[发明专利]三元体系高温高压流体溶解平衡取样系统有效
申请号: | 201410103304.0 | 申请日: | 2014-03-19 |
公开(公告)号: | CN104931291B | 公开(公告)日: | 2017-12-12 |
发明(设计)人: | 王强;郑伦举;徐旭辉;马中良;余晓露;李志明;谈彩萍 | 申请(专利权)人: | 中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院 |
主分类号: | G01N1/10 | 分类号: | G01N1/10;B01F1/00 |
代理公司: | 北京聿宏知识产权代理有限公司11372 | 代理人: | 吴大建,刘华联 |
地址: | 100728 北*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 三元 体系 高温 高压 流体 溶解 平衡 取样 系统 | ||
技术领域
本发明涉及物理化学中溶解与相平衡技术领域和油气勘探与开发技术领域,具体涉及一种三元体系高温高压流体溶解平衡取样系统。
背景技术
在高温高压下测定三元体系流体相互溶解度的方法主要采用静态法,利用该方法测定溶解度的主要困难是如何在保持溶解平衡不被打破的情况下,也就是保持温度、压力及物质的量不变的条件下从溶解釜中取出样品,再利用气相色谱法(GC),高效液相色谱法(HPLC),重量法等各种测试方法测定三元体系流体中溶质的溶解量。现有技术中存在的主要问题是:取样时压力较难保持恒定,而为了保持压力不变需要向三元体系流体中注入其它流体,比如氮气,但是这种方法并不能用于气体和液体两相的溶解平衡取样。上述方法只考虑了取样时的压力平衡,但是没有考虑取样时温度降低对溶解平衡的影响。因此,急需一种能够实现恒温恒压等质取样的三元体系高温高压流体溶解平衡取样系统。
发明内容
针对上述的问题,本发明提出了一种三元体系高温高压流体溶解平衡取样系统,这种三元体系高温高压流体溶解平衡取样系统能够实现恒温恒压等质取样。
根据本发明的一方面,提出了一种三元体系高温高压流体溶解平衡取样系统,包括:高温高压溶解单元,其包括溶解釜筒体和溶解加热炉,溶解釜筒体用于容纳相互溶解的流体,溶解加热炉设置于溶解釜筒体的外周以能够保持溶解釜筒体内的温度基本不变,溶解釜筒体的侧壁上设置有取样端口;高压平衡单元,其连接于溶解釜筒体以能够保持溶解釜筒体内的压力基本不变;平衡定量取样单元,其包括取样阀、平衡定量取样器、取样加温炉和压力保持装置,取样阀设置于取样端口和平衡定量取样器之间,取样加温炉设置于平衡定量取样器的外围以能够使平衡定量取样器内的温度接近溶解釜筒体内的温度,压力保持装置连接于平衡定量取样器以能够调节平衡定量取样器内的压力接近溶解釜筒体内的压力。
采用本发明的三元体系高温高压流体溶解平衡取样系统进行平衡取样时能够在温度、压力及溶解特征不变的情况下取样,特别是取样流体的溶解特征与溶解釜筒体内处于溶解平衡状态下的溶解特征一致,从而实现了恒温恒压等质取样,因此能够真实地测定不同温度和压力条件下相互溶解的流体的相互溶解度。
在一个实施例中,溶解釜筒体的工作温度可达到400℃,溶解釜筒体的工作压力可达到120MPa。由此相互溶解的流体能够在高温高压条件下相互溶解,提高相互溶解的效果。
在一个实施例中,高压平衡单元包括动力源和设置于溶解釜筒体的端部的移动柱塞,动力源用于调节移动柱塞,以使溶解釜筒体内的压力基本保持不变。从而在不干扰相互溶解的流体的组分,利于后续互溶度测定的准确性。在一个优选实施例中,高压平衡单元还包括与移动柱塞配合的变体积油缸。动力源通过变体积油缸与移动柱塞的配合实现对移动柱塞的调节,提高了该系统的可靠性。进一步地,高压平衡单元还包括定量平衡容器,定量平衡容器构造为活塞筒状,其无杆端流体连通于变体积油缸的一端,动力源通过定量平衡容器调节移动柱塞。由此能够实现对溶解釜筒体内的体积的缓慢、连续控制,提高了溶解釜筒体内的压力的精准控制。此外,定量平衡容器上设置有位移传感器以检测定量平衡容器内的活塞的位移量。由此通过定量平衡容器内的平衡活塞的位移量精确了掌握移动柱塞的位移量,以此确定取样流体的份量。
在一个实施例中,平衡定量取样器构造为活塞筒状,其无杆端连接于取样阀。由此平衡定量取样器的结构简单,易于实现其内部压力接近溶解釜筒体内的压力。
在一个实施例中,三元体系高温高压流体溶解平衡取样系统还包括收集单元,收集单元包括气液分离器和气体收集计量器,气液分离器通过第一单向阀流体连通于平衡定量取样器,和/或气液分离器与气体收集计量器之间设置有第二单向阀。利于取样和收集工序的精确控制。
在一个实施例中,收集单元还包括冷阱,气液分离器设置于冷阱内。由此利于气液两相的分离。
在一个实施例中,取样阀和平衡定量取样器之间设置有高压三通阀,高压三通阀的第三接口连接于第一单向阀。因此提高了各个单元及其部件的气密性,便于取样和收集工序的操作。
与现有技术相比,本发明的优点在于,在高温高压条件下,实现等温等压等质取样,从而能够准确测得溶解平衡状态下的互溶度。特别是采用与移动柱塞配合的变体积油缸来实现溶解釜筒体内的压力基本不变,从而在不干扰相互溶解的流体的组分。此外,定量平衡容器构造为活塞筒状,其无杆端流体连通于变体积油缸,动力源通过定量平衡容器调节移动柱塞,由此能够实现对溶解釜筒体内的体积的缓慢、连续控制,提高了溶解釜筒体内的压力的精准控制。
附图说明
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