[发明专利]间歇开放式原油裂解装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种裂解装置，具体是指一种对原油进行裂解实验的间歇开放式原油裂解 装置。

背景技术

地层中的有机质在地热作用下，首先生成原油，如温度进一步升高，则原油将发生裂 解而生成天然气。原油生成天然气的过程中，由于气体压力的不断的增大，气体可通过岩 石的空隙或裂隙连续的或间歇性的向外排出，而未裂解的原油则在原地继续裂解过程。在 油气地球化学研究中，需要用实验方法研究原油的裂解过程。

现有的人工模拟实验与天然地质条件有很大不同。在地质条件下，原油经历的是低温 (小于200℃)、长时间(数百万年至数亿年)的缓慢过程，在这种低温条件下，原油可以 保持液体状态而在原地持续裂解过程；但在人工模拟条件下，时间不能太长(一般为2-20 天)，为弥补时间的不足就必须提高反应温度，因而常用的温度是300-700℃。在这样高的 温度下，原油在未裂解前即已汽化，如不封闭反应容器，汽化的原油将逸出从而使裂解过 程停止。由于上述原因，目前国内外都是采用封闭式容器进行原油裂解实验，即等待反应 结束后再打开容器取出气体，但这种方法显然不符合地质条件下裂解生成的气体呈连续或 间歇性排出的规律。

发明内容

本发明的目的在于提供一种尽可能模拟自然地质条件下的原油裂解过程的间歇开放式 原油裂解实验装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：间歇开放式原油裂解实验装置，包 括高压容器，设在高压容器中的支撑柱，设在高压容器和支撑柱之间的黄金套。所述的支 撑柱的外表面和黄金套的内面形成密封的天然气反应室，所述的高压容器的内表面和黄金 套的外面形成密封的高压室。所述的支撑柱上设有连通天然气反应室的排气口，排气口上 连通有排气管道，排气管道的另一端经天然气收集阀连接有天然气收集瓶。所述的排气口 上设有可控制排气口打开或关闭的活动阀针。所述的高压容器上设有连通高压室的进液口， 进液口上连通有进液管道，进液管道与高压液体连通。所述的高压容器外设有加热器和液 氮喷嘴。所述的高压容器上设有热电偶，热电偶连接有可控制加热器和液氮喷嘴工作状态 的温度控制器。

本发明在使用时，将待反应的原油样品装载到天然气反应室中，活动阀针封闭排气口， 高压液体经进液管道进入高压室中，由于黄金的柔软特性，黄金套在外部高压液体的挤压 下产生变形，紧贴支撑柱，并对原油样品施加压力，对原油样品施加压力的可真实地模拟 地质条件。启动加热器，使天然气反应室中的原油样品受热发生裂解产生气体。裂解完成 后，关闭加热器，使高压液体排出，液氮喷嘴喷出液氮对高压容器实行冷却，再打开封闭 在排气口上的活动阀针，裂解产生的气体经排气口和排气管道进入到天然气收集瓶内，而 剩余未裂解的原油因冷冻作用仍留在天然气反应室中以进行下一次的裂解。热电偶可测量 高压容器的温度，温度控制器控制加热器和液氮喷嘴工作状态以实行对高压容器的加热和 冷却。

由于采用了上述的结构，本发明具有下述的优点：

1.可以研究原油在不同温度阶段产生的天然气的数量、成分等。

2.由于反应在压力环境下进行，较为真实的模拟了自然地质条件。

3.反应容器用纯金或镀金的器件，利用金的化学反应惰性，避免了其他金属可能对油 裂解的催化作用。其中纯金的黄金套12在反应结束后可融化重新制作，仅需支付少 量的加工费，因而实验成本不高。

4.本发明的实验过程易于采用电脑程序控制，极大的提高了实验效率及实验精度，降 低了人工消耗。

附图说明

图1是间歇开放式原油裂解实验装置的剖视图。

图中：高压容器1、支撑柱2、黄金套3、天然气反应室4、高压室5、排气口6、排气 管道7、天然气收集瓶8、活动阀针9、进液口10、进液管道11、加热器12、液氮喷嘴13、 热电偶14、温度控制器15、凸台16、裙边17、定位筒18、支撑架19、限位台20、活动压 环21、中空部22、活动阀针孔23、黄金密封垫24、黄金密封圈25、石墨密封圈26、高压 阀27、排水阀28、气动活塞杆29、弹簧30、油压机活塞杆31、石棉隔热垫32、真空阀33、 天然气收集阀34、液氮阀35。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。