CN115824961A - 一种测量高温高压条件下气体溶解度的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测量高温高压条件下气体溶解度的测量装置和测量方法。最大工作温度和压力分别为150℃和40MPa，装置主要由气体注入泵、液体注射泵、高温高压可变体积可视釜、安全防爆装置以及相态监测装置组成；气体注入泵分为外腔和内腔，置于冷阱内，冷阱与低温恒温槽相连；气体注入装置和液体化学品注入装置直接与高温高压可变体积可视釜连接；本发明可以在不取样分析的条件下实现气液混合物溶解度的测量，解决了在高温高压条件下测量气液混合物溶解度数据不准确的问题。本发明提供了在高温度范围和压力范围下，测量气体溶解度的装置和测试方法，对于建立我国油藏条件下CO2驱油技术的基础物性数据库有重要意义。
Description
技术领域
本发明属于测量气体溶解度的技术领域，特别涉及一种在高温高压条件下采用静态合成泡点法测量气体(CO2，N2)在原油中溶解度的测量装置和测量方法
背景技术
CO2温室气体的排放引起了一系列全球气候问题。近年来，为了减少CO2的排放以及降低大气中CO2的浓度，将CO2捕集和固定一直是学者们努力的方向和研究重点。其中CO2强化采油(CO2 enhanced oil recovery,CO2-EOR)技术在提高原油采收率的同时，能够实现CO2永久的地质封存，是一项“双赢”的技术。
CO2-EOR技术是指将CO2注入油藏中，溶解CO2后的原油，黏度降低，体积膨胀，流动性增强，原油的采收率得到提高。由于我国油藏条件的特异性，该项技术在我国尚处在技术开发和研究阶段。该技术的使用需要建立适用于我国油藏条件下成套的CO2-原油混合体系的物性数据库，例如：溶解度，界面张力，比热容等物性数据，其中CO2在原油中的溶解度是一个非常重要的热物性参数。探究CO2在原油中的溶解变化规律，寻求最佳的工艺操作条件对CO2驱油技术的实施至关重要。
测定溶解度的方法有很多，根据是否需要取样分析将测定方法分为分析法和合成法。分析法又分为等温分析法、等温等压分析法、等压分析法以及重量法。合成法又分为可视合成法和不可视合成法。分析法要在平衡时进行取样，可以分析多相的组成得到比较全面的信息，但取样分析容易打破已有的相平衡，取样时的状态无法保证，精度不高，而且分析时间较长，因此分析法适用于常温常压以及体系容易达到平衡的情况。合成法主要通过测量溶液的泡露点、色谱斜率、体积变化等特性来测定溶解度数据，虽然只能测量两相体系，但是测量精度较高，不需要破坏平衡时的状态，适用于高温高压条件下的实验测量。
我国油田的重组分含量高，黏度大，地层温度高，油藏的地层温度和压力为150℃和30MPa，因此溶解度的测量实验需要在高温高压条件下进行。对于现有的气体溶解度测量的装置和方法，主要有以下缺点：1)测量装置和方法多采用取样分析，高温高压条件下取样时会造成压力的波动，引起相组分的变化，影响数据的准确性；2)装置组成复杂，制造技术难度大，成本较高；3)测量过程复杂，测量方法不够简便，而且无法实时观察混合物状态；4)多次实验测量结果不一致，数据重复性低。例如：中国专利CN105806738B公开了一种测量气体在液体中溶解度的变体积定压装置及方法，其测量过程较为复杂，需要观察活塞高度判断气体溶解量，人为误差过大。中国专利CN112611675A公开了一种高温高压条件天然气溶解度测试反应釜、装置及方法，其测量溶解度需要进行气体取样，容易破坏已有的平衡，使得测量结果不够准确。
发明内容
