[发明专利]一种基于扭矩测量的两级连续式天然气水合物的制备系统

说明书

本发明属于水合物应用技术领域，提供了一种基于扭矩测量的两级连续式天然气水合物的制备系统，包括一、二级反应釜串联系统、报警系统、扭矩测量系统、循环冷却系统、搅拌系统、喷淋系统、调节系统、三相分离系统和计算机数据采集系统。本发明分为两级反应，有效解决了水合物成核速率慢、周期长的特点；同时结合扭矩测量，设置扭矩感触器，解决了一级反应釜内大量成核却无法及时排走而导致的管道堵塞问题，控制着反应釜内水和天然气的量的多少，同时降低了因大量成核而引起的搅拌热，杜绝了因热效应反而给水合物成核带来负面影响。

技术领域

本发明属于水合物应用技术领域，涉及到一种基于扭矩测量的两级连续式天然气水合物的制备系统。

背景技术

天然气水合物是一种在低温、高压条件下，由天然气与水结合所形成的外观似冰的白色结晶固体，它是由水分子组成的笼状结构中包裹着的天然气分子。当天然气从水合物分解出来时，每单位体积的天然气水合物能产生150-180单位体积的天然气和0.8单位体积的水。天然气水合物相比于普通传统的燃料而言，具有储气密度大、热值大、污染小、易运输等优点。天然气水合物(NGH)主要分布在深海和冻土层，储量巨大，是新世纪的一种重要能源。其中，天然气水合物高密度生成问题是研究天然气水合物相关问题的关键技术。

水合物技术在天然气储运、海水淡化、CO₂捕获与封存等领域均具有较大的潜力。以天然气储运为例，该技术是通过天然气转化成天然气水合物进行储运，该方法与液化天然气、压缩天然气等传统储运方法相比，储气率更可观、储运更安全。但是由于水合物储运天然气的技术还不够完善，水合物的生成效率不够高，如何高效生成水合物并实现产业化成为了一大难题。

天然气水合物储运技术简称NGH，其技术是水分子形成空穴吸附小分子氢类气体而形成的一种笼形固态结晶类化合物，在通常情况下，由于其具有独特的笼形结晶结构。其中，基于水合物技术的天然气储运技术相比其他储运技术具有成本低、简单灵活、安全可靠等优点，而成为了近几年的研究热点。在小型气田、边远气田、散在气田以及海底，天然气水合物存储和运输方面有很高的经济适用价值，在调峰过程中也有重要应用。

但目前研究人员研究的水合物法储运天然气都是在基于实验室研究条件下，很少与实际应用生产相结合，实际应用需要解决的问题有：无法大量快速制备水合物晶核导致水合物生成周期长、在反应中无法及时有效的将反应物移除、天然气水合物高密度生成问题等问题，在实际应用中更是缺少气体、液体、固体三相同时分离的装置。

为解决上述问题，本发明提供了一种基于扭矩测量的两级连续式天然气水合物的制备系统与装置，通过两级反应提高了水合物的生成效率，易于实现工业上的放大，并且可以对部分原料进行循环使用，为水合物储运工艺提供了一个新方法。

发明内容

本发明提供了一种基于扭矩测量的两级连续式天然气水合物的制备系统与装置，将天然气水合物的制备分为成核诱导期、水合物生长期，结合不同制备方法的优缺点，同时融入新的创新点，创新性提出一种两级连续性制备方法，为基于扭矩测量制备天然气水合物提供了一种可实现工业化的经济性装置。

本发明的技术方案如下：

一种基于扭矩测量的两级连续式天然气水合物的制备系统，包括一、二级反应釜串联系统、扭矩测量系统、报警系统、循环冷却系统、搅拌系统、喷淋系统、调节系统、三相分离系统和计算机数据采集系统；