[发明专利]一种用于高粘液体酸岩反应动力学参数的测定装置及方法

权利要求书

1.一种用于高粘液体酸岩反应动力学参数的测定装置及方法，其测定装置特征在于，包括如下测定装置：高温高压反应釜、预热系统、污染物处理系统和测量系统。

2.如权利要求书1所述的用于高粘液体酸岩反应动力学参数的测定装置，其特征在于，所述高温高压反应釜外表面包裹有加热套；高温高压反应釜的顶部与上盖采用螺纹连接，上盖设有三叶转子，三叶转子的上端与搅拌电机的输出轴传动连接，上盖通过阀三与测量系统相连；高温高压反应釜内侧中部与岩盘采用螺纹连接；高温高压反应釜左侧底部通过阀二与预热系统相连；高温高压反应釜右侧通过阀四与污染物处理系统相连；

所述预热系统包括储酸罐，所述储酸罐外表面包裹有加热套，储酸罐顶部与上盖采用螺纹连接，储酸罐左侧通过阀一及三通阀一与气泵相连，储酸罐右侧通过阀二与高温高压反应釜相连；

所述污染物处理系统包括废液处理装置，所述废液处理装置通过阀四与高温高压反应釜右侧底部相连，废液处理装置内部盛有清水对废酸进行稀释及降温处理；

所述测量系统，包括HCl气体处理罐、CO₂气体收集罐和电子天平，所述HCl气体处理罐盛有饱和NaCl溶液，CO₂气体收集罐盛有NaOH溶液，HCl气体处理罐通过阀三与高温高压反应釜右侧相连，CO₂气体收集罐下部安装有电子天平。

3.如权利要求书1所述的用于高粘液体酸岩反应动力学参数的测定装置，其特征在于，反应釜内转子为高度接近反应釜高度的三叶转子，使反应釜内液体旋转速度接近转子速度，使酸液刻蚀岩石表面的速度为转子速度。

4.如权利要求书1所述的用于高粘液体酸岩反应动力学参数的测定装置，其特征在于，摒弃传统的岩心夹持器，反应釜与岩盘采用螺纹连接，利用聚四氟乙烯热缩管包裹岩盘及岩心，简化实验仪器安装复杂性，确保实验密闭性。

5.如权利要求书1所述的用于高粘液体酸岩反应动力学参数的测定装置，其特征在于，测量系统中HCl气体处理罐不仅具备处理尾气的功能，同时避免HCl气体对测量结果造成影响，CO₂气体收集罐不仅具备测量CO₂质量的功能，同时还能减少尾气造成的温室效应。

6.一种用于高粘液体酸岩反应动力学参数的测定方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将岩心安装在岩盘上，接着将岩盘安装在反应釜中，安装岩心的方法是：利用聚四氟乙烯热缩管包裹岩盘及岩心，热风机加热造成聚四氟乙烯热缩管收缩，仅使岩心的下表面暴露在酸中；

S2、进行实验所需酸液配置，配制酸液时利用双螺带螺杆式搅拌器进行搅拌，使高粘液体内H⁺分布均匀；

S3、盖上反应釜上盖，将实验所需酸液倒入储酸罐内；

S4、盖上储酸罐上盖，确保整个测定装置的密闭性；

S5、开启温度加热器，将反应釜和储酸罐加热到指定温度；

S6、反应釜和储酸罐加热到指定温度后，开启增压泵以一定排量注入气态N₂将储酸罐内液体注入反应釜中，酸液在反应釜内发生酸岩反应，当反应釜内压力达到实验指定压力后关闭增压泵；

S7、实验t秒钟后，打开阀门及增压泵将储酸罐内气体排入尾气处理罐中，当气体全部排出后，记录尾气处理罐内液体的质量，最后根据如下公式计算t秒钟后的酸岩反应速率：

式中：

J—酸岩反应速率，mol/s·cm²；

m₁—实验前尾气处理罐内液体质量，g；

m₂—实验后尾气处理罐内液体质量，g；

S—酸岩反应面积，cm²；

t—实验时间，s。