针对以上问题，本发明提供一种新的高温高压气体溶解度测量装置和测量方法，解决了当前高温高压条件下测量气液混合物溶解度的相关缺陷，能够实现高温高压条件下气体在原油组分中溶解度的测量，而且操作简单，测量结果准确，能够为实际CO2驱油技术提供支撑数据。
本发明的技术方案如下：
一种高温高压可变体积气体溶解度测量装置，包括气体注入装置、液体化学品注入装置、高温高压可变体积可视釜、安全防爆装置、相态监测装置；气体注入装置和液体化学品注入装置直接与高温高压可变体积可视釜连接，安全防爆装置和相态监测装置与高温高压可变体积可视釜连接且安全防爆装置和相态监测装置安装于高温高压可变体积可视釜顶部上方；气体注入装置包括气体注入泵，气体注入泵分为外腔和内腔，外腔气体入口在外腔的顶部，冷却后的液态气体依靠重力作用逐渐堆积在外腔底部，外腔液态气体的出口在外腔的底部，保证外腔进入内腔的气体为液态，外腔液态气体由内腔液态气体入口进入内腔，然后由内腔液态气体出口进入高温高压可变体积可视釜；气体注入泵连接电控箱可以调节液态气体的注入流量。
所述的高温高压可变体积可视釜为长柱型筒体，包含两个视窗和一个活塞杆；高温高压可变体积可视釜一端为蓝宝石视窗用于透光，一端为可移动活塞杆，另一个蓝宝石视窗在釜顶部用于观测釜内状态；观测蓝宝石视窗和透光蓝宝石视窗与釜体之间采用带孔状的螺丝固定和密封。
所述的高温高压可变体积可视釜周围分布多个加热棒通道，内置加热棒，一个测温通道放置釜体测温热电偶，另有一通道入釜内部放置釜内测温热电偶；釜体测温热电偶和釜内测温热电偶与温度控制仪表连接。
所述的气体注入泵置于冷阱内，冷阱与低温恒温槽相连，低温恒温槽提供低温循环水。
所述的液体化学品注入装置包括液体注射泵，液体注射泵直接与高温高压可变体积可视釜相连，二者处于同一水平位置。液体注射泵可选择注射的液体黏度范围广(低黏度液体到高黏度液体)，也可以采用手动液体注射泵，采用有效的控制液体的注入速度。
所述的高温高压可变体积可视釜内部放有一磁子，底部放置磁力搅拌器，保证混合物被搅拌。
所述的安全防爆装置包括温度控制仪表、机械压力表、防爆片、压力传感器和压力显示仪表；机械压力表和压力传感器在高温高压可变体积可视釜顶部上方，压力传感器连接压力显示仪表，温度控制仪表连接釜内测温热电偶和釜体测温热电偶，压力显示仪表和温度控制仪表分别设有超压超温报警程序；防爆片位于高温高压可变体积可视釜顶部上方可用于超高压泄压。
所述的相态监测装置包括：LED光源，工业镜头和工业相机，计算机；LED光源置于透光蓝宝石视窗前方，工业镜头和工业相机置于观测蓝宝石视窗上方，并通过数据线与计算机连接。
本发明的装置进行高温高压可变体积气体溶解度测量方法，包括以下步骤：
1)高温高压可变体积可视釜排杂气和进实验气步骤：首先向高温高压可变体积可视釜充入实验气体排除杂气，再充入定量的实验气体；先向气体注入泵中充入气体，打开低温恒温槽和冷阱冷却至气态气体变为液态，将外腔中的液态气体吸入内腔，关闭气体注入泵内外腔连接阀，打开气体入釜阀，将内腔中的液态气体打入高温高压可变体积可视釜内，然后开启加热，将液态气体变成超临界气体或气态气体，记录稳定时的温度和压力，查取气体密度，得到气体的充入量；
2)液体油注射步骤：利用液体注射泵将已知质量的液体样品注入高温高压可变体积可视釜内；实验样品注入完成后，可以得到气体的溶解摩尔分数(x气)；
3)升温加压稳定步骤：开启磁力搅拌器连续搅拌，然后开启加热，升温到指定温度(T)；向前移动活塞杆，增加体系压力，直到通过观测蓝宝石视窗观察到汽液两相变成单一的液相；然后稳定至体系压力波动较小；
4)数据采集步骤：关闭磁力搅拌器，向后移动活塞杆，降低体系压力，直到通过观测蓝宝石视窗观察到气泡的出现，记录此时的压力(pb)，得到实验数据(T,pb,x气)。
