[发明专利]一种用于分层多级水合物浆制备的反应釜以及制备方法

说明书

本发明涉及天然气水合物浆制备装置领域，尤其涉及一种用于分层多级水合物浆制备的反应釜以及制备方法。通过在反应釜内部设置搅拌室、合成腔室以及成品室，搅拌室与合成腔室连通，合成腔室与成品室连通，成品室同搅拌室连通，从而使得水合物浆在搅拌室、合成腔室和成品室中循环流动，并通过隔板将合成腔室分为多层，每层相互导通，并在隔板靠近反应釜的底部的一端面设置有注气孔，气管插入隔板内与注气孔相配合，使气体和水合物浆充分作用，使得水合物浆充分混合，并且在隔板上设置导流板进一步的增强了水合物浆的流动性，同时通过耐高压密封水轮机持续的将成品室中的水合物浆输送至搅拌室内部，从而有效的提高了水合物浆的合成效率。

技术领域

本发明涉及天然气水合物浆制备装置领域，尤其涉及一种用于分层多级水合物浆制备的反应釜以及制备方法。

背景技术

针对水合物的特点开发的水合物应用技术是目前在水合物的研究中一个非常活跃的技术领域。水合物浆混输技术作为一门新型的水合物防治途径和油气-水多相安全混输的方式受到油气生产和运输的重视。目前广泛使用的冷流技术允许水合物在管内生成，但是要保证管流呈浆液状态。其中夹杂的水合物颗粒在流动过程中容易聚集、堆积。影响管内的正常流动，造成巨大的损失，水合物聚集堵塞成为生产和运输中的棘手问题。管道输送中由于管道的弯曲导致流场的改变，加剧了水合物聚集和堆积的复杂性。目前鲜有尝试合成不同体积比的水合物浆，避免管道内水合物的聚集和沉积，解决在安全运输中堵塞问题。因此有必要在不同体积比的条件下研究水合物浆的流动特性和沉积规律。

发明内容

本发明提供了一种用于分层多级水合物浆制备的反应釜以及制备方法，实现了水合物浆的充分混合，使得其合成不同体积比的水合物浆，避免在管内聚集和沉积，解决在安全运输中堵塞问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于分层多级水合物浆制备的反应釜，包括设置与恒温箱内部的反应釜，反应釜内部设置的容器腔室，在反应釜容器腔室内部顶壁上安装的搅拌器，搅拌器的作业部伸入搅拌器正下方的搅拌室内，搅拌室上设置有进料口和出料口，出料口通过管道连接分层多级合成腔的顶部进料口；分层多级合成腔的底部出料口通过管道连接成品室的顶部进料口；所述成品室的底部出料口通过管道连接在搅拌室的进料口上，并在成品室出料口到搅拌室进料口的管道上依次安装有三通阀、分光光度计和耐高压密封水轮机，所述密封水轮机通过设置在搅拌室外壁或顶壁上的电动机驱动；所述三通阀其中一个连接口伸出反应釜位于反应釜的外部，用于输出成品水合物浆；并在所述分层多级合成腔靠近顶部的侧壁上设置有进料口，该进料口通过管道连接贯穿反应釜侧壁的进液阀，从而实现了将外部水合物浆输送至反应釜内部的分层多级合成腔内部。

进一步的，所述分层多级合成腔的内部腔室中从上之下等距设置有n+1个隔板，n大于或等于0；从内部腔室的上部往下依次数隔板的个数，属于单数的隔板水平安装于内部腔室的同一侧内部上，属于双数的隔板水平安装于内部腔室的另一侧，双数隔板的安装侧与单数隔板的安装侧相对，单数隔板位于双数隔板安装侧的一端留有间隙，双数隔板位于单数隔板的安装侧的一端留有间隙，从而通过隔板将内部腔室分成了多层，并且能够上层空间的水合物浆能够通过上述间隙进入到下层空间中，形成一个S型的水合物浆流动线路。

又进一步的，每个所述隔板远离分层多级合成腔底部的端面上均安装有第一导流板，所述第一导流板远离隔板的一端面上为一倾斜面，倾斜面从隔板的安装侧到留有间隙的一端向下倾斜，从而有利于每层的水合物浆流入至下一层中。

再进一步的，每个所述隔板内部均为中空，并在隔板的内部空间中插入有多根相互平行的分流气管，多根分流气管在靠近隔板安装侧的一端汇流成一根主流气管，主流气管位于隔板安装侧的一端穿过分层多级合成腔的侧壁与设置在反应釜侧壁上进气阀连接，分流气管远离隔板安装侧的一端封闭，并在分流气管位于隔板安装侧的一端到远离安装侧的一端上设置有多个注气孔，对应的在所述隔板靠近分层多级合成腔的一端面上也设置有多个注气孔，并分别与分流气管上的注气孔一一对应，并且与分流气管注气孔的排布和相对应的注气孔直径相同。