[发明专利]一种丙烷水合物的生成系统以及生成方法

说明书

本发明公开了一种丙烷水合物的生成系统，包括生成装置以及制冷装置，所述生成装置包括反应釜与丙烷气罐，所述丙烷气罐通过输送泵连通至所述反应釜，所述丙烷气罐与输送泵之间设置有减压阀以及气体流量计，所述输送泵连通至所述反应釜顶部，所述反应釜底部铺设有硅砂层，所述硅砂层浸没至环戊烷混合溶液中；所述制冷装置包括依次连接的LNG储罐、LNG泵、热交换器以及回收瓶，所述热交换器与所述反应釜连通进行热交换。使用本生成系统或生成方法，能够大大缩短丙烷水合物的诱导时间，提高气体吸收率，在一定时间内增加水合物的生成量；采用LNG冷能作为冷源对反应釜提供制冷量，对比于传统的制冷方式，能够大大降低能耗，降低丙烷水合物的生成成本。

技术领域

本发明涉及水合物生成领域，更具体地，涉及一种丙烷水合物的生成系统以及生成方法。

背景技术

水合物主要是在一定温度和压力下利用较易生成水合物的气体分子或液体与海水中的纯水生成水合物晶体。丙烷水合物的生成是比较温和的，近几年来对于丙烷水合物机理的研究也越来越受到重视。丙烷可以把水从多孔介质-沙子中提取出来，并在沙子上部生成丙烷水合物。

但影响水合物生成的因素很多，目前国内外研究者普遍做法是通过加入水合剂或者加入多孔介质来促进水合物的生成。然而，自然状态下的气体水合物的生成条件比较苛刻，生成速率缓慢，现实生活中并没有相应的生产装置或系统，并且水合物生成过程是个放热过程，需要外界提供冷量来降低温度维持水合物生成，所以水合物人工合成生时的能耗非常巨大。

因此，需要一种新型的丙烷水合物的生成系统或生成方法，能够解决上述问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种丙烷水合物的生成的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种丙烷水合物的生成系统，包括生成装置以及制冷装置，所述生成装置包括反应釜与丙烷气罐，所述丙烷气罐通过输送泵连通至所述反应釜，所述丙烷气罐与输送泵之间设置有减压阀以及气体流量计，所述输送泵连通至所述反应釜顶部，所述反应釜底部铺设有硅砂层，所述硅砂层浸没至环戊烷混合溶液中；所述制冷装置包括依次连接的LNG储罐、LNG泵、热交换器以及回收瓶，所述热交换器用于对LNG进行气化变成天然气回收到所述回收瓶中。

通过本方案，利用LNG本身的冷能对反应釜进行提供制冷量，大大降低了传统制冷过程中的能耗，降低了丙烷水合物的生成成本，适合工业生产使用。

优选地，所述反应釜顶部连通有集气瓶，所述集气瓶与所述反应釜之间设置有气体流量计。

通过本方案，集气瓶能够对反应釜中多余的丙烷气体进行回收，保持反应釜中的压力平衡。

优选地，所述反应釜内壁的底部设置有微肋结构，所述微肋结构的高度不低于所述硅砂层的厚度。

通过本方案，微肋结构能够成倍增加与硅砂层的接触面积，增大气液两相的接触面积，增加气体与硅砂层间的传热与传质，形成有利的成核结构，加速水合物成核，缩短诱导时间。

优选地，所述热交换器包括制冷箱，所述LNG泵的输出管连通至所述制冷箱的制冷管中，所述制冷管盘绕至所述制冷箱中，所述制冷管连通至所述回收瓶，所述反应釜位于所述制冷箱中。

通过本方案，利用LNG自身的大量冷能对制冷箱提供制冷量，从而达到对反应釜进行制冷的效果，制冷后通入回收瓶中进行回收。

优选地，所述反应釜上设置有监测装置，所述监测装置至少包括压力传感器以及温度传感器。

根据本发明的第二方面，提供一种采用上述丙烷水合物的生成系统的丙烷水合物的生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将环戊烷与盐溶液混合形成环戊烷混合溶液，所述环戊烷混合溶液中环戊烷的摩尔质量百分比为1.0mol-5.0mol％；