所述的步骤1)中，气体的充入量通过以下公式计算：
n气＝ρ气V
式中n气：气体摩尔质量，mol；ρ气：气体密度，mol·cm-3；V：釜体积，cm3。
所述的步骤2)中，气体的溶解摩尔分数通过以下公式计算：
式中x气:气体摩尔分数；n气:气体摩尔质量，mol；n液:液体摩尔质量，mol；ρ气:气体密度，mol·cm-3；V：釜体积，cm3；m液：液体质量，g；M液：液体相对分子质量，g·mol-1。
本发明公开了一种测量高温高压条件下气体溶解度的测量装置和测量方法。本发明可以在不取样分析的条件下实现气液混合物溶解度的测量，解决了在高温高压条件下测量气液混合物溶解度数据不准确的问题。本发明提供了在高温度范围和压力范围下，测量气体溶解度的装置和测试方法，对于建立我国油藏条件下CO2驱油技术的基础物性数据库有重要意义。
本发明的发明点和有益效果在于：
1)本发明装置的可移动活塞可以改变釜体积(54.8～151.0cm3)，实现气液混合物的均相和两相，蓝宝石视窗耐高温高压，高透光，可以时刻观察釜内混合物状态，两者结合可以在不取样分析的条件下实现气液混合物溶解度的测量。
2)本发明装置中的气体注入泵由内腔和外腔组成，外腔气体入口在外腔的顶部，冷却后的液态气体依靠重力作用逐渐堆积在外腔底部，外腔液态气体的出口在外腔的底部，保证外腔进入内腔的气体为液态。气体的液化使得充入气体的量不受气体钢瓶压力的限制，能够大量的向高温高压可变体积可视釜中充入气体。
3)本发明装置安有防爆片，以及设有超压和超温报警系统，解决了高温高压实验条件下安全性低的问题。
4)本发明测量方法中首先充入实验气体排除杂气，再充入定量的实验气体，最后加入实验液体。避免了先充入液体，再充入实验气体排除杂气会带走部分实验液体，导致实验定量不准确的问题。从而也解决了在高温高压条件下测量气液混合物溶解度数据不准确的问题，而且本发明的测量方法过程简便，测量数据精确度高，数据重复性好。
5)本发明提供了在高温度和压力范围(150℃，40MPa)下，测量气体在油样中溶解度的测量装置和测量方法，对于建立我国油藏条件下CO2驱油技术的基础物性数据库有重要意义。
附图说明
图1是本发明装置的流程图。
图2是本发明中气体注入泵的结构图。
图3(a)是本发明装置中高温高压可变体积可视釜的侧视图。
图3(b)是本发明装置中高温高压可变体积可视釜的结构图。
图1中：1：气体钢瓶，2：气体注入阀，3：气体注入泵内外腔连接阀，4：釜内测温热电偶，5：加热棒，6：高温高压可变体积可视釜，7：气体入釜阀，8：釜体机械压力表，9：防爆片，10：釜体与压力传感器连接阀，11：压力传感器，12：压力显示仪表，13：计算机，14：活塞杆，15：工业镜头和工业相机，16：液体入釜阀，17：透光蓝宝石视窗，18：磁力搅拌器，19：废液废气排出阀，20：观测蓝宝石视窗，21：液体注射泵，22：LED光源，23：釜体测温热电偶，24：温度控制仪表，25：气体注入泵机械压力表，26：气体注入泵，27：冷阱，28：低温恒温槽。
图2中：211：气体注入泵外腔，212：气体注入泵内腔，213：气体进入外腔入口，214：外腔液态气体出口，215：内腔液态气体入口，216：内腔液态气体出口。
图3(a)中：311：液体注入管，312：气体注入管，313：压力传感器管，314：加热棒通道，315：废气废液排出管。
图3(b)中：316：高温高压可变体积可视釜压力腔，317：釜大密封圈，318：视窗前密封圈，319：视窗后密封圈，320：保温材料，321：石墨环密封圈，322：陶瓷密封圈。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚地理解，现结合附图和具体实施例详细阐述本发明的具体实施方式，但不能理解对本发明的可实施范围的限定。
