[发明专利]一种实现气液固三相分离的气体水合物反应器及方法

权利要求书

1.一种实现气液固三相分离的气体水合物反应器，其特征在于，包括外部设有保温夹套（1）且内部设有微孔活塞（7）的反应器（4）、设在所述反应器（4）上下两方的液压系统（27、26），所述上下两方的液压系统（27、26）分别通过液压系统连杆（31、29）跟反应器（4）连接，通过连杆（9、8）跟反应器（4）内部设有的微孔活塞（7）连接。

2.根据权利要求1所述的实现气液固三相分离的气体水合物反应器，其特征在于，所述反应器(4)顶部设有上盖(5)、底部设有下盖(6)、侧下部设有排液口(23)；所述上盖(5)设有进液口(14)、排气口(19)、压力表(18)、安全阀(17)和上盖孔洞(30)，所述下盖(6)设有下盖孔洞(28)、进气口(10)。

3.根据权利要求2所述的实现气液固三相分离的气体水合物反应器，其特征在于，所述进液口(14)跟外部的设有液体阀(16)的液体管道(15)连通，所述排气口(19)跟外部的设有截止阀(22)和气液分离器(21)的排气管道(20)连通；所述进气口(10)内安装有微气泡发生器(11)，所述进气口(10)跟外部的安装有气体阀(13)的进气管道(12)连通；所述排液口(23)跟外部的安装有液体阀(25)的排液管(24)连通。

4.根据权利要求1所述的实现气液固三相分离的气体水合物反应器，其特征在于，所述设在反应器(4)外部的保温夹套(1)的底部设有冷却液进口(2)，顶部设有冷却液出口(3)。

5.根据权利要求1所述的实现气液固三相分离的气体水合物反应器，其特征在于，所述微孔活塞(7)四周与反应器(4)内壁紧密接触，微孔活塞(7)的上下两端分别通过上盖孔洞(30)、下盖孔洞(28)与贯穿反应器(4)上下盖的连杆（9、8）连接。

6.根据权利要求1所述的实现气液固三相分离的气体水合物反应器，其特征在于，所述微孔活塞（7）为烧结微孔板，微孔孔径在100～500μm之间。

7.根据权利要求1所述的实现气液固三相分离的气体水合物反应器，其特征在于，所述反应器（4）顶部设有的上盖（5）与反应器（4）为法兰连接，所述反应器（4）底部设有的下盖(6)与反应器（4）为法兰连接。

8.一种应用权利要求1～6中任一权利要求所述装置实现水合物气、液、固三相分离的方法，其特征在于，反应气体与反应溶液分别进入反应器后，在反应器内反应生成气体水合物，之后利用设在反应器内部的活塞挤压来分离水合物与剩余未反应的反应气体与反应溶液，所述微孔活塞能让反应器的反应气体和反应溶液通过，却不能让生成的固态气体水合物通过。

9.根据权利要求8所述的实现水合物气、液、固三相分离的方法，其特征在于当生成的气体水合物比反应溶液轻，则将微孔活塞置于反应器下盖处，反应溶液由进液口注入到水合物反应器内，反应气体通过微气泡发生器通入反应器内，反应气体和反应溶液在低温和高压环境下生成水合物，待水合物生成完毕，通过液压系统驱动微孔活塞自反应器下盖向反应器上盖移动，未反应的反应气体和反应溶液则保留在微孔活塞和反应器下盖之间，水合物移动至微孔活塞和上盖之间，打开排气口，未反应的反应气体经过排气管道排出，经气液分离器分离，打开排液口，未反应的反应溶液经过排液管排出，然后打开上盖取出水合物；当生成的水合物比反应溶液重，则将微孔活塞置于反应器上盖处，然后待反应气体和反应溶液在低温和高压环境下生成水合物后，通过液压系统驱动微孔活塞自反应器上盖向反应器下盖移动，未反应的反应气体和反应溶液保留在微孔活塞和反应器上盖之间，水合物移动至微孔活塞和下盖之间，打开排气口，未反应的反应气体经过排气管道排出，经气液分离器分离，打开排液口，未反应的反应溶液经过排液管排出，然后打开下盖取出水合物。

10.根据权利要求9所述的实现水合物气、液、固三相分离的方法，其特征在于所述反应气体选自CH₄、H₂、CO₂、N₂、O₂、SO₂，所述反应溶液选自水或添加了下述一种或几种复合添加剂：环戊烷、甲基环己烷、四氢吡咯、四氢呋喃、丙酮、1，4-二氧杂环乙烷、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、四丁基溴化铵、四丁基氟化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵。