用于高溫高壓實驗中微量雜質(zhì)補充的實驗系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于高溫高壓實驗中微量雜質(zhì)補充的實驗系統(tǒng)，該實驗系統(tǒng)包括混合氣瓶、增壓泵、空壓機、高壓儲罐、高壓液體計量泵、高溫高壓反應釜、堿液吸收池；混合氣瓶通過混合氣體輸出管線與增壓泵的進氣口連接；空壓機通過動力輸入管線與增壓泵的動力輸入口連接，增壓泵通過增壓輸入管線連接高壓儲罐的進氣口；高壓儲罐的出氣口通過雜質(zhì)氣體補充管線與高溫高壓反應釜進氣口連接；高壓液體計量泵通過液體輸入管線與高溫高壓反應釜液體入口連接；高溫高壓反應釜出氣口通過氣體排出管線與堿液吸收池進氣口連接，堿液吸收池出氣口與凈化氣體排出管線連接。本發(fā)明可穩(wěn)定的向腐蝕反應系統(tǒng)中補充雜質(zhì)氣體：避免壓力不穩(wěn)定問題。
【專利說明】用于高溫高壓實驗中微量雜質(zhì)補充的實驗系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于腐蝕實驗裝置領域，具體地，涉及一種用于高溫高壓實驗中微量雜質(zhì)補充的實驗系統(tǒng)，用于高溫和高壓實驗過程中，可持續(xù)或間歇補充微量的氣體和微量的水分。
【背景技術】
[0002]碳捕集與封存(Carbon Capture and Storage,簡稱CCS)技術是極具潛力的一項減緩溫室氣體排放的前沿技術。此技術是將捕集的CO2注入油氣井提高油氣采收率(CO2-EOR),在美國已經(jīng)應用了 30多年，而國內(nèi)中國石油和中國石化在多個油氣田開展了利用CO2提高油田采收率的先導性實驗，均取得了良好的效果。CO2輸送作為CO2從捕集地到存儲地的中間樞紐，是碳封存的關鍵技術之一。中遠距離大規(guī)模輸送CO2 —般是將CO2分離并壓縮至超臨界狀態(tài)(CO2的臨界點:31.06°C, 7.38MPa)后利用管道輸送，是最經(jīng)濟、有效的方法。然而，超臨界0)2輸送管道的內(nèi)腐蝕問題是制約CCS發(fā)展和應用的關鍵因素之一。在超臨界CO2腐蝕環(huán)境中，CO2是主體，其中的微量水、02、S0x、N0x等雜質(zhì)則是誘發(fā)管道腐蝕的主要因素。
[0003]目前，室內(nèi)模擬超臨界0)2輸送管道腐蝕實驗一般都在高溫高壓反應釜中進行。由于超臨界CO2氣體中含有的h2o、o2、sox、nox等雜質(zhì)的濃度非常低，實驗過程中，水分和雜質(zhì)氣體不斷消耗，必然引起濃度降低或消耗殆盡，很難確定這個消耗過程的長短。從目前的研究報道來看，無論實驗周期長短，由于微量雜質(zhì)補充比較困難，人們往往忽略雜質(zhì)濃度的變化對腐蝕的影響，默認在整個實驗周期內(nèi)濃度不發(fā)生變化，因此，獲得的實驗結果的準確性值得商榷，尤其是長周期實驗，到腐蝕后期，雜質(zhì)濃度降低，必然引起腐蝕速率的失真。特別地，水是影響腐蝕的關鍵因素，當水含量降低，甚至消耗殆盡后，缺乏足夠水分，腐蝕反應將停止，嚴重影響腐蝕實驗結果。由于超臨界CO2輸送管道處于一種高壓的腐蝕環(huán)境，室內(nèi)模擬實驗過程中要達到這種超臨界狀態(tài)，往往需要用增壓泵將氣體增加至高溫高壓反應釜中。但是，采用增壓泵增壓是一個持續(xù)增壓的過程，達到設定壓力值后，無法維持壓力穩(wěn)定。因此，直接使用增壓泵持續(xù)補充雜質(zhì)氣體或維持壓力穩(wěn)定是不可行的。另外，需在高溫高壓實驗開始前，預先將水加入高溫高壓反應釜中，在實驗進行過程中，不能拆卸高溫高壓反應釜，因此，整個實驗過程中無法向反應釜中補充水分。以上這些因素可能最終導致實驗數(shù)據(jù)的失真，從而導致保守的實驗結果。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種用于高溫高壓實驗中微量雜質(zhì)補充的實驗系統(tǒng)；通過高壓儲罐與穩(wěn)壓減壓表配合，向運行中的高溫高壓反應釜中持續(xù)或間歇補充雜質(zhì)氣體；通過高壓液體計量泵，向運行中的高溫高壓反應釜中補充微量的水分。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下方案:
