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原文传递水合物溶解度的测量装置和测量方法

专利名称：	水合物溶解度的测量装置和测量方法
摘要：	本发明涉及水合物物性测量领域，具体地涉及一种水合物溶解度的测量装置和测量方法。该水合物溶解度的测量装置包括：反应单元包括第一调节机构以及具有出口的反应壳体，第一调节机构设置为能封盖反应壳体并与反应壳体形成容积可调的容纳腔，出口设置为通过第一调节机构的移动以与容纳腔连通或者隔断；取样单元包括第二调节机构以及具有入口的取样壳体，入口与出口连通，第二调节机构设置为能封盖取样壳体并与取样壳体的具有入口的部分形成容积可调的取样腔；测量单元包括温压测量计和体积测量仪；调温单元设置为能调节容纳腔和取样腔的温度。该测量装置能够用于测量水合物的溶解度，通过实验的方式实现了测量水合物在不同温压条件下的溶解度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	中国石油大学(华东)
发明人：	高永海;王迪;陈野;姚旺;周有为;尹法领;孙宝江
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-20T00:00:00+0800
申请号：	CN201910576558.7
公开号：	CN110261259A
代理机构：	北京润平知识产权代理有限公司
代理人：	李健;蒋爱花
分类号：	G01N7/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N7
申请人地址：	266555 山东省青岛市经济技术开发区长江西路66号
主权项：	1.一种水合物溶解度的测量装置，其特征在于，所述测量装置包括：反应单元，所述反应单元包括第一调节机构(120)以及具有出口(111)的反应壳体(1)，所述第一调节机构(120)设置为能够封盖所述反应壳体(1)并且贴合所述反应壳体(1)的内壁移动，以与所述反应壳体(1)形成容积可调的容纳腔(119)，所述出口(111)设置为通过所述第一调节机构(120)的移动以与所述容纳腔(119)连通或者隔断；取样单元，所述取样单元包括第二调节机构(211)以及具有入口(201)的取样壳体(2)，所述入口(201)与所述出口(111)连通，所述第二调节机构(211)设置为能够封盖所述取样壳体(2)并且贴合所述取样壳体(2)的内壁移动，以与所述取样壳体(2)的具有所述入口(201)的部分形成容积可调的取样腔(210)；测量单元，所述测量单元包括温压测量计和体积测量仪，所述温压测量计分别设置在所述容纳腔(119)和取样腔(210)并且能够相应地实时测量所述容纳腔(119)内的温度和压强以及所述取样腔(210)内的温度和压强，所述体积测量仪设置为能够分别测量所述取样腔(210)中的气体体积和液体体积；调温单元，所述调温单元设置为能够调节所述容纳腔(119)和所述取样腔(210)的温度。 2.根据权利要求1所述的水合物溶解度的测量装置，其特征在于，所述第一调节机构(120)包括第一伸缩件和第一调节件，所述第一调节件封盖所述反应壳体(1)，以与所述反应壳体(1)形成所述容纳腔(119)，所述第一伸缩件的一端安装于所述反应壳体(1)，所述第一伸缩件的另一端止挡于所述第一调节件，所述第一伸缩件设置为能够进行伸缩运动以带动所述第一调节件移动。 3.根据权利要求2所述的水合物溶解度的测量装置，其特征在于，所述第一调节机构(120)包括设置在所述容纳腔(119)内的过滤件，所述过滤件设置为能够使流经的液体进行过滤处理后排出所述出口(111)。 4.根据权利要求3所述的水合物溶解度的测量装置，其特征在于，所述反应壳体(1)设置为圆筒结构，所述反应单元包括沿所述反应壳体(1)的长度方向间隔设置的两组所述第一调节机构(120)，以使得所述反应壳体(1)与两组所述第一调节机构(120)能够共同形成所述容纳腔(119)。 5.根据权利要求1-4中任意一项所述的水合物溶解度的测量装置，其特征在于，所述第二调节机构(211)包括第二伸缩件(204)和第二调节件(205)，所述第二调节件(205)封盖在所述取样壳体(2)内，以与所述取样壳体(2)形成所述取样腔(210)，所述第二伸缩件(204)的一端安装于所述取样壳体(2)，所述第二伸缩件(204)的另一端止挡于所述第二调节件(205)，所述第二伸缩件(204)设置为能够进行伸缩运动以带动所述第二调节件(205)移动。 6.根据权利要求1-4中任意一项所述的水合物溶解度的测量装置，其特征在于，所述反应单元包括连通管(121)以及用于控制所述连通管(121)的通断的第一阀门，所述连通管(121)的两端分别与所述出口(111)以及所述入口(201)连通。 