一种用于研究低温高压下的固体形成动力学的装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于研究低温高压下的固体形成动力学的装置及系统，所述装置包括反应釜，所述反应釜的内部设置测量池，所述测量池的底部上表面设置铜指冷和搅拌棒；所述测量池的底部整体为活塞，所述活塞的内部设置铜块和真空低温步进电机，所述铜指冷通过螺纹柱连接到铜块；所述反应釜的侧壁和铜块上均设置液氮通道和加热电阻；本发明专利技术提供的装置可以创建稳定的低温环境，为固体颗粒聚集创造了条件，配备有温度及压力的实时监测系统和取样系统，因而能够实现低温高压下固体形成动力学的测量及观察。量及观察。量及观察。

【技术实现步骤摘要】
一种用于研究低温高压下的固体形成动力学的装置及系统


[0001]本专利技术涉及固体形成动力学领域，具体涉及一种用于研究低温高压下的固体形成动力学的装置及系统。

技术介绍

[0002]PLNG(带压液化天然气)技术的提出，为液化工艺提供了新方案。PLNG技术与传统LNG技术相比，在较高的压力下储存运输，其对应的液化温度明显提高，减少了所需的冷量及换热面积，从而降低能耗并简化液化系统。同时，较高的温度使得CO2等杂质在天然气中的溶解度大大增加，使得预处理装置的简化成为可能。液化系统和预处理装置的简化，将大大减少整个装置的设备投资和占地面积，使整个液化流程的能耗大大降低，经济性大大提高。因此，要研究在PLNG温区中CO2等杂质在液化天然气中的溶解度和相变化规律，需要构建低温环境，模拟液化流程进行实验。
[0003]专利技术人发现，现有研究固体形成动力学的装置中，体积较大的反应釜相对来说功能较为单一如不带有可视化窗口等；功能齐全的反应釜体积较小，不能连续进行需要进行取样的实验，实验程序较为繁琐，因此，现有的研究固体形成动力学的装置均不能同时满足功能全面和实验程序简单的要求。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种用于研究低温高压下的固体形成动力学的装置及系统，能够全面地进行研究液化天然气过程中的杂质固体形成动力学的实验，同时也能达到简化实验程序的目的。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]在本专利技术的第一方面，提供了一种用于研究低温高压下的固体形成动力学的装置，包括反应釜，所述反应釜的上部设置测量池，所述测量池的底部上表面设置铜指冷和搅拌棒；所述测量池的底部整体为活塞，所述活塞的内部设置铜块和真空低温步进电机，所述铜指冷通过螺纹柱连接到铜块；所述反应釜的侧壁和铜块上均设置液氮通道和加热电阻。
[0007]在本专利技术的一些实施方式中，所述反应釜的上部设置带蓝宝石窗口的顶盖，蓝宝石窗口处设有吹扫口。
[0008]在本专利技术的一些实施方式中，所述反应釜上设置液压油进口、抽真空口以及样品进口。
[0009]在本专利技术的一些实施方式中，所述反应釜上还设置取气样口和取液样口，其中，取气样口与抽真空口为同一管口，取液样口与样品进口为同一管口。
[0010]在本专利技术的一些实施方式中，所述铜冷指的上表面与测量池的内部基底表面齐平，位于显微镜视场的中心。
[0011]在本专利技术的一些实施方式中，所述搅拌棒为十字形铷磁铁搅拌棒，位于测量池底部的一个偏心凹槽处，与铜冷指处于不同的位置。
[0012]在本专利技术的一些实施方式中，所述搅拌棒与位于釜底下方的磁铁磁力耦合，所述磁铁放置在由真空低温步进电机的旋转轴内。
[0013]在本专利技术的第二方面，一种用于研究低温高压下的固体形成动力学的系统，包括第一方面所述的装置，反应釜设置在真空箱内，所述反应釜的外侧壁和铜块上均设置温度传感器，温度传感器与控温仪相连。
[0014]在本专利技术的一些实施方式中，反应釜上的样品进口与气瓶和溶液注入泵相连，反应釜上的液压油进口与恒速恒压泵相连，取样管道上设置压力传感器，压力传感器与压力仪表相连。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，反应釜上的液氮通道与液氮瓶相连。
[0016]本专利技术一个或多个技术方案具有以下有益效果：
[0017]1、本专利技术通过安装可视化窗口，能够直观地观察实验过程并作出判断，如进行固液相平衡实验时可以通过观察有无固体生成来判断溶液是否饱和；同时结合显微镜，可以进行微观观察。