[0006]一種用于高溫高壓實驗中微量雜質(zhì)補充的實驗系統(tǒng)，包括:混合氣瓶、增壓泵、空壓機、高壓儲罐、高壓液體計量泵、高溫高壓反應釜、堿液吸收池；
[0007]混合氣瓶通過混合氣體輸出管線與增壓泵的進氣口連接；
[0008]空壓機通過動力輸入管線與增壓泵的動力輸入口連接，增壓泵通過增壓輸入管線連接高壓儲罐的進氣口；
[0009]高壓儲罐的出氣口通過雜質(zhì)氣體補充管線與高溫高壓反應釜進氣口連接；
[0010]高壓液體計量泵通過液體輸入管線與高溫高壓反應釜液體入口連接；
[0011]高溫高壓反應釜出氣口通過氣體排出管線與堿液吸收池進氣口連接，
[0012]堿液吸收池出氣口與凈化氣體排出管線連接。
[0013]相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有如下優(yōu)勢:
[0014]1、可穩(wěn)定的向腐蝕反應系統(tǒng)中補充雜質(zhì)氣體:在高壓儲罐中，預先打入高于實驗設定壓力的雜質(zhì)氣體。通過調(diào)節(jié)穩(wěn)壓減壓表輸出壓力，能夠維持壓力穩(wěn)定。
[0015]2、有效避免由增壓泵直接向高溫高壓反應釜中增壓導致的壓力不穩(wěn)定問題。解決了常規(guī)高溫高壓反應釜在實驗過程中，無法補充微量水分的問題。
[0016]3、該實驗系統(tǒng)操作方便，對于長短周期腐蝕實驗均適用，對腐蝕反應體系不產(chǎn)生影響，能夠有效的提高實驗結果的準確性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是用于高溫高壓實驗中微量雜質(zhì)補充的實驗系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，用于高溫高壓實驗中微量雜質(zhì)補充的實驗系統(tǒng)，包括:混合氣瓶1、增壓泵2、空壓機3、高壓儲罐4、高壓液體計量泵5、高溫高壓反應釜6、堿液吸收池7。
[0019]混合氣瓶I中裝有實驗用含微量雜質(zhì)的混合氣體，混合氣瓶I通過混合氣體輸出管線12與增壓泵2的進氣口連接，混合氣瓶I通過混合氣體輸出管線12向增壓泵2進氣口提供雜質(zhì)氣體；混合氣體輸出管線12上設有減壓表121，減壓表121控制混合氣瓶I的出氣壓力。
[0020]空壓機3通過動力輸入管線23與增壓泵2的動力輸入口連接，空壓機3向增加泵2提供驅(qū)動力。
[0021 ] 增壓泵2通過增壓輸入管線24連接高壓儲罐4的進氣口，增壓泵2應具有良好的耐酸腐蝕性和密封性，高壓儲罐4由不銹鋼材質(zhì)制成。高壓儲罐4的出氣口通過雜質(zhì)氣體補充管線46與高溫高壓反應釜6進氣口連接，雜質(zhì)氣體補充管線46上設有穩(wěn)壓減壓表461。高壓儲罐4中裝有增加泵2壓入的高于實驗設定壓力的混合雜質(zhì)氣體。調(diào)節(jié)穩(wěn)壓減壓表461至實驗設定壓力，由雜質(zhì)氣體補充管線46向高溫高壓反應爸6中穩(wěn)定輸出氣體。
[0022]高壓液體計量泵5通過液體輸入管線56與高溫高壓反應釜6液體入口連接。液體輸入管線56末端應加工成錐形，在錐形尖端涂一層蠟，保證液滴大小穩(wěn)定。通過計量液體輸入的時間控制液體輸入量。
