CN205538913U - 一种水合物生成、分解及抑制剂评价实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水合物研究领域，具体涉及一种气、液动静态条件下的水合物生成、分解及抑制剂评价实验装置。一种水合物生成、分解及抑制剂评价实验装置，包括反应釜，所述反应釜上分别连接有气体以及液体的出入口，所述反应釜还设有温度控制装置以及采集系统；所述反应釜外侧设有循环管路，所述循环管路上设有循环泵，循环管路的两端均连接反应釜，反应釜内还设有搅拌装置。本实用新型通过在反应釜外增加气体循环流动环路，并与反应釜内搅拌过程结合，使反应釜中的气体呈现流动状态，模拟气体管道输送的过程，从而实现气、液相动静态相结合条件下形成水合物的评价实验。

Description

一种水合物生成、分解及抑制剂评价实验装置

技术领域

本实用新型涉及水合物研究领域，具体涉及一种气、液动静态条件下的水合物生成、分解及抑制剂评价实验装置。

背景技术

在天然气长输过程中，由于地势起伏不平，气候复杂多变，以及管线凹处积液等因素造成局部节流，从而加剧了天然气水合物的形成，如我国的“西气东输”工程。同样，CO₂在长距离集输过程中也同样存在类似问题。近年来，随着温室气体排放问题日益引起人们的关注，CO₂捕获、利用与封存（Carbon Capture，Utilization and Storage，CCUS）是应对全球气候变化的关键技术之一；在这个过程中，CO₂的长距离输送利用和埋存就显得尤为重要；防止水合物的生成是其中的重要问题之一。在上述集输系统中加入化学品抑制剂是解决水合物堵塞的主要方式，这就需要设计出实验室评价装置对其筛选和评价。

本发明装置主要用于考察CH₄、CO₂，H₂S、O₂、H₂、N₂、Ar、Kr、Xe等低分子量气体以及一些烃类化合物在适宜的温度、压力下水合物生成、水合物分解的过程，以及热力学型、动力学型水合物抑制剂及分散剂的评价筛选等工作。

公开专利《水合物抑制剂评实验验装置》（授权公告号：CN2909239Y），该装置只能进行气体静态条件下生成水合物的实验。专利《一种四氢呋喃模拟天然气的水合物抑制剂评价装置》（授权公告号：CN203117149U）中，设计了一种简单的四氢呋喃水合物评价装置，但该装置没有标明气体来源的方式以及该设备的使用环境，如温度压力等；同时，也是只能开展一种静态条件下的水合物抑制剂试验。又如专利《一种气体水合物抑制剂的可视化评价装置》（授权公告号：CN204575629U），该装置也只能进行一种气体的静态水合物实验。《一种评价水合物抑制剂性能的摇摆反应装置》（授权公告号：CN204514817U），也仅是对反应釜进行了改进，增加了反应釜的一定幅度内的摇摆功能，也仅能对一种气体进行不完全动态条件下的水合物实验。专利《一种评价水合物抑制剂性能的可视化轮管装置》（授权公告号：CN104215742A）同样存在上述问题。专利《一种水合物抑制剂性能评价装置》（授权公告号：CN101692077A）增加了反应釜个数，实现了六个反应釜的试验；该装置同样只能实现静态条件下一种气体水合物的试验。

发明内容

本实用新型旨在针对上述问题，提出一种能够实现动态水相、静态水相与动态气相、静态气相相互组合形成的四种反应环境下形成水合物的评价实验装置。

本实用新型的技术方案在于：

一种水合物生成、分解及抑制剂评价实验装置，包括反应釜，所述反应釜上分别连接有气体以及液体的出入口，所述反应釜还设有温度控制装置以及采集系统；所述反应釜外侧设有循环管路，所述循环管路上设有循环泵，循环管路的两端均连接反应釜，反应釜内还设有搅拌装置。

所述气体入、出口分别为反应釜通过进气管路连接的气体注入系统，通过出气管路连接的尾气收集装置，所述液体入、出口分别为反应釜顶端连接的放空管路以及底部连接的尾液接收装置。

所述气体注入系统与反应釜之间的进气管路上依次设有气源、过滤器、气体增压器及真空泵，出气管路上也设有气体增压器。

所述的尾液接收装置内设有液体计量天平。

所述气体注入系统与进气管路之间设有过滤器。

反应釜上设有可视化观察窗口。

所述的搅拌装置为磁力搅拌器。

本实用新型的技术效果在于：

本实用新型通过在反应釜外增加气体循环流动环路，并与反应釜内搅拌过程结合，使反应釜中的气体呈现流动状态，模拟气体管道输送的过程，从而实现气、液相动静态相结合条件下形成水合物的评价实验。