如图1所示：本发明高温高压气体溶解度测量装置包括气体注入装置、液体化学品注入装置、高温高压可变体积可视釜、安全防爆装置、相态监测装置。气体注入装置和液体化学品注入装置直接与高温高压可变体积可视釜连接，安全防爆装置和相态监测装置安装于高温高压可变体积可视釜顶部上方。气体注入装置包括：气体钢瓶(1)、气体注入阀门(2)、气体注入泵内外腔连接阀(3)、气体入釜阀(7)、气体注入泵机械压力表(25)、气体注入泵(26)、冷阱(27)、低温恒温槽(28)。气体钢瓶(1)通过气体注入阀门(2)连接气体注入泵(26)；气体注入泵(26)置于冷阱(27)内，冷阱(27)与低温恒温槽(28)相连接，低温恒温槽(27)给冷阱(27)提供低温循环水供冷阱制冷；气体注入泵(26)上设有气体注入泵机械压力表(25)监测压力；气体注入泵(26)分为外腔(211)和内腔(212)，内腔和外腔依靠气体注入泵内外腔连接阀(3)连接；气体注入泵(26)直接与高温高压可变体积可视釜(6)依靠气体入釜阀(7)连接,并连接电控箱调节液态气体的注入流量。液体化学品注入装置包括：液体注射泵(21)和液体入釜阀(16)。液体注射泵(21)直接与高温高压可变体积可视釜(6)依靠液体入釜阀(16)连接，液体化学品注入装置可注射的液体黏度范围广(低黏度液体到高黏度液体)，而且可以有效的控制液体的注入速度。高温高压可变体积可视釜包括：高温高压可变体积可视釜(6)、活塞杆(14)、观测蓝宝石视窗(17)、透光蓝宝石视窗(20)、加热棒(5)、釜体测温热电偶(23)、釜内测温热电偶(4)、磁力搅拌器(18)以及废液废气排出阀(9)。高温高压可变体积可视釜的形状为长柱型筒体，材料为不锈钢316奥氏体，釜内设有观测蓝宝石视窗(17)和透光蓝宝石视窗(20)，蓝宝石视窗通过螺丝和密封圈固定在高温高压可变体积可视釜的前端和上端；活塞杆(14)的材料为陶瓷，活塞杆通过螺丝、石墨环密封圈和陶瓷密封圈固定在高温高压可变体积可视釜(6)的后端，活塞杆后端有手动旋转架，可以移动活塞前进或后退；在高温高压可变体积可视釜(6)的周围均匀分布4个加热棒通道，加热棒(5)置于通道内，给釜体加热，釜内装有两个温控，分别为釜体测温热电偶(23)和釜内测温热电偶(4)，两个热电偶连接温度控制仪表(24)，控制实验温度；磁力搅拌器(18)置于釜体下方，可以给釜内磁子提供磁力搅拌；废液废气排出阀(19)装于高温高压可变体积可视釜(6)的最底部用于排出实验废弃物。安全防爆装置包括：机械压力表(8)、防爆片(9)、釜体与压力传感器连接阀(10)、压力传感器(11)、压力显示仪表(12)和温度控制仪表(24)。机械压力表(8)直接与高温高压可变体积可视釜连接；防爆片(9)位于高温高压可变体积可视釜(6)顶部上方1.1米处，高于地面2米(保证泄压口高于实验员身高)，其泄压出口方向为水平方向，防爆片和压力传感器(11)通过釜体与压力传感器连接阀(10)直接与釜体相连，并连接压力显示仪表(12)，压力显示仪表设有超压报警装程序；温度控制仪表(24)连接釜体测温热电偶(23)和釜内测温热电偶(4)，温度控制仪表设有超温报警程序。相态监测装置包括：LED光源(22)，工业镜头和工业相机(15)以及计算机(13)。LED光源置于透光蓝宝石视窗(20)前方；工业镜头和工业相机(15)通过铁架台固定在观测蓝宝石视窗(17)的上方，并通过数据线与计算机(13)连接，将实时监测釜内状态并传输到计算机。
