[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

说明书

本发明提出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，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；本发明可以直观便捷地测试水合物的相平衡条件。

技术领域

本发明涉及实验器械技术领域，尤其是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。

背景技术

气体水合物是气体分子和水在一定的温度,压力下生成的一种类似于冰的固态笼型晶体，气体分子一般有甲烷、二氧化碳或其他的碳氢化合物。二十一世纪面临着巨大的能源问题，气体水合物因为其具有绿色环保,储量巨大的特点作为一种非常规能源，受到世界各国科学家的关注。

以天然气水合物为例，当天然气与水或溶液在一定条件下充分接触后，能够生成可存储一定量天然气的气体水合物，发挥出天然气水合物储气密度高的优势，使气体水合物作为良好的储气产物。但是，在油气生产和运输的过程中生成的天然气水合物会堵塞管道和设备，这不仅会影响生产过程还会造成管道设备损坏，甚至导致整个油井报废。

因此在对气体水合物进行应用之前，我们需要在实验室搭建实验装置，本发明提出的一种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可以模拟现实的运输系统的气体环境，测定气体水合物在给定条件下的相平衡条件，从而评估运输过程中是否有可能生成气体水合物。假如在实验过程测得的水合物平衡条件低于实际环境条件，则实际运输过程中很可能生成水合物，我们需要添加抑制剂防止水合物的生成,添加的抑制剂主要包括热力学抑制剂和动力学抑制剂，其中热力学抑制剂是通过改变水合物生成条件来避免水合物生成，而动力学抑制剂主要是通过降低水合物的生成速度，避免生成大量的水合物。此时还需要通过这套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，改变环境中抑制剂的浓度，再次测定水合物的生成条件，得出最适宜的抑制剂浓度，既可可以抑制水合物生成，又可以最大的节约成本。

水合物生成过程就是水-气-水合物三者相平衡的过程。本发明针对本套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，同时提出了两种办法来检测水合物的平衡条件：观察法和压力搜索法，可以有效地通过本套装置测得各种水合物的相平衡条件。

发明内容

本发明提出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，可以直观便捷地测试水合物的相平衡条件。

本发明采用以下技术方案。

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，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。

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。

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。

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。

所述数据采集监测系统包括MCGS实时采集系统。