[0018]2、本专利技术将反应釜的体积增加至300mL，大大减少取样时对系统的扰动，可以连续进行实验或进行多次取样，同时具有气相和液相取样口，可以同时进行取样，满足多种取样要求。
[0019]3、本专利技术将反应釜底部设计为活塞结构，通过液压油进行驱动，即可以按照需求进行反应釜体积的调整，或者用于微调反应釜内的压力。
[0020]4、本专利技术通过在反应釜上构建两个独立的温控系统，能够控制铜冷指的温度略低于反应釜，铜冷指提供了一个过冷的位置，在空间上约束固体形成的可能位置，为固体的聚集提供条件以便获得更好的观察效果；铜冷指的上表面与测量池的内部基底表面齐平，位于显微镜视场的中心，便于观察。
[0021]5、本专利技术的反应釜采用TC
‑
4钛合金材质，承压能力达到20MPa，同时安装有爆破片、安全阀，真空箱耐压为5MPa，真空箱的密封部分采用耐低温的弹性蓄能圈，真空箱底部采用耐低温耐高压的高压密封引线接头和对接式航空插头，大大提高了实验设备的安全性。
[0022]6、本专利技术可以创建稳定的低温环境，模拟天然气液化过程，为固体颗粒聚集创造了条件，配备有温度及压力的实时监测系统和取样系统，因而能够实现低温高压下固体形成动力学的测量及观察。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的实施例1中固体形成动力学的装置的结构示意图；
[0024]图2为本专利技术的实施例2中固体形成动力学的系统的结构示意图；。
[0025]图中：1、反应釜；2、测量池；3、顶盖；4、活塞；5、铜块；6、真空低温步进电机；7、铜冷指；8、第一液氮通道；9、第一加热电阻；10、第二液氮通道；11、第二加热电阻；12、第一温度传感器；13、第二温度传感器；14、第三温度传感器；15、第四温度传感器；16、第五温度传感器；17、第六温度传感器；18、液压油进口；19、抽真空口；20、样品进口；21、偏心凹槽。
具体实施方式
[0026]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0027]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0028]为了方便叙述，本专利技术中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0029]实施例1
[0030]本专利技术的一种典型的实施方式中，提出一种用于研究低温高压下的固体形成动力学的装置，如图1所示，包括反应釜1，反应釜1采用TC
‑
4钛合金制成，承压能力可达20MPa，反应釜整体为圆筒形状，内部的圆柱形腔体为测量池2，反应釜的上部设置带蓝宝石窗口的顶盖3，蓝宝石窗口能够观察测量池内的高压流体，蓝宝石窗口处设有吹扫口，吹扫口与干氮气瓶相连，使用连续的干氮气吹扫其表面来防止外窗上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于研究低温高压下的固体形成动力学的装置，其特征在于，包括反应釜，所述反应釜的上部设置测量池，所述测量池的底部上表面设置铜指冷和搅拌棒；所述测量池的底部整体为活塞，所述活塞的内部设置铜块和真空低温步进电机，所述铜指冷通过螺纹柱连接到铜块；所述反应釜的侧壁和铜块上均设置液氮通道和加热电阻。2.如权利要求1所述的用于研究低温高压下的固体形成动力学的装置，其特征在于，所述反应釜的上部设置带蓝宝石窗口的顶盖，蓝宝石窗口处设有吹扫口。3.如权利要求1所述的用于研究低温高压下的固体形成动力学的装置，其特征在于，所述反应釜上设置液压油进口、抽真空口以及样品进口。4.如权利要求1所述的用于研究低温高压下的固体形成动力学的装置，其特征在于，所述反应釜上还设置取气样口和取液样口，其中，取气样口与抽真空口为同一管口，取液样口与样品进口为同一管口。5.如权利要求1所述的用于研究低温高压下的固体形成动力学的装置，其特征在于，所述铜冷指的上表面与测量池的内部基底表面齐平，位于显微镜视场的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建鲁，李玉星，韩辉，李子禾，胡其会，王武昌，刘翠伟，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：