。16019应该是Sx前)S前入Sx后因为Cc是通过公式(1计算出来的,所以准确的Cmx要在找出S4后计算而得(1)离子化对吸附烃S和溶解烃S1值不产生影到响S和S1所包含的烃类化合物的碳数范围分别为Cmc的计算公式为C-C和C-C,是样品中吸附的烃类和可溶解的S=10×Cmx前0.83XS前S前+Sx前)](1)烃类分别在热解炉中恒温90℃和300℃时蒸发出来Cm=0.83×(S前+SK前Sx后)+S4H10(2)的由于热解炉的温度低还达不到碱金属、碱土金属将上述二式合并,Cmc的计算公式简化为盐类电离的能量。但由于它们的易挥发性其值随样Cm={10×C1x前0.83×S2x前Sx后)〕k10(3)品放置时间的延长而减小在用水洗的方法消除离子T灬:当热解峰的峰高大于离子化干扰峰的峰高化干扰时祥样品需在阴凉通风处干燥随着水分的蒸时取Tm的发,一部分气态烃、可溶解烃将损失因此样品在消当热解峰的峰高小于离子化干扰峰的峰高时陬除离子化干扰后热解参数SS将减小。Tmr后)(2)离子化对热解烃S2产生影响热解烃是岩表3为经过认定和计算后样品的SS、S2Cx和石样品中不可溶旳干酪根经热裂解所产生的烃类的T的热解参数值。数量,它是热解炉的温度从300℃升至600℃过程中干酪根裂解烃类经氫火焰检测器检测到的烃类化合表3离子化干扰时的热解参数值物的数量。由于温度高使样品中碱金属原子和碱土金属原子发生电离(电离温度500℃左右)从而产生实验编号(mg/g)(mg/g)(mg/g)(℃)(%)离子化干扰峰。由于仪器的计算机所计算是30016005600℃之间样品中所含干酪根热裂解所产生的烃类的380060S2的峰面积因此在离子化干扰存在的情况下S2的中国煤化工数值增大水洗样品消除了离子化干扰时由于这部化干扰的情况下必CNMH分烃类是不溶于水的沸点又高不会产生气化损失,须消除小忧以力法去是一个十分简便而因此只有当样品消除离子化干扰后,才真正反应了又有效的方法。S2值的大小。2000年Fang Xiaolin, Huang Xiaofang, Zhu Cuishan. Influence of lonization Interference on Pyrolysis Parametersin Rock Pyrolysis. XJPG, 2000, 21(6): 474-475Abstracts In rock pyrolysis, when the content of base metals and base earth metals is relatively high, ionizationinterference will frequently occur. On the basis of experimental analysis, the author discusses in detail the cause of ion-zation interference, finds a simple method to eliminate it and presents a method of how to determine the parameters ofrock pyrolysis after eliminating the ionization interference.Subject terms Rock, Pyrolysis, Ionization, Interference, Parameter, InfluenceFang Xiaolin, Associate Professor, Applied Physics, Jianghan Petroleum Institute, Jinzhou, Hubei 434102 P. R. PRChina中国煤化工CNMHG