[实用新型]变体积搅拌式高压反应釜

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高压反应釜，用于水合物相平衡实验及水合物分离混合气体的实验。

背景技术

众所周知，天然气水合物作为潜在的新能源在全世界受到高度重视，基于水合物应用技术的开发也受到越来越多的关注。气体水合物是小分子气体(N₂、CO₂、CH₄、C₂H₆、C₃H₈等)和水在一定的温度和压力条件下生成的一种晶体。目前，国外已就多种水合物应用技术在石油、化工和环境保护等工业领域应用进行了实验室研究和工业化开发。水合物应用技术在我国发展还是刚刚起步，大部分的实验研究还处于水合物相平衡和动力学的基础理论上阶段，其中，反应容器是水合物各种试验研究的核心装置，然而，目前的研究重点往往侧重于实验工艺及方法，对于水合物反应容器关注甚少。随着水合物应用技术的日益发展，这种矛盾越来越突出，尤其在水合物生成与分解、水合物相平衡测试及水合物气体分离等实验上，反应容器呈现出功能单一、实验周期长、造价昂贵等缺点。

目前，国内外进行水合物实验研究都采用高压反应釜，一般的高压反应釜分为两类：固定体积带机械搅拌反应釜与变体积带磁子搅拌反应釜。固定体积带机械搅拌反应釜是目前国内外应用最多的反应釜，它最大的缺点在于实验只能在固定的容积内进行，无法改变与反应釜体积有关的参数或工况来进行试验；另外，使用机械搅拌往往对电机的损害很大。变体积带磁子搅拌反应釜是随着应用“压力搜索法”测试水合物相平衡而使用的，它最大的缺点在于磁子搅拌不能使气一液良好的接触，而且水合物生成时，磁子的搅拌就会受到限制，甚至停转。

发明内容

为了克服现有的高压反应釜不能同时有效的改变体积与发挥搅拌作用的缺陷，本实用新型的目的是提供一种变体积搅拌式高压反应釜，用于水合物相平衡实验及水合物分离混合气体的实验。

本实用新型的目的按以下技术方案实现：反应釜整体由可变体积部分、固定体积部分和搅拌部分等三个部分组成，各部分之间以法兰连接，可变体积部分与固定体积部分的外侧包裹循环水套，用于制冷。可变体积部分由可变腔体、活塞、上堵头组成，可变腔体为圆筒形；活塞内嵌于可变腔体中；液压活塞入口布置在上堵头，与手动计量泵之间用管线连接，上堵头与活塞之间为液压介质，液压介质通过液压活塞入口由手动计量泵进入活塞上部；可变腔体容积的改变由液压手动计量泵推动液压介质进出活塞上部，使活塞移动来控制体积，可变的最大体积由实验的最大气液比决定，保证在容器允许的承压范围内能最大限度的进行试验工况，气体的进出通道布置在活塞杆上，进气管与压力传感器相连，能够测得反应过程中压力的变化；固定体积部分则是由实验的最小气液比决定，并且保证分离实验过程中提取的气样量对反应釜内的压力变化在误差允许范围内，固定体积腔体是与可变腔体同轴的圆筒形，内径比可变腔体内径小，保证活塞不会下移至固定体积部分与搅拌杆碰触；另外，固定体积部分的下部开有进/出水口，中部与上部分别开有温度传感器的插槽，温度传感器能够准确测得反应过程中气液两相温度的变化；搅拌部分属于磁耦合搅拌，包括电机与搅拌杆，搅拌杆装有两层搅拌叶，分别布置在液相与气相，既能保证气体均匀混合又能保证气液良好的接触；液压活塞入口和液压搅拌入口相通，保证整个系统压力平衡，不会使搅拌轴由于承压而轴心偏移。

本实用新型的有益效果是，高压反应釜能同时有效的改变体积与发挥搅拌作用，可变体积部分、固定体积部分和搅拌部分三部分能够独立拆卸，方便维修与安装。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型所提出的变体积搅拌式高压反应釜的结构示意图。

图2是高压釜可变体积部分的纵剖面构造图。

图3是高压釜固定体积部分的纵剖面构造图。

图4是压帽的剖视图。

图5是高压釜上堵头的纵剖面构造图。

图6是高压釜活塞的纵剖面构造图。

图中，1.进气通道，2.液压活塞入口，3.可变腔体，4.循环水套，5.上部法兰，6.液相进/出口，7.固定体积部分，8.液压搅拌入口，9.出气通道，10.活塞，11.冷却液出口，12.气相温度传感器插槽，13.液相温度传感器插槽，14.冷却液入口，15.搅拌轴，16.下部法兰17.电机。

具体实施方式