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用于高溫高壓實驗中微量雜質補充的實驗系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于高溫高壓實驗中微量雜質補充的實驗系統，該實驗系統包括混合氣瓶、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。本實用新型可穩定的向腐蝕反應系統中補充雜質氣體：避免壓力不穩定問題。
【專利說明】用于高溫高壓實驗中微量雜質補充的實驗系統
【技術領域】
[0001]本實用新型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補充的實驗系統，用于高溫和高壓實驗過程中，可持續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),在美國已經應用了 30多年，而國內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。中遠距離大規模輸送CO2 —般是將CO2分離并壓縮至超臨界狀態(CO2的臨界點:31.06°C, 7.38MPa)后利用管道輸送，是最經濟、有效的方法。然而，超臨界0)2輸送管道的內腐蝕問題是制約CCS發展和應用的關鍵因素之一。在超臨界CO2腐蝕環境中，CO2是主體，其中的微量水、02、S0x、N0x等雜質則是誘發管道腐蝕的主要因素。
[0003]目前，室內模擬超臨界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等雜質的濃度非常低，實驗過程中，水分和雜質氣體不斷消耗，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，由于微量雜質補充比較困難，人們往往忽略雜質濃度的變化對腐蝕的影響，默認在整個實驗周期內濃度不發生變化，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境，室內模擬實驗過程中要達到這種超臨界狀態，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增壓的過程，達到設定壓力值后，無法維持壓力穩定。因此，直接使用增壓泵持續補充雜質氣體或維持壓力穩定是不可行的。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據的失真，從而導致保守的實驗結果。
實用新型內容
[0004]為了克服現有技術的不足，本實用新型提供一種用于高溫高壓實驗中微量雜質補充的實驗系統；通過高壓儲罐與穩壓減壓表配合，向運行中的高溫高壓反應釜中持續或間歇補充雜質氣體；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]為實現上述目的，本實用新型采用如下方案:
[0006]一種用于高溫高壓實驗中微量雜質補充的實驗系統，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]相對于現有技術，本實用新型具有如下優勢:
[0014]1、可穩定的向腐蝕反應系統中補充雜質氣體:在高壓儲罐中，預先打入高于實驗設定壓力的雜質氣體。通過調節穩壓減壓表輸出壓力，能夠維持壓力穩定。
[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定問題。解決了常規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補充的實驗系統。
【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補充的實驗系統，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由不銹鋼材質制成。高壓儲罐4的出氣口通過雜質氣體補充管線46與高溫高壓反應釜6進氣口連接，雜質氣體補充管線46上設有穩壓減壓表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氣體。調節穩壓減壓表461至實驗設定壓力，由雜質氣體補充管線46向高溫高壓反應爸6中穩定輸出氣體。
[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上設有排氣調節減壓表671。調節排氣調節減壓表671，緩慢排氣(I秒2?3個氣泡)，保證高溫高壓反應釜6中氣體循環，實現實驗過程中雜質氣體的補充。[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，保護環境。
[0025]混合氣體輸出管線12、增壓輸入管線24、雜質氣體補充管線46、液體輸入管線56、氣體排出管線67、凈化氣體排出管線8均由不銹鋼材質制成。
[0026]本實用新型裝置主要是用于高溫高壓實驗中微量雜質的補充，高壓儲罐中儲存的高于實驗設定壓力的混合雜質氣體，通過調節穩壓減壓表穩定輸出氣體，保證實驗過程中向高溫高壓反應釜中持續或間歇穩定的補充雜質氣體。實驗所需的微量水分，通過調節高壓液體計量泵，按需補充至實驗系統中。這樣，在高溫高壓實驗過程中雜質濃度降低后，能夠及時得到補充，維持整個實驗過程中雜質濃度的穩定，降低雜質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補充的實驗系統，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.根據權利要求1所述的用于高溫高壓實驗中微量雜質補充的實驗系統，其特征在于:混合氣體輸出管線上設有減壓表。
3.根據權利要求1或2所述的用于高溫高壓實驗中微量雜質補充的實驗系統，其特征在于:雜質氣體補充管線上設有穩壓減壓表。
4.根據權利要求1或2所述的用于高溫高壓實驗中微量雜質補充的實驗系統，其特征在于:氣體排出管線上設有排氣調節減壓表。
5.根據權利要求1或2所述的用于高溫高壓實驗中微量雜質補充的實驗系統，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.根據權利要 求1或2所述的用于高溫高壓實驗中微量雜質補充的實驗系統，其特征在于:混合氣體輸出管線、增壓輸入管線、雜質氣體補充管線、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制成。
7.根據權利要求1或2所述的用于高溫高壓實驗中微量雜質補充的實驗系統，其特征在于:高壓儲罐由不銹鋼材質制成。
【文檔編號】G01N17/00GK203658228SQ201320865316
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月25日 優先權日:2013年12月25日
【發明者】孫沖, 王勇, 孫建波, 張勇, 靳亞鵬, 蔣濤 申請人:中國石油大學(華東)