用于高温高压实验中微量杂质补充的实验系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于高温高压实验中微量杂质补充的实验系统，该实验系统包括混合气瓶、增压泵、空压机、高压储罐、高压液体计量泵、高温高压反应釜、碱液吸收池；混合气瓶通过混合气体输出管线与增压泵的进气口连接；空压机通过动力输入管线与增压泵的动力输入口连接，增压泵通过增压输入管线连接高压储罐的进气口；高压储罐的出气口通过杂质气体补充管线与高温高压反应釜进气口连接；高压液体计量泵通过液体输入管线与高温高压反应釜液体入口连接；高温高压反应釜出气口通过气体排出管线与碱液吸收池进气口连接，碱液吸收池出气口与净化气体排出管线连接。本实用新型可稳定的向腐蚀反应系统中补充杂质气体：避免压力不稳定问题。
【专利说明】用于高温高压实验中微量杂质补充的实验系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于腐蚀实验装置领域，具体地，涉及一种用于高温高压实验中微量杂质补充的实验系统，用于高温和高压实验过程中，可持续或间歇补充微量的气体和微量的水分。
【背景技术】
[0002]碳捕集与封存(Carbon Capture and Storage,简称CCS)技术是极具潜力的一项减缓温室气体排放的前沿技术。此技术是将捕集的CO2注入油气井提高油气采收率(CO2-EOR),在美国已经应用了 30多年，而国内中国石油和中国石化在多个油气田开展了利用CO2提高油田采收率的先导性实验，均取得了良好的效果。CO2输送作为CO2从捕集地到存储地的中间枢纽，是碳封存的关键技术之一。中远距离大规模输送CO2 —般是将CO2分离并压缩至超临界状态(CO2的临界点:31.06°C, 7.38MPa)后利用管道输送，是最经济、有效的方法。然而，超临界0)2输送管道的内腐蚀问题是制约CCS发展和应用的关键因素之一。在超临界CO2腐蚀环境中，CO2是主体，其中的微量水、02、S0x、N0x等杂质则是诱发管道腐蚀的主要因素。
[0003]目前，室内模拟超临界0)2输送管道腐蚀实验一般都在高温高压反应釜中进行。由于超临界CO2气体中含有的h2o、o2、sox、nox等杂质的浓度非常低，实验过程中，水分和杂质气体不断消耗，必然引起浓度降低或消耗殆�。苣讶范ㄕ飧鱿墓痰某ざ�。从目前的研究报道来看，无论实验周期长短，由于微量杂质补充比较困难，人们往往忽略杂质浓度的变化对腐蚀的影响，默认在整个实验周期内浓度不发生变化，因此，获得的实验结果的准确性值得商榷，尤其是长周期实验，到腐蚀后期，杂质浓度降低，必然引起腐蚀速率的失真。特别地，水是影响腐蚀的关键因素，当水含量降低，甚至消耗殆尽后，缺乏足够水分，腐蚀反应将停止，严重影响腐蚀实验结果。由于超临界CO2输送管道处于一种高压的腐蚀环境，室内模拟实验过程中要达到这种超临界状态，往往需要用增压泵将气体增加至高温高压反应釜中。但是，采用增压泵增压是一个持续增压的过程，达到设定压力值后，无法维持压力稳定。因此，直接使用增压泵持续补充杂质气体或维持压力稳定是不可行的。另外，需在高温高压实验开始前，预先将水加入高温高压反应釜中，在实验进行过程中，不能拆卸高温高压反应釜，因此，整个实验过程中无法向反应釜中补充水分。以上这些因素可能最终导致实验数据的失真，从而导致保守的实验结果。
实用新型内容
[0004]为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种用于高温高压实验中微量杂质补充的实验系统；通过高压储罐与稳压减压表配合，向运行中的高温高压反应釜中持续或间歇补充杂质气体；通过高压液体计量泵，向运行中的高温高压反应釜中补充微量的水分。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用如下方案:
[0006]一种用于高温高压实验中微量杂质补充的实验系统，包括:混合气瓶、增压泵、空压机、高压储罐、高压液体计量泵、高温高压反应釜、碱液吸收池；
[0007]混合气瓶通过混合气体输出管线与增压泵的进气口连接；
[0008]空压机通过动力输入管线与增压泵的动力输入口连接，增压泵通过增压输入管线连接高压储罐的进气口；
[0009]高压储罐的出气口通过杂质气体补充管线与高温高压反应釜进气口连接；
[0010]高压液体计量泵通过液体输入管线与高温高压反应釜液体入口连接；
[0011]高温高压反应釜出气口通过气体排出管线与碱液吸收池进气口连接，
[0012]碱液吸收池出气口与净化气体排出管线连接。
[0013]相对于现有技术，本实用新型具有如下优势:
[0014]1、可稳定的向腐蚀反应系统中补充杂质气体:在高压储罐中，预先打入高于实验设定压力的杂质气体。通过调节稳压减压表输出压力，能够维持压力稳定。