[0023]高溫高壓反應釜6出氣口通過氣體排出管線67與堿液吸收池7進氣口連接，氣體排出管線67上設有排氣調(diào)節(jié)減壓表671。調(diào)節(jié)排氣調(diào)節(jié)減壓表671，緩慢排氣(I秒2?3個氣泡)，保證高溫高壓反應釜9中氣體循環(huán)，實現(xiàn)實驗過程中雜質(zhì)氣體的補充。[0024]堿液吸收池7出氣口與凈化氣體排出管線8連接，凈化氣體排出管線8排出凈化后的氣體，保護環(huán)境。
[0025]混合氣體輸出管線12、增壓輸入管線24、雜質(zhì)氣體補充管線46、液體輸入管線56、氣體排出管線67、凈化氣體排出管線8均由不銹鋼材質(zhì)制成。
[0026]本發(fā)明裝置主要是用于高溫高壓實驗中微量雜質(zhì)的補充，高壓儲罐中儲存的高于實驗設定壓力的混合雜質(zhì)氣體，通過調(diào)節(jié)穩(wěn)壓減壓表穩(wěn)定輸出氣體，保證實驗過程中向高溫高壓反應釜中持續(xù)或間歇穩(wěn)定的補充雜質(zhì)氣體。實驗所需的微量水分，通過調(diào)節(jié)高壓液體計量泵，按需補充至實驗系統(tǒng)中。這樣，在高溫高壓實驗過程中雜質(zhì)濃度降低后，能夠及時得到補充，維持整個實驗過程中雜質(zhì)濃度的穩(wěn)定，降低雜質(zhì)濃度變化對腐蝕過程的影響，確保實驗結果的準確性。
【權利要求】
1.一種用于高溫高壓實驗中微量雜質(zhì)補充的實驗系統(tǒng)，包括:混合氣瓶、增壓泵、空壓機、高壓儲罐、高壓液體計量泵、高溫高壓反應釜、堿液吸收池；其特征在于: 混合氣瓶通過混合氣體輸出管線與增壓泵的進氣口連接； 空壓機通過動力輸入管線與增壓泵的動力輸入口連接，增壓泵通過增壓輸入管線連接聞壓儲--的進氣口 ； 高壓儲罐的出氣口通過雜質(zhì)氣體補充管線與高溫高壓反應釜進氣口連接； 高壓液體計量泵通過液體輸入管線與高溫高壓反應釜液體入口連接； 高溫高壓反應釜出氣口通過氣體排出管線與堿液吸收池進氣口連接， 堿液 吸收池出氣口與凈化氣體排出管線連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于高溫高壓實驗中微量雜質(zhì)補充的實驗系統(tǒng)，其特征在于:混合氣體輸出管線上設有減壓表。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的用于高溫高壓實驗中微量雜質(zhì)補充的實驗系統(tǒng)，其特征在于:雜質(zhì)氣體補充管線上設有穩(wěn)壓減壓表。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的用于高溫高壓實驗中微量雜質(zhì)補充的實驗系統(tǒng)，其特征在于:氣體排出管線上設有排氣調(diào)節(jié)減壓表。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的用于高溫高壓實驗中微量雜質(zhì)補充的實驗系統(tǒng)，其特征在于:液體輸入管線末端應加工成錐形，在錐形尖端涂一層蠟。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的用于高溫高壓實驗中微量雜質(zhì)補充的實驗系統(tǒng)，其特征在于:混合氣體輸出管線、增壓輸入管線、雜質(zhì)氣體補充管線、液體輸入管線、氣體排出管線、凈化氣體排出管線均由不銹鋼材質(zhì)制成。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的用于高溫高壓實驗中微量雜質(zhì)補充的實驗系統(tǒng)，其特征在于:高壓儲罐由不銹鋼材質(zhì)制成。
【文檔編號】G01N17/00GK103712905SQ201310727832
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權日:2013年12月25日
【發(fā)明者】孫建波, 孫沖, 王勇, 張勇, 趙衛(wèi)民, 韓彬, 韓濤, 李小龍 申請人:中國石油大學(華東)