[发明专利]用于测定水合物相平衡条件的自吸式动态可视化实验装置

权利要求书

1.用于测定水合物相平衡条件的自吸式动态可视化实验装置，其特征在于：所述实验装置包括置于恒温水浴处的带有观察窗口的反应釜；所述反应釜与气瓶组、真空泵、温度传感器、压力传感器相连；所述温度传感器、压力传感器连接至数据采集监测系统；所述反应釜为釜内压力由真空泵和气瓶调节、釜内温度由恒温水浴调节的高压反应釜；当进行实验时，观察窗口处可观察釜内物质的水合状态，所述数据采集监测系统记录釜内物质的不同水合状态所对应的温度数据、压力数据。

2.根据权利要求1所述的用于测定水合物相平衡条件的自吸式动态可视化实验装置，其特征在于：所述反应釜顶部设有用于对釜内物质进行搅拌的可调速的搅拌装置；所述搅拌装置的转子延伸至釜底；所述搅拌装置以直流变速电机驱动。

3.根据权利要求1所述的用于测定水合物相平衡条件的自吸式动态可视化实验装置，其特征在于：所述反应釜外壁处设有与低温制冷装置相连的空腔壳体；所述空腔壳体内置有可循环流动的乙二醇溶液。

4.根据权利要求3所述的用于测定水合物相平衡条件的自吸式动态可视化实验装置，其特征在于：所述恒温水浴包括温度范围为-20—100℃的低温恒温槽；所述温度传感器包括设于反应釜底部端盖处的铂电阻；所述压力传感器包括量程为0.0~25.0MPa的第一压力表和量程为0.0~16.0MPa的第二压力表；反应釜内的压力由第一压力表、第二压力表同步测定。

5.根据权利要求1所述的用于测定水合物相平衡条件的自吸式动态可视化实验装置，其特征在于：所述数据采集监测系统包括MCGS实时采集系统。

6.根据权利要求1所述的用于测定水合物相平衡条件的自吸式动态可视化实验装置，其特征在于：所述实验装置的反应釜内物质为液体，利用所述实验装置可通过压力搜索法或观察法来测定水合物的平衡条件，所述实验方法包括以下步骤；

步骤S1、将高压反应釜用蒸馏水冲洗，洗净后干燥，用相同方法对实验用液体容器进行清洗、干燥，对所有连接好的实验装置进行气密性检查，确保装置不漏气后继续实验；

步骤S2、将采集的液体在容器内充分搅拌均匀后，用真空皮管将容器内的水与高压釜连接，开启阀门，通过抽反应釜内的空气使釜内外产生压强差，容器内的液体进入到反应釜内，关闭阀门，用真空泵对整个高压管路系统抽真空；

步骤S3、用配置的实验气体冲洗高压釜及与之相连的高压管路系统2～3次，以置换抽真空后在高压釜内及高压管路系统中可能残留的少量空气；

步骤S4启动数据采集监测系统，开始监测高压反应釜内的温度数据以及压力数据，将存盘频率改为更短时长内存盘一次温度及压力数据，保证接下来的实验过程中可以采集到足够多的数据，使水合物生成与分解过程中，温度与压力发生突变时P-T曲线依然具备尽量平滑的变化；

步骤S5、将气瓶中的气样注入高压釜中，观察数据采集监测系统中压力示数的变化，当釜内的压力大于预计的水合物生成压力后，停止注气，启动搅拌装置以加快气体溶解，当部分气体溶解于液体达到饱和状态后，釜内压力降低，再次注气到水合物生成压力，启动搅拌系统，等待釜内压力稳定；

步骤S6、启动恒温水浴，将水浴温度调节到预定的实验温度；

步骤S7、随着釜内温度的降低，釜内环境趋向于一个低温高压的密闭容器，当温度低于阈值使大量水合物晶体生成时，通过视察窗口观察水合物的形态。