一种纳米乳液用多孔介质流动测量装置及测量方法制造方法及图纸

技术编号:12624758 阅读:105 留言:0更新日期:2015-12-31 18:09
本发明专利技术公开了一种纳米乳液用多孔介质流动测量装置,包括制样系统、进样系统和测量系统;制样系统包括第一进样泵、第一储水器、第二进样泵、第二储水器、第一中间容器、第二中间容器、第一搅拌室、第二搅拌室、第三进样泵、第四进样泵、第四储水器、第四中间容器、机械搅拌机、电磁加热搅拌器和磁子;进样系统包括第六进样泵、第六储水器、第六中间容器、第七中间容器、阀门一、阀门二、第五进样泵和多通阀;测量系统包括岩心夹持器、岩心、压力采集系统、压力表一、第八进样泵、第八储水器、压力表二、阀门三和计量容器。本发明专利技术还提供利用上述装置进行纳米乳液用多孔介质流动的测量方法。本发明专利技术提高了流动实验数据的再现性、准确性和可用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多孔介质中流体流动的测试
,尤其是。
技术介绍
纳米乳液是指两种不相溶的液体形成的胶体分散体系,液滴粒径尺寸范围一般在50?500nm之间。纳米乳液液滴尺寸小、粒径均一,与微乳液相比乳化剂用量大大降低;与普通乳液相比,纳米乳液又具有分散均匀和稳定性好的优势。纳米乳液可应用于药物、催化、食品、石油及化妆品等众多领域,具有非常好的应用前景。乳状液在多孔介质中流动时,由于其多相分散性,流动过程非常复杂,使得目前对乳状液的渗流规律认识还不完全清楚。特别是在稳定乳液研究方面,大部分还是针对于微米级乳状液的研究,而微米级的乳状液在很大程度上仍然是不稳定的,容易发生分层、聚结及絮凝等现象,故并不能保证研究用乳状液为稳定的乳状液。而纳米乳液由于其较小的粒径,具有很好的动力学稳定性,能够克服普通乳状液体系中的不稳定因素,可以得到稳定的体系。目前对于粒径较小的纳米乳液在多孔介质中流动的研究很少,因此对纳米乳液在多孔介质中流动的研究对现有乳液渗流机理的完善具有非常重要的参考和指导意义。由于纳米乳液含有纳米粒子的特殊性,纳米粒子的粒径与分布对纳米乳液在多孔介质中的流动规律起了至关重要的作用。但是由于目前纳米乳液粒径的热力学不稳定性容易造成纳米乳液的流动规律测量难以重复、难以再现,使得纳米乳液的应用受到很大限制。专利CN201310130666通过反相乳化方法制得了聚合物稳定的纳米乳液,其提供的方法是将乳化剂和水相逐滴加入,但是通过这种方式制备纳米乳液需要比较长的时间,而制备时间的延长也会导致纳米粒子的粒径和分布发生改变。此外,对制备的纳米乳液测量过程中进行的容器间的转移,会对纳米乳液颗粒产生剪切作用,外在的剪切应力对纳米乳液的粒径等性质同样存在很大的影响,会导致测量结果的不准确性和不可再现性,进而影响应用效果的评价。因此,需寻找一种能够在线的、精确的制备纳米乳液并有效减少测定误差的装置和方法,为完善乳液在多孔介质中流动规律评价提供技术支撑,具有十分现实的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服上述现有技术的不足,提供一种能够避免人为操作误差的,使纳米乳液在多孔介质中流动规律能重复再现的纳米乳液用多孔介质流动测量装置及测量方法。为实现上述目的,本专利技术采用下述技术方案:一种纳米乳液用多孔介质流动测量装置,包括制样系统、进样系统和测量系统;所述制样系统包括第一进样栗、第一储水器、第二进样栗、第二储水器、第一中间容器、第二中间容器、第一搅拌室、第二搅拌室、第三进样栗、第四进样栗、第四储水器、第四中间容器、机械搅拌机、电磁加热搅拌器和磁子。所述第一进样栗连接第一储水器,第一进样栗与第一中间容器相连通,第二进样栗连接第二储水器,第二进样栗与第二中间容器相连通;所述第一中间容器和第二中间容器同时与第一搅拌室相连通。所述第一搅拌室中设置机械搅拌电机,所述第一搅拌室与第二搅拌室相连通,所述第一搅拌室与第二搅拌室之间设置第三进样栗;所述第二搅拌室中设置搅拌磁子,所述第二搅拌室下方设置电磁加热搅拌器;所述第四进样栗连第四储水器,第四进样栗与第四中间容器相连通,第四中间容器与第二搅拌室相连通;所述进样系统包括第六进样栗、第六储水器、第六中间容器、第七中间容器、阀门一、阀门二、第五进样栗和多通阀。所述第六进样栗连接第六储水器,第六进样栗与第六中间容器和第七中间容器相连通,第六进样栗与第六中间容器之间设置阀门一,第六进样栗与第七中间容器之间设置阀门二,第六中间容器与第七中间容器通过多通阀与第二搅拌室相连,多通阀与第二搅拌室之间设置第五进样栗;所述测量系统包括岩心夹持器、岩心、压力采集系统、压力表一、第八进样栗、第八储水器、压力表二、阀门三和计量容器。