附图说明：

图1为本实用新型一种水合物生成、分解及抑制剂评价实验装置。

1-气源，2-过滤器，3-气体增压器，4-真空泵，5-循环泵，6-放空管路，7-尾气收集装置，8-反应釜，9-搅拌装置，10-可视观察窗口，11-尾液接收装置，12-循环管路，13-采集系统，14-温度控制装置。

具体实施方式

一种水合物生成、分解及抑制剂评价实验装置，包括反应釜8，以及反应釜8通过进气管路连接有气体注入系统，通过出气管路连接有尾气收集装置7，反应釜8顶端连接有放空管路6，底部连接有尾液接收装置11；所述反应釜8还设有温度控制装置14以及采集系统13；所述反应釜8外侧设有循环管路12，所述循环管路12上设有循环泵5，循环管路12的两端均连接反应釜8，反应釜8内还设有搅拌装置9。

所述气体注入系统与反应釜8之间的进气管路上依次设有气源1、过滤器2、气体增压器3及真空泵4，出气管路上也设有气体增压器3。所述的尾液接收装置11内设有液体计量天平。气体注入系统与进气管路之间设有过滤器2。所述反应釜8上设有可视观察窗口10。所述搅拌装置9为磁力搅拌器。

实施例1

（1）静态实验

首先清洗反应釜8，然后将配好的液体从放空管路6注入反应釜8。通过真空泵4将进气管路及反应釜8抽真空，待整个系统压力小于5.0KPa；同时启动反应釜8温度控制装置14，使温度稳定保持在需要的反应温度（-20~90℃）。通过进气管路向反应釜8内通入气体，当气体注入系统压力低于反应釜8内待实验设定压力时，启动进气管路中的气体增压泵，来弥补气体注入系统压力不足的问题；当采集系统13显示反应釜8中气体压力和温度达到实验要求时，关闭气体注入系统。实验过程中利用采集系统13采集到的压力、温度等变化，来判断水合物生成情况。反应釜8上设有可视化观察窗口，实时监测反应釜8中水合物生成情况。实验结束时，首先关闭采集系统13，然后关闭温度控制装置14。打开尾气收集装置7，待反应釜8与尾气收集装置7压力平衡后，通过开启出气管路上的气体增压泵增压继续排出；待反应釜8内压力为0.1MPa时，关闭出气管路上的气体增压泵及出气管路。同时打开放空管路6，之后打开尾液接收装置11，收集尾液，排出反应釜8内剩余液体。

实验结束后，通过放空管路6向反应釜8中加入清洗液，并通过尾液接收装置11放出清洗液，待装置干燥后开启真空泵4对装置抽真空，完成后关闭真空泵4。最后经过进气管路向整个装置通入氮气以减少设备内的腐蚀。

实施例2

（2）动态实验

动态实验过程在实施例1的基础上增加以下步骤：在实验开始时，启动搅拌装置9，并打开反应釜8外循环管路12，启动管路中的循环泵5。实验结束时，首先关闭搅拌装置9、以及循环泵5，关闭循环管路12。其他操作步骤按照实施例1进行。

本装置能够实验的操作范围：温度：-20~90℃；控温、测温精度±0.1℃；压力：工作压力≤20MPa，设计压力25MPa；压力测量精度0.1%F•S；搅拌速率：0-1000转/分。

Claims (6)

1.一种水合物生成、分解及抑制剂评价实验装置，包括反应釜（8），所述反应釜（8）上分别连接有气体以及液体的出入口，所述反应釜（8）还设有温度控制装置（14）以及采集系统（13）；其特征在于：所述反应釜（8）外侧设有循环管路（12），所述循环管路（12）上设有循环泵（5），循环管路（12）的两端均连接反应釜（8），反应釜（8）内还设有搅拌装置（9）。

2.根据权利要求1所述的一种水合物生成、分解及抑制剂评价实验装置，其特征在于：所述气体入、出口分别为反应釜（8）通过进气管路连接的气体注入系统，通过出气管路连接的尾气收集装置（7），所述液体入、出口分别为反应釜（8）顶端连接的放空管路（6）以及底部连接的尾液接收装置（11）。

3.根据权利要求2所述的一种水合物生成、分解及抑制剂评价实验装置，其特征在于：所述气体注入系统与反应釜（8）之间的进气管路上依次设有气源（1）、过滤器（2）、气体增压器（3）及真空泵（4），出气管路上也设有气体增压器（3）。

4.根据权利要求2所述的一种水合物生成、分解及抑制剂评价实验装置，其特征在于：所述的尾液接收装置（11）中设有液体计量天平。

5.根据权利要求4所述的一种水合物生成、分解及抑制剂评价实验装置，其特征在于：反应釜（8）上设有可视观察窗口（10）。

6.根据权利要求1所述的一种水合物生成、分解及抑制剂评价实验装置，其特征在于：所述的搅拌装置（9）为磁力搅拌器。