一種可視觀察氣體水合物生長的反應釜的製作方法

2023-11-11 11:00:01

本實用新型涉及氣體水合物生長動力學實驗裝置，具體涉及一種可視觀察氣體水合物生長的反應釜。

背景技術：

水合物是一種較為特殊的包絡化合物：主體分子即水分子之間以氫鍵相互結合形成的籠型空穴將客體分子包絡在其中所形成的非化學計量的化合物。客體分子一般是難容於水，大部分氣體水合物開始在水相與客體相的界面處形成薄而多孔的晶體膜。油氣輸送管道中同時含有水相和烷烴相，容易在油水的交界面處形成水合物薄膜，最終造成輸送管路的堵塞。由此可見研究水合物在氣水界面和油水界面的生長規律和形貌的性質對於研究水合物整體的形成動力學、水合物促進劑、抑制劑、防聚劑都有著重要的意義。微觀實驗研究一般是指通過顯微觀察研究水合物的生長動力學，主要針對水合物的成核、生長以及形貌變化進行研究。目前針對水合物微觀研究，主要是通過四氫呋喃或環戊烷在常壓下生成水合物然後研究其形態學的變化。其實驗結果與高壓下生成的甲烷水合物的形態學變化有著巨大的差別，與實際的情況不相符合。

技術實現要素：

針對以上的不足，本實用新型提供一種微觀觀察高壓反應釜中氣水界面和油水界面水合物生長形貌並可以測量其生長速度，以克服以往常壓實驗的不足。

本實用新型通過以下技術方案來實現：

一種可視觀察氣體水合物生長的反應釜，包括反應釜底座、藍寶石反應釜本體、反應釜蓋體，所述反應釜蓋體上安裝有上蓋，所述上蓋上安裝有進氣管線、進液管線和壓力傳感器，其特徵在於：所述反應釜底座中空，並設置有第一凸臺和第二凸臺，所述進液管線位於凸臺正上方並深入到反應釜內部，所述凸臺正下方安裝有溫度傳感器。

進一步地，所述進液管線與凸臺之間的距離為0-30mm。

進一步地，所述第一凸臺面水平，第二凸臺面遠離第一凸臺面的一端高於靠近第一凸臺的一端，存在傾斜角，所述傾斜角為0-15°。

進一步地，所述第一凸臺和第二凸臺表面塗有荷葉漆。

本實用新型的有益效果是：

（1）本實用新型結構簡單，操作方便，藍寶石反應釜本體透明且耐高壓，可以直接通過顯微鏡觀察界面處水合物生成過程中形態的變化規律，可以通過壓力的變化監測水合物生成過程的動力學變化。

（2）本實用新型反應釜的上蓋容易打開，便於將生成的水合物取出。

（3）本實用新型底座為中空，可以加入液氮迅速降低反應溫度，減少水合物顆粒取出過程的分解。

（4）本實用新型凸臺的表面塗有荷葉漆，增大了氣水的交界面，更加便於實驗觀察。

（5）本實用新型第二凸臺界面略微傾斜，可以保證第一凸臺上的液滴與第二凸臺上的液滴相接觸，便於研究油水界面水合物的生成過程的地形態學變化規律。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為本實用新型的軸測視圖。

圖中各個部件的名稱為：反應釜底座1、藍寶石反應釜本體2、反應釜蓋體3、進液管線4、壓力傳感器5、進液管線6、上蓋7、第一凸臺8、第二凸臺9、溫度傳感器10、溫度傳感器11、進氣管線12。

具體實施方式

下面結合附圖及具體的實施方式對本實用新型的內容做進一步的說明。

一種可視觀察氣體水合物生長的反應釜，包括反應釜底座1、藍寶石反應釜本體2、反應釜蓋體3，所述反應釜蓋體上安裝有上蓋7，所述上蓋上安裝有進氣管線12、進液管線6、進液管線4和壓力傳感器5，所述反應釜底座1中空，並設置有第一凸臺8和第二凸臺9，所述進液管線位於凸臺正上方並深入到反應釜內部，所述凸臺正下方安裝有溫度傳感器。所述進液管線4和進液管線6與凸臺之間的距離為0-30mm。所述第一凸臺8面水平，第二凸臺9面遠離第一凸臺面的一端高於靠近第一凸臺的一端，存在傾斜角，所述傾斜角為0-15°，所述第一凸臺8和第二凸臺9的表面均塗有荷葉漆。通過外界的顯微鏡透過透明的藍寶石反應釜本體可以清楚的觀察到界面水合物生長過程的形態變化，另外通過壓力傳感器11檢測反應釜內壓力的變化，從而計算出水合物的生長速度。

實施例1：

1、實驗前通過進氣管線12將反應釜內抽真空，然後通過近期管線12通入10MPa的純甲烷氣體。

2、通過進液管線4向第一凸臺8上滴入一滴純水，在凸檯面上形成一個水珠。

3、通過外界顯微鏡透過藍寶石反應釜本體觀察水合物在小水珠表面的生成情況，並通過壓力傳感器檢測水合物生成的動力學過程。

實施例2：

1、實驗前通過進氣管線12將反應釜內抽真空，然後通過近期管線12通入10MPa的純甲烷氣體。

2、通過進液管線4向第一凸臺8上滴入一滴正辛烷，在第一凸檯面上形成一個油珠，通過進液管線6向第二凸臺9滴入一滴純水，在第二凸檯面上形成一個水珠，由於第二凸臺面傾斜水珠會向油珠靠攏，最終接觸形成油水界面。

3、通過外界顯微鏡透過藍寶石反應釜本體觀察水合物在油水界面的生成情況，並通過壓力傳感器檢測水合物生成的動力學過程。

上面結合附圖對本實用新型作了詳細的說明，但本實用新型不限於上述的實施方式，在本領域內普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以對其作出種種變化，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的權利要求範圍之內。