7.根据权利要求6所述的水合物溶解度的测量装置，其特征在于，所述连通管(121)内设置有过滤结构(112)。 8.根据权利要求1-4中任意一项所述的水合物溶解度的测量装置，其特征在于，所述测量装置包括以下几种形式中的至少一种：形式一：所述反应单元包括气源(4)、液源(5)和泵送装置(6)，所述反应壳体(1)包括分别与所述容纳腔(119)连通的入液口(101)和入气口(102)，所述泵送装置(6)可通断地连接于所述入液口(101)并且设置为能够将所述液源(5)内的液体泵送到所述入液口(101)，所述泵送装置(6)可通断地连接于所述入气口(102)并且设置为能够将所述气源(4)内的气体泵送到所述入气口(102)；形式二：所述反应壳体(1)的用于形成为所述容纳腔(119)的侧壁上设置有可视窗(103)；形式三：所述反应壳体(1)安装在所述旋转天平(117)上；形式四：所述反应单元包括设置在所述容纳腔(119)内的搅拌件(118)。 9.一种水合物溶解度的测量方法，其特征在于，所述测量方法采用根据权利要求1-8中任意一项所述的水合物溶解度的测量装置进行实验，所述容纳腔(119)储放有体积为Vgi的客体气体以及体积为Vli的主体液体，所述测量方法包括以下步骤： S1：调节所述调温单元和第一调节机构(120)，使得所述容纳腔(119)调节至温度为Ti以及压强为Pi，并且出口(111)与所述容纳腔(119)始终处于隔断状态，静置以使得所述客体气体充分溶解在所述主体液体中； S2：调节所述调温单元和第一调节机构(120)，使得所述容纳腔(119)调节至生成所述水合物的相变条件，以生成所述水合物，待所述容纳腔(119)内的温度和压强稳定后，得到所述客体气体和水合物溶解于所述主体液体中所形成的混合液； S3：调节所述第一调节机构(120)，使得所述出口(111)与所述容纳腔(119)切换为连通状态，以使得所述容纳腔(119)内的所述混合液流入到所述取样腔(210)，同时调节所述第二调节机构(211)，以维持所述容纳腔(119)内的压强不变； S4：将所述出口(111)与容纳腔(119)调节为隔断状态，并且对所述取样壳体(2)进行加热、降压、振荡处理以使其气液分离，通过所述体积测量仪在标况下测量得到所述气液分离得到的气体的体积为Vgd以及所述气液分离得到的液体为Vld，其中，气液分离得到的气体为所述水合物的分解气以及所述客体气体，分离得到的液体为所述主体液体； S5：根据公式Vgdg＝Vld×sg，计算所述混合液中溶解的客体气体的体积Vgdg，其中，sg指步骤S1所在温压条件下对应的所述客体气体的溶解度； S6：根据公式Vhd＝Vgdh/N＝(Vgd–Vgdg)/N，计算所述混合液中溶解的水合物的体积Vhd，其中，N为水合系数； S7：根据公式sh＝Vhd/Vld×100％，计算步骤S1所在温压条件下对应的所述水合物的溶解度。 10.根据权利要求9所述的水合物溶解度的测量方法，其特征在于，步骤S5中的sg是通过以下两种方法中的任意一种测得：方法一： S11：所述反应壳体(1)设置为横截面为S的圆筒结构，在步骤S2之前，测量所述容纳腔(119)中所存在的所述客体气体的高度为H； S12：根据真实气体状态方程PiV＝ZngeRTi以及体积公式V＝SH，计算得到所述容纳腔(119)内残余的所述客体气体的物质的量nge，其中，Z为所述客体气体A的压缩因子；V为在步骤S1中所述客体气体溶解于所述主体液体中的溶解体积；R为理想气体常数。 S13：根据公式Vge＝ngeVm以及公式△Vg＝Vgi-Vge，计算得到标况下所述容纳腔(119)内溶解的所述客体气体的体积Vge，其中，Vm为标况下的气体摩尔体积； S14：根据公式sg＝△Vg/Vli×100％，计算得到所述客体气体的溶解度sg。方法二： S21：在S1步骤以后，直接进行步骤S3的操作； S22：将所述出口(111)与所述容纳腔(119)调节为隔断状态，并且对所述取样壳体(2)进行加热、降压、振荡处理以使其气液分离，通过所述体积测量仪在标况下测量得到所述气液分离得到的气体的体积为Vgse以及所述气液分离得到的液体为Vlse，其中，气液分离得到的气体为所述客体气体，分离得到的液体为所述主体液体； S23：根据公式sg＝Vgse/Vlse×100％，计算得到所述客体气体的溶解度sg。 11.根据权利要求9或10所述的水合物溶解度的测量方法，其特征在于，在步骤S1之前，向所述容纳腔(119)内填充泥砂，随着步骤S1中调节所述第一调节机构(120)，使得所述反应壳体(1)和第一调节机构(120)共同压实所述泥砂以形成多孔介质体系。
所属类别：	发明专利