[发明专利]并联式反应釜及基于反应釜的水合物诱导时间测试装置

说明书

技术领域

本发明属于水合物应用技术领域，涉及到一种水合物形成过程诱导时间测试装置及并联式反应釜。

背景技术

天然气水合物被认为是一种清洁、高效的潜在能源，蕴藏量十分丰富。我国相继在海底沉积层和永久冻土区域发现天然气水合物，专家预测我国天然气水合物储量巨大。

天然气水合物储层的精确评估对其开采至关重要。钻孔取心法是有效的评估方法之一。在钻孔取心过程中，由于温度、压力的变化会伴有天然气水合物的形成和分解，这对评估的精确性有很大的影响。天然气水合物诱导时间的精确测量对分析天然气水合物形成过程、提高储层评估的精确性具有重要意义。

水合物法天然气储运(NGH)是有效的远程运输方案，具有经济、节能、环保的优点。研究不同因素对天然气水合物生成过程诱导时间的影响是解决天然气水合物快速、大量生成，进而实现NGH的关键。

随着温室效应的日益严重，二氧化碳捕集与封存技术(CCS)受到了广泛的关注。二氧化碳(CO₂)高效捕集是实现CO₂封存的关键环节。水合物法CO₂捕集技术适用于化石燃料电站烟气(CO₂/N₂)和可燃气(CO₂/H₂)中CO₂的捕集，它被美国能源部(DOE)认为是最具潜力的长期CO₂捕集技术。精确测试不同工况下CO₂水合物诱导时间对CO₂的高效、快速捕集至关重要。同时研究不同工况下CO₂水合物形成过程的诱导时间对于分析现场封存条件下CO₂水合物的形成和运移规律具有重要意义。

目前科研人员在水合物诱导时间测试技术领域取得了一定成果，但是现有水合物诱导时间测试装置在实施过程中仍存在如下问题：控制变量法，实验重复性差，不能排除多次实验温度、压力变化带来的影响；由于环境变化(温度、压力)，多次定工况实验取平均值误差较大；水合物生成慢，实验周期长；装置拆卸困难等。

发明内容

本发明提供了一种并联式反应釜及基于该并联式反应釜的测水合物形成过程诱导时间测试装置。为水合物形成过程诱导时间测试提供了一个可靠、高效的测试系统，解决了水合物诱导时间测试过程中各种影响因素的干扰问题，以及；利用其对水合物诱导时间的影响因素及影响机理进行分析，为各种水合物利用技术奠定理论依据。

本发明的技术方案是：

一种并联式反应釜，该并联式反应釜采用环形耐高压不锈钢结构，在并联式反应釜环形结构上共分布有8个相互独立的耐高压不锈钢的子反应釜，可以自由拆卸；每个子反应釜均包含上、下法兰盘堵头，其中上法兰盘中心处设有一个连接口用于注入气体、液体以及抽真空，下法兰盘中心处处设有一个接口用于连接热电偶。反应釜内可以根据不同需求，添加多孔介质，催化剂等水合物生成诱导因素影响因子。

上述的并联式反应釜的水合物形成过程诱导时间测试装置，其包括前述的一个并联式反应釜、供气增压系统、计算机数据采集系统、液体输送系统、温度控制系统、温度传感器、压力传感器，真空泵和安全阀。

其中供气增压系统将实验气体经上法兰盘水/气注入口反应釜，计算机数据采集系统能够实时采集并处理数据，其包含一个与热电偶、压力变送器，并把采集的数据传给工控机处理。

其中，温度控制系统是一个将反应釜包含在内的恒温槽，通过控制恒温槽内乙二醇的温度来控制反应釜的温度。供气增压系统包含一个真空泵和一个气体增压泵，真空泵与安全阀并联后与并联式反应釜管路连接，气体增压泵经流量计与并联式反应釜的进气接口连接。其中，真空泵可在实验前，将并联反应釜内杂质抽出，排除不必要的影响；减压阀与气体增压泵可以将实验气体压力控制在所需范围内。实验气体经供气增压系统加压后，进入反应釜。

安全阀与并联式反应釜管路相连，用以将实验装置内的压力维持在系统设计压力以下，保证了实验安全。

本发明的效果和益处是一种水合物形成过程诱导时间测试系统及并联式反应釜可以实现一次性测试不同因素的影响机理，减少了实验次数，提高了实验效率。也可以对某一影响因素定工况时测量多次，减少实验误差，效地避免了重复试验引起的工况误差。解决了由于水合物生成过慢，试验周期过长的问题。同时结合交叉实验可以准确、高效地测试不同影响因素对水合物生成过程诱导时间的影响程度。

附图说明

图1是一种水合物形成过程诱导时间测试装置结构框图。