如图2所示：气体注入泵(26)分为外腔(211)和内腔(212)，外腔气体入口(213)在外腔的顶部，冷却后的液态气体依靠重力作用逐渐堆积在外腔底部，外腔液态气体出口(214)在外腔的底部，保证外腔进入内腔的气体为液态，外腔液态气体由内腔液态气体入口(215)进入内腔，然后由内腔液态气体出口(216)进入可视釜。
如图3(a)所示：气体进入管(312)位于高温高压可变体积可视釜(6)的顶部中间，液体进入管(311)在气体进入管右侧，压力传感器管(313)在气体进入管左侧；高温高压可变体积可视釜的周围均匀分布4个加热棒通道(314)；釜内测温热电偶(4)放置于压力传感器管(313)下方，釜体测温热电偶(23)位于液体进入管下方，并置于釜体最大温度梯度处，保证釜体温度可控；废气废液排出管(315)位于高温高压可变体积可视釜(6)的最底部。
如图3(b)所示：观测蓝宝石视窗(17)和透光蓝宝石视窗(20)为厚度18mm高透光、耐高压、耐高温的刚玉，耐高压45MPa，蓝宝石视窗与釜体之间采用带孔状的螺丝固定和密封，可拆卸。蓝宝石视窗与高温高压可变体积可视釜采用釜大密封圈(317)，视窗前密封圈(318)和视窗后密封圈(319)密封，密封圈为高弹性、耐高温氟橡胶密封圈，氟橡胶密封圈可拆换。活塞杆(14)为陶瓷材料，耐高温高压，润滑性好，不易变形，活塞杆与高温高压可变体积可视釜体依靠螺母固定，依靠石墨环密封圈(321)和陶瓷密封圈(322)密封，石墨环密封圈耐磨，耐高温高压，陶瓷密封圈为高弹性、耐高温氟橡胶密封圈，石墨环密封圈和氟橡胶密封圈可拆换。高温高压可变体积可视釜压力腔(316)周围有保温材料(320)，保温材料为双层不锈钢夹层，允许一定程度的热损失，但保证釜内温度恒定。
实施例
采用本发明高温高压可变体积溶解度测量装置测量150℃，30MPa下CO2在原油中溶解度(实验过程中加压后单一液相压力达到了40MPa)的具体操作步骤如下：
1)实验前需要对整个装置进行检漏：打开气体注入阀门(2)、气体注入泵内外腔连接阀(3)、气体入釜阀(7)、釜体与压力传感器连接阀(10)、液体入釜阀(16)，将CO2气体由CO2气体钢瓶(1)通入整个高温高压可变体积可视釜(6)中，待整个釜压力达到6MPa以上，关闭CO2气体钢瓶和气体入釜阀(7)。整个装置稳定1小时左右，如果压力传感器(11)检测到体系压力值没有明显波动，则认为整个装置气密性良好。
2)吹扫杂气：每次实验前，活塞杆(14)处于可视釜的最后端，釜体积处于最大体积处(V＝151.0cm3)。然后打开气体注入阀门(2)、气体注入泵内外腔连接阀(3)、气体入釜阀(7)、釜体与压力传感器连接阀(10)、液体入釜阀(16)、废液废气排出阀(19)，打开CO2气体钢瓶(1)，向高温高压可变体积可视釜(6)中充入CO2气体，吹扫气体注入泵、高温高压可变体积可视釜以及各管路3-4次，排出实验系统中的杂气。
3)高温高压可变体积可视釜进气加压：打开CO2气体钢瓶总阀至气体注入泵压力表(25)示数不再升高，打开低温恒温槽(28)和冷阱(27)，设置低温-20℃，冷却2小时，气态CO2变为液态，然后将外腔(211)中的液态CO2吸入内腔(212)，关闭气体注入泵内外腔连接阀，打开气体入釜阀(7)，将内腔(212)中的液态气体打入高温高压可变体积可视釜(6)内，然后开启加热，设定40℃，使液态CO2变成超临界CO2，充满整个高温高压可视釜内腔(316)，记录稳定时的温度和压力，经由NIST数据库查取CO2密度，计算得到CO2的充入量(0.117mol)。
式中nCO2：CO2摩尔质量，mol；ρCO2:CO2密度，mol·cm-3；V：釜体积，cm3。