所述岩心设置于岩心夹持器内,所述多通阀与岩心的一端相连通,岩心与多通阀之间设置压力采集系统和压力表一,所述岩心的另一端与计量容器相连接;所述第八进样栗连接第八储水器,第八进样栗与第八中间容器相连通,第八中间容器与岩心夹持器相连,所述第八中间容器与岩心夹持器之间设置阀门三和压力表二。优选的,所述第一进样栗、第二进样栗、第三进样栗、第四进样栗、第五进样栗、第六进样栗、第七进样栗的流速为0.01?9.99mL/min,压力为0_20MPa。优选的,所述机械搅拌电机的速率为100?5000转/min,所述电磁搅拌的速率为100?1000转/min,所述电磁搅拌的加热温度为20?200°C。优选的,所述压力采集系统的压力采集范围是0.001?lOMPa,压力表一量程为O-lOMPa,压力表二量程为O?20MPa。优选的,所述的一种纳米乳液用多孔介质流动测量装置,其装置的耐温范围为0-200。。。本专利技术是纳米乳液专用装置,用于对其在多孔介质中的流动行为进行测量。本装置可以有效解决目前多孔介质流动规律测量方法用于纳米乳液测量结果难以再现的问题。纳米乳液属于热力学不稳定体系,其粒径与静置时间有密切关系。静置时间过长会发生失稳现象,主要造成聚结和奥氏熟化现象,从而造成纳米乳液的不稳定和粒径分布不均一。纳米乳液在测量前进行混合和转移的过程中,也会有若干因素影响其粒径的大小,包括静置的时间,与不同材质的容器接触,转移过程的温度压力条件、转移的速度等。这些条件都可能带来粒子的变形、破裂,粒子之间的碰撞引起聚集等,造成粒径的改变,使得粒径分布不均匀,对其流动行为产生影响,使实验结果产生误差,造成实验的可重复性差、实验结果无法再现。因此本装置采用制样系统连接进样系统和测量系统,成为一个有机整体,使纳米乳液在制备之后能够在线的、连续的快速转移,减少静置时间,减少转移步骤,减小纳米乳液接触其他容器的几率,使纳米乳液的整个制样、进样过程中的实验条件和影响因素一致、统一,过程可控,减少人为干预,降低粒径改变的误差,减少影响因素,确保实验的单一性,使实验结果能够再现。纳米乳液在多孔介质中的流动性与粒径有关,而粒径又与纳米乳液的稳定性有关。反相乳化过程对搅拌的速率要求不高,但对水相的加入速率及用量十分敏感。因此通常采用先后逐滴加水相或油相的方法来制备,这样的优点在于可以控制纳米粒子粒径慢慢增大,但缺点是制备时间较长,变相的增加了影响粒径的不稳定因素,实验再现性差。本专利技术采用二次搅拌的方法,进行分步加水。先将部分水与油和乳化剂的混合物通过机械搅拌混合均匀,得到粗乳液,通过对油相、水相和乳化剂量的精确控制,水相的量远小于形成纳米乳液的用量,因此不需要考虑粗乳液中粒径的问题,之后再利用第二搅拌的电磁加热搅拌,通过逐滴加入水进行反相乳化,此时由于水的加入,乳化剂的质量分数下降,使得乳化剂的增溶油的能力下降,然而单相过饱和反而导致纳米粒子均匀成核,有利于形成分布狭窄、粒径均匀的粒子,通过精确控制乳液的粒径增长,避免粒径急剧增大,使乳液从油包水相到双连续相转变,当双连续相形成后,乳液变得稳定,继续添加水相不会影响粒径的大小,调整滴加速率,快速稀释,达到所需纳米乳液的浓度,比将乳化剂和水相先后滴加至油相中搅拌所需的时间更短,减少总体的制样时间,避免人工滴加溶剂快慢难以控制,减少不稳定因素,因此得到的纳米乳液粒径更均匀,重复性更好。本专利技术第一搅拌器采用机械搅拌。机械搅拌的力度大,混合效果好。由于是水相与油相通过表面活性剂本文档来自技高网
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一种纳米乳液用多孔介质流动测量装置及测量方法

【技术保护点】
一种纳米乳液用多孔介质流动测量装置,其特征是,包括制样系统、进样系统和测量系统;所述制样系统包括第一进样泵、第一储水器、第二进样泵、第二储水器、第一中间容器、第二中间容器、第一搅拌室、第二搅拌室、第三进样泵、第四进样泵、第四储水器、第四中间容器、机械搅拌机、电磁加热搅拌器和磁子;所述第一进样泵连接第一储水器,第一进样泵与第一中间容器相连通,第二进样泵连接第二储水器,第二进样泵与第二中间容器相连通;所述第一中间容器和第二中间容器同时与第一搅拌室相连通;所述第一搅拌室中设置机械搅拌电机,所述第一搅拌室与第二搅拌室相连通,所述第一搅拌室与第二搅拌室之间设置第三进样泵;所述第二搅拌室中设置搅拌磁子,所述第二搅拌室下方设置电磁加热搅拌器;所述第四进样泵连第四储水器,第四进样泵与第四中间容器相连通,第四中间容器与第二搅拌室相连通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:徐龙董明哲王步娥宫厚健李亚军桑茜朱腾
申请(专利权)人:中国石油大学华东
类型:发明
国别省市:山东;37

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