[實用新型]一種天然氣水合物合成反應釜

有效

• 申請號: 201721454513.5
• 申請日: 2017-11-03
• 公開（公告）號: CN207446203U
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 樊栓獅;李璐伶;李海濤;趙金洲;魏納;孫萬通
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: B01J10/00
• 分類號: B01J10/00;B01J19/18;C10L3/10
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本實用新型公開了一種天然氣水合物合成反應釜，主要由筒體8、上平蓋封頭9、下平蓋封頭10、溫度傳感器12、壓力傳感器13、攪拌棒6組成，筒體8和上平蓋封頭9、下平蓋封頭10固定組合為反應釜釜體，上平蓋封頭有氣體出入口2、溫度傳感器12、壓力傳感器13，下平蓋封頭10有液體出口5，筒體8側壁有液體入口4；釜體內有攪拌棒6及槳葉7，攪拌棒內部有中空通道14，攪拌棒中上部水平分布著4～8個進氣口20，槳葉7也為中空結構，并與攪拌桿的中空通道相連通，在槳葉的背液面分布著直徑不等的氣孔18。本實用新型原理可靠，操作簡便，能有效提高水合反應過程的氣液接觸面積，提高水合反應效率，也可廣泛用于化工、石油天然氣工業等相關領域。

技術領域

本實用新型涉及一種天然氣水合物合成反應釜，屬于新能源開采領域。

背景技術

天然氣水合物是天然氣與水在低溫、高壓條件下形成的類冰狀的非化學計量籠型結晶物質，由于其在常溫、常壓下，點火可燃，也稱為“可燃冰”。目前，各國科學家對全球天然氣水合物的資源量較為一致的結論為2×10¹⁶m³，其有機碳約占全球有機碳的53.3%，而煤、石油、天然氣三者之和才僅占到26.6%。因此，天然氣水合物被認為是21世紀最重要的潛在能源，在面臨能源危機的今天，具有巨大的吸引力。

自然界中，天然氣水合物主要分布在海底松散沉積物、多年凍土區沉積物或裂縫中。為了科學、合理地開發利用水合物，須通過大量的實驗了解沉積物中水合物的物理化學特性、成藏機理等，并在此基礎上進行相關的實驗模擬。然而目前天然氣水合物開采技術還不成熟，開采到的天然水合物遠不能滿足實驗過程的需求，因此不得不利用人工合成的天然氣水合物進行相關實驗。在高壓、低溫反應釜內，加入一定量的水與砂，再通入天然氣，通過攪拌，形成多相流流體，經過一定的時間即可生成人工合成水合物。

由于砂為固體，為了生成與天然的水合物結構類似的人工水合物，需要可提高多相流混合程度的反應釜。同時，由于水合反應時間較長，為了縮短水合物制備時間，大容量的反應釜是未來發展的趨勢。然而，反應釜的容量越大，均勻混合的難度越大。專利CN204522949U、CN204933407U、CN106010698A 以及CN106268520A等均設計并提出了適用于人工天然氣水合物合成的反應釜，同時，專利CN204522949U還通過在反應釜底加入鼓泡器，提高釜內多相流體間的混合程度，增加了氣液接觸面積，縮短了氣體溶解的時間。然而，上述水合物反應釜相關技術大多是針對促進加氣過程氣液接觸效率而提出的。由于水合物往往是在氣液界面處開始生成的，隨著水合反應的進行，極易形成一定厚度的水合物膜，阻止水合反應的進一步進行。如何提高水合反應過程中的氣液接觸面積，避免水合物膜的形成，是解決水合反應速率緩慢的關鍵所在，尤其是針對大容積的反應釜尤為重要。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種天然氣水合物合成反應釜，該反應釜原理可靠，操作簡便，能有效提高水合反應過程的氣液接觸面積，提高水合反應效率，保證了水合反應順利、高效進行，既可用于天然氣水合物的合成，也可廣泛用于化工、石油天然氣工業等相關領域，具有廣闊的市場前景。

為達到以上技術目的，本實用新型提供以下技術方案。

本實用新型天然氣水合物合成反應釜，包括筒體、上下平蓋封頭和攪拌棒。上平蓋封頭上有氣體出入口與溫度、壓力傳感器，溫度、壓力傳感器可以獲取反應釜的溫度、壓力，進而實現對天然氣水合物合成效率的調控；下平蓋封頭上有液體出口，液體入口在筒體壁；攪拌棒為中空結構，中空通道上開孔于攪拌棒的中上部，下開口于槳葉的背液面，利用攪拌過程中槳葉附近形成的負壓，使氣體由攪拌棒中上部的進氣口進入，通過中空通道，再由槳葉上的氣孔噴出，實現氣體在氣液相之間的循環，提高了攪拌效率，避免了水合物膜的形成，解決了水合反應過程中氣液接觸面積較小、水合反應速率較慢的問題。