[0015]2、有效避免由增压泵直接向高温高压反应釜中增压导致的压力不稳定问题。解决了常规高温高压反应釜在实验过程中，无法补充微量水分的问题。
[0016]3、该实验系统操作方便，对于长短周期腐蚀实验均适用，对腐蚀反应体系不产生影响，能够有效的提高实验结果的准确性。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是用于高温高压实验中微量杂质补充的实验系统。
【具体实施方式】
[0018]如图1所示，用于高温高压实验中微量杂质补充的实验系统，包括:混合气瓶1、增压泵2、空压机3、高压储罐4、高压液体计量泵5、高温高压反应釜6、碱液吸收池7。
[0019]混合气瓶I中装有实验用含微量杂质的混合气体，混合气瓶I通过混合气体输出管线12与增压泵2的进气口连接，混合气瓶I通过混合气体输出管线12向增压泵2进气口提供杂质气体；混合气体输出管线12上设有减压表121，减压表121控制混合气瓶I的出气压力。
[0020]空压机3通过动力输入管线23与增压泵2的动力输入口连接，空压机3向增加泵2提供驱动力。
[0021 ] 增压泵2通过增压输入管线24连接高压储罐4的进气口，增压泵2应具有良好的耐酸腐蚀性和密封性，高压储罐4由不锈钢材质制成。高压储罐4的出气口通过杂质气体补充管线46与高温高压反应釜6进气口连接，杂质气体补充管线46上设有稳压减压表461。高压储罐4中装有增加泵2压入的高于实验设定压力的混合杂质气体。调节稳压减压表461至实验设定压力，由杂质气体补充管线46向高温高压反应爸6中稳定输出气体。
[0022]高压液体计量泵5通过液体输入管线56与高温高压反应釜6液体入口连接。液体输入管线56末端应加工成锥形，在锥形尖端涂一层蜡，保证液滴大小稳定。通过计量液体输入的时间控制液体输入量。
[0023]高温高压反应釜6出气口通过气体排出管线67与碱液吸收池7进气口连接，气体排出管线67上设有排气调节减压表671。调节排气调节减压表671，缓慢排气(I秒2?3个气泡)，保证高温高压反应釜6中气体循环，实现实验过程中杂质气体的补充。[0024]碱液吸收池7出气口与净化气体排出管线8连接，净化气体排出管线8排出净化后的气体，保护环境。
[0025]混合气体输出管线12、增压输入管线24、杂质气体补充管线46、液体输入管线56、气体排出管线67、净化气体排出管线8均由不锈钢材质制成。
[0026]本实用新型装置主要是用于高温高压实验中微量杂质的补充，高压储罐中储存的高于实验设定压力的混合杂质气体，通过调节稳压减压表稳定输出气体，保证实验过程中向高温高压反应釜中持续或间歇稳定的补充杂质气体。实验所需的微量水分，通过调节高压液体计量泵，按需补充至实验系统中。这样，在高温高压实验过程中杂质浓度降低后，能够及时得到补充，维持整个实验过程中杂质浓度的稳定，降低杂质浓度变化对腐蚀过程的影响，确保实验结果的准确性。
【权利要求】
1.一种用于高温高压实验中微量杂质补充的实验系统，包括:混合气瓶、增压泵、空压机、高压储罐、高压液体计量泵、高温高压反应釜、碱液吸收池；其特征在于: 混合气瓶通过混合气体输出管线与增压泵的进气口连接； 空压机通过动力输入管线与增压泵的动力输入口连接，增压泵通过增压输入管线连接闻压储--的进气口 ； 高压储罐的出气口通过杂质气体补充管线与高温高压反应釜进气口连接； 高压液体计量泵通过液体输入管线与高温高压反应釜液体入口连接； 高温高压反应釜出气口通过气体排出管线与碱液吸收池进气口连接， 碱液吸收池出气口与净化气体排出管线连接。
2.根据权利要求1所述的用于高温高压实验中微量杂质补充的实验系统，其特征在于:混合气体输出管线上设有减压表。
3.根据权利要求1或2所述的用于高温高压实验中微量杂质补充的实验系统，其特征在于:杂质气体补充管线上设有稳压减压表。
4.根据权利要求1或2所述的用于高温高压实验中微量杂质补充的实验系统，其特征在于:气体排出管线上设有排气调节减压表。
5.根据权利要求1或2所述的用于高温高压实验中微量杂质补充的实验系统，其特征在于:液体输入管线末端应加工成锥形，在锥形尖端涂一层蜡。
6.根据权利要 求1或2所述的用于高温高压实验中微量杂质补充的实验系统，其特征在于:混合气体输出管线、增压输入管线、杂质气体补充管线、液体输入管线、气体排出管线、净化气体排出管线均由不锈钢材质制成。
7.根据权利要求1或2所述的用于高温高压实验中微量杂质补充的实验系统，其特征在于:高压储罐由不锈钢材质制成。
【文档编号】G01N17/00GK203658228SQ201320865316
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年12月25日 优先权日:2013年12月25日
【发明者】孙冲, 王勇, 孙建波, 张勇, 靳亚鹏, 蒋涛 申请人:中国石油大学(华东)
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