[发明专利]高温高压原油裂解成气模拟实验装置及方法

说明书

本发明公开了高温高压原油裂解成气模拟实验装置及方法，包括高温高压反应釜，所述高温高压反应釜底端入口连接入口管线，高温高压反应釜顶端出口连接出口管线，所述高温高压反应釜包括釜体以及设置在釜体内部的吸油材料层。所述吸油材料层至少设置一层。所述吸油材料层的材质为具有亲油性的金属多孔材料，金属多孔材料通过烧结或焊接方法设置在釜体内腔内壁。本发明用于模拟原油在地下压力条件下的高温裂解成气过程，可防止取气时高压釜内的原油流出，可对同一原油样品进行连续的裂解成气模拟实验，并可模拟地下的半封闭‑半开放条件下的原油裂解成气过程。

技术领域

本发明涉及石油地质模拟实验装置，具体地说是高温高压原油裂解成气模拟实验装置及方法。

背景技术

原油裂解成气是地下天然气的一种重要成因，在实验室内进行高温高压条件下裂解模拟实验是研究原油裂解成气机理及指导原油裂解气勘探的一种重要手段。目前，模拟实验装置主要的工作方式为：将原油放置入高压釜，或将原油封入黄金管再装入高压釜，关闭出口阀门。以流体(水、氦气等)介质给原油或黄金管施加压力，一个实验结束后，打开高压釜出口阀门收集生成的气体或取出并刺破黄金管收集气体。在打开阀门或刺破黄金管收集气体时，由于压力的快速释放，会导致原油的流出，因此无法利用该样品进行更高演化程度的定量裂解实验；另外，在整个加热模拟反应过程中，系统是封闭的，无法模拟地下条件下的半封闭-半开放条件。针对上述问题，设计了本模拟实验装置。

金属多孔材料以及烧结技术均为现有技术。

申请号：201610894797.3，公开日2017-05-10公开了一种金属多孔材料及其制备方法，该制备方法包括：(1)将钛粉末和硼粉末混合均匀，利用3D打印金属激光烧结技术在2800～3200℃下将混合金属粉末打印成所需形状的材料；(2)将步骤(1)中具有特定形状材料加热至2500～2700℃，使未完全反应的硼和钛液化，流出所述特定形状材料外，即得到所需形状的金属多孔材料。本发明采用3D打印激光金属烧结技术可以直接打印成零件形状，不需要二次加工；加工零件形状建模更容易，柔性更强；3D打印设备科提供两种粉末化学反应所需要的能量。设置合适的3D打印加工参数，将硼粉末和钛粉末打印成型，得到的金属多孔材料的硬度和熔点较高，孔径大小为3～100μm。

Feng等于2004年在文章“A Super-hydrophobic and super-oleophilic coatingmesh film for the separation of oil and water”(期刊名为“Angew.Chem.Int.Ed.”)阐述到：将PTFE乳液喷涂于不锈钢网上，并于350℃干燥箱中处理约30min，膜表面呈现超疏水/超亲油特性。

Feng等于2004年还在文章：“A superhydrophobic and superoleophiliccoating mesh film for the separation of oil and water”(期刊名称：“AngewandteChemie International Edition”)提到：将PTFE、黏结剂聚乙酸乙烯酯(PVAc)、分散剂聚乙烯醇(PVA)、表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDBS)和水通过搅拌形成混合乳液,然后将乳液喷涂于不锈钢网上,经过高温处理,形成粗糙的微纳米结构的低表面能PTFE覆盖层。制备的不锈钢网具有超疏水和超亲油的特性。

LEE等于2011年，在文章“The performance of superhydrophobic andsuperoleophilic carbon nano tube meshes in water-oil filtration”(期刊名称：“Carbon”)阐述了其利用化学气相沉积的方法,将处理过的多孔碳纳米管生长在不锈钢网上,制备具有超疏水-超亲油性能的不锈钢网膜材料,用于油水乳液的分离。