4)液体油注入：称取一定量的液体油样品，将已知质量为25g的液体样品吸入液体注射泵(21)内，打开液体入釜阀(16)，利用液体注射泵将液体烃类注入高温高压可变体积可视釜(6)内，注射完成后关闭液体入釜阀。实验样品注入完成后，CO2的溶解摩尔分数可知(xCO2＝0.875)。
式中xCO2:CO2摩尔分数；nCO2:CO2摩尔质量，mol；n液:液体摩尔质量，mol；ρCO2:CO2密度，mol·cm-3；V：釜体积，cm3；m液：液体质量，g；M液：液体相对分子质量，g·mol-1。
5)升温加压稳定：开启磁力搅拌器(18)连续搅拌确保混合物能够混合均匀，开启加热，升温到150℃。缓慢向前移动活塞杆(14)，减小可视釜体积，增加体系压力，直到通过蓝宝石视窗(17)观察到汽液两相变成单一的液相，停止移动活塞杆，稳定4小时，直至压力传感器(11)检测到体系压力波动较小(40MPa)，表明混合流体均匀稳定。
6)数据采集步骤：关闭磁力搅拌器(18)，缓慢向后移动活塞杆(14)，降低体系压力，直到通过观测蓝宝石窗口(17)观察到气泡的出现，从压力显示仪表(12)中读取压力传感器(11)的输出压力，记录此时的泡点压力30MPa，然后重复该过程三次，以确保测量的准确性，得到实验数据(150℃,30MPa,0.875)。
7)实验结束后，关闭加热装置进行降温，将活塞杆(14)移动至最后端，当温度降至室温后，打开废液废气排出阀(19)，排出废气废液。然后向釜内注入石油醚，搅拌清洗高温高压可变体积可视釜内腔(316)，清洗结束后排出石油醚，烘干釜体，等待下一次实验。
本发明最大工作温度和压力分别为150℃和40MPa，气体注入泵分为外腔和内腔，外腔气体入口在外腔的顶部，冷却后的液态气体依靠重力作用逐渐堆积在外腔底部，外腔液态气体的出口在外腔的底部，保证外腔进入内腔的气体为液态，外腔液态气体由内腔液态气体入口进入内腔，然后由内腔液态气体出口进入高温高压可变体积可视釜；气体注入泵连接电控箱可以调节液态气体的注入流量。气体注入泵置于冷阱内，冷阱与低温恒温槽相连，可以将气体液化；液体注射泵为手动注射泵；可变体积可视釜包含两个蓝宝石视窗，分别位于釜的前端和上端，釜体后端设置可移动活塞杆；釜内有测温热电偶以及压力传感器，并设有超压超温报警程序；高温高压可变体积可视釜上方设有防爆片；工业镜头和工业相机置于观测蓝宝石视窗上方，并通过数据线与计算机连接，监测釜内相态。本发明可以在不取样分析的条件下实现气液混合物溶解度的测量，解决了在高温高压条件下测量气液混合物溶解度数据不准确的问题。本发明提供了在高温度范围和压力范围下，测量气体溶解度的装置和测试方法，对于建立我国油藏条件下CO2驱油技术的基础物性数据库有重要意义。
以上所述实施的实例，目的在于更好地说明本发明的目的、技术方案和有益效果。当然，根据具体的应用、尺寸、材质的不同，本发明的相关参数(结构、连接方式、尺寸、材质、加工细节、安装方法等)可以做出相应的变化，相关技术人员在其基础上做的替代或变换，在本发明保护之内。
Claims (10)
1.一种高温高压可变体积气体溶解度测量装置，其特征是，包括气体注入装置、液体化学品注入装置、高温高压可变体积可视釜、安全防爆装置、相态监测装置；气体注入装置和液体化学品注入装置直接与高温高压可变体积可视釜连接，安全防爆装置和相态监测装置与高温高压可变体积可视釜连接且安全防爆装置和相态监测装置安装于高温高压可变体积可视釜顶部上方；气体注入装置包括气体注入泵，气体注入泵分为外腔和内腔，外腔气体入口在外腔的顶部，冷却后的液态气体依靠重力作用逐渐堆积在外腔底部，外腔液态气体的出口在外腔的底部，保证外腔进入内腔的气体为液态，外腔液态气体由内腔液态气体入口进入内腔，然后由内腔液态气体出口进入高温高压可变体积可视釜；气体注入泵连接电控箱可以调节液态气体的注入流量。
2.如权利要求1所述的装置，其特征是，高温高压可变体积可视釜为长柱型筒体，包含两个视窗和一个活塞杆；高温高压可变体积可视釜一端为蓝宝石视窗用于透光，一端为可移动活塞杆，另一个蓝宝石视窗在釜顶部用于观测釜内状态；观测蓝宝石视窗和透光蓝宝石视窗与釜体之间采用带孔状的螺丝固定和密封。
3.如权利要求1所述的装置，其特征是，高温高压可变体积可视釜周围分布多个加热棒通道，内置加热棒，一个测温通道放置釜体测温热电偶，另有一通道入釜内部放置釜内测温热电偶；釜体测温热电偶和釜内测温热电偶与温度控制仪表连接。
4.如权利要求1所述的装置，其特征是，气体注入泵置于冷阱内，冷阱与低温恒温槽相连，低温恒温槽提供低温循环水；液体注射泵直接与高温高压可变体积可视釜相连，二者处于同一水平位置。
5.如权利要求2所述的装置，其特征是，高温高压可变体积可视釜内部放有一磁子，底部放置磁力搅拌器，保证混合物被搅拌。
6.如权利要求1所述的装置，其特征是，安全防爆装置包括温度控制仪表、机械压力表、防爆片、压力传感器和压力显示仪表；机械压力表和压力传感器在高温高压可变体积可视釜顶部上方，压力传感器连接压力显示仪表，温度控制仪表连接釜内测温热电偶和釜体测温热电偶，压力显示仪表和温度控制仪表分别设有超压超温报警程序；防爆片位于高温高压可变体积可视釜顶部上方可用于超高压泄压。
7.如权利要求1所述的装置，其特征是，相态监测装置包括：LED光源，工业镜头和工业相机，计算机；LED光源置于透光蓝宝石视窗前方，工业镜头和工业相机置于观测蓝宝石视窗上方，并通过数据线与计算机连接。
8.利用权利要求1所述的装置进行高温高压可变体积气体溶解度测量方法，其特征是，包括以下步骤：
1)高温高压可变体积可视釜排杂气和进实验气步骤：首先向高温高压可变体积可视釜充入实验气体排除杂气，再充入定量的实验气体；先向气体注入泵中充入气体，打开低温恒温槽和冷阱冷却至气态气体变为液态，将外腔中的液态气体吸入内腔，关闭气体注入泵内外腔连接阀，打开气体入釜阀，将内腔中的液态气体打入高温高压可变体积可视釜内，然后开启加热，将液态气体变成超临界气体或气态气体，记录稳定时的温度和压力，查取气体密度，得到气体的充入量；
2)液体油注射步骤：利用液体注射泵将已知质量的液体样品注入高温高压可变体积可视釜内；实验样品注入完成后，可以得到气体的溶解摩尔分数(x气)；
3)升温加压稳定步骤：开启磁力搅拌器连续搅拌，然后开启加热，升温到指定温度(T)；向前移动活塞杆，增加体系压力，直到通过观测蓝宝石视窗观察到汽液两相变成单一的液相；然后稳定至体系压力波动较小；
4)数据采集步骤：关闭磁力搅拌器，向后移动活塞杆，降低体系压力，直到通过观测蓝宝石视窗观察到气泡的出现，记录此时的压力(pb)，得到实验数据(T,pb,x气)。
9.如权利要求8所述的测量方法，其特征是，所述步骤1)中，气体的充入量通过以下公式计算：
n气＝ρ气V
式中n气：气体摩尔质量，mol；ρ气：气体密度，mol·cm-3；V：釜体积，cm3。
10.如权利要求8所述的测量方法，其特征是，所述步骤2)中，气体的溶解摩尔分数通过以下公式计算：
式中x气:气体摩尔分数；n气:气体摩尔质量，mol；n液:液体摩尔质量，mol；ρ气:气体密度，mol·cm-3；V：釜体积，cm3；m液：液体质量，g；M液：液体相对分子质量，g·mol-1。
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