加压开放式热解生烃模拟装置

摘要

本发明公开了一种加压开放式热解生烃模拟装置，旨在提供一种结构简单、操作方便的模拟实验装置，其技术方案包括高压反应容器，设置在高压反应容器外侧的加热器、与高压反应容器管路连接的加压气源和与高压反应容器管路连接的带多个出口的通道转换阀，在高压反应容器与加压气源的连接管路上连接有截止阀，截止阀与加压气源之间的连接管为限流毛细管；所述通道转换阀的每个出口均与一个冷阱的进口管路连接，冷阱的出口均与限流阀的进口管路连接，限流阀的出口与流量计的进口管路连接，流量计的出口排空；本发明用于地质中的机质生烃动力学研究。

说明书

技术领域

本发明涉及一种实验设备，尤其是指用于地质中有机质生烃动力学研究的一种加压开放式热解生烃模拟装置。

背景技术

研究地质体中有机质(如干酪根等)在加压的条件下，受热产生的烃类数量和种类特征，对于预测地层中石油的产量和成分有很大的实用价值；有机质热解生烃模拟实验的传统方法是利用黄金管在密封状态下进行，存在操作复杂、实验成本高、周期长的不足。根据实验的要求，如果采用加压开放式热解生烃模拟实验，将降低实验成本，缩短实验周期，但目前国内外还没有相关的实验装置可供研究使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、操作方便、可用于地质体中有机质生烃动力学研究的加压开放式热解生烃模拟装置。

本发明的技术方案是这样的：一种加压开放式热解生烃模拟装置，该装置包括高压反应容器，设置在高压反应容器外侧的加热器、与高压反应容器管路连接的加压气源和与高压反应容器管路连接的带多个出口的通道转换阀，在高压反应容器与加压气源的连接管路上连接有截止阀，截止阀与加压气源之间的连接管为限流毛细管；所述通道转换阀的每个出口均与一个冷阱的进口管路连接，冷阱的出口均与限流阀的进口管路连接，限流阀的出口与流量计的进口管路连接，流量计的出口排空。

上述的加压开放式热解生烃模拟装置中所述的高压反应容器与截止阀之间的连接管路上连接有压力表，方便操作时的系统压力观察。

上述的加压开放式热解生烃模拟装置中所述的通道转换阀是由阀体、设置在阀体内的转子和旋转电机组成，转子与旋转电机联动，在转子上设有与高压反应容器连接的进口连接头和与限流阀连接的出口连接头，在阀体外围分布有与各冷阱进出口连接的连接管路，转动转子可使转子上的进口连接头、出口连接头通过设置在阀体和转子内的两条通道分别与一个冷阱的进出口连通。

上述的加压开放式热解生烃模拟装置中所述的阀体和转子之间设有聚四氟乙烯套，以减小旋转阻力和增强密封。

本发明采用上述结构后，可以通过一次实验采集到不同温度范围内有机质中的烃类产物，具有结构简单、操作方便、实验费用低的优点，可为地质中的有机质热解生烃模拟实验提供一种新的装置。

附图说明

下面结合附图中的实施例对本发明作进一步地详细说明，但不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明一种具体实施例的结构示意图；

图2是本发明中通道转换阀的结构示意图；

图3是本发明中通道转换阀的剖视图。

图中：高压反应容器1、加热器2、加压气源3、通道转换阀4、阀体4a、转子4b、旋转电机4c、进口连接头4d、出口连接头4e、通道4f、聚四氟乙烯套4g、支架4h、截止阀5、限流毛细管6、冷阱7、限流阀8、流量计9、压力表10、升降座11。

具体实施方式

参阅图1、图2所示，本发明的加压开放式热解生烃模拟装置，包括高压反应容器1，设置在高压反应容器1下侧的加热器2，加热器2安装在升降座11上，以拆装高压反应容器1放置样品；高压反应容器1左端的与加压气源3管路连接，加压气源3采用高压氢气钢瓶(若需要的压力更高，也可用增压泵代替)，在高压反应容器1与加压气源3的连接管路上连接有截止阀5，截止阀5与加压气源3之间的连接管为限流毛细管6，在高压反应容器1与截止阀5之间的连接管路上连接有压力表10；高压反应容器1右端与通道转换阀4管路连接，在通道转换阀4外分布有十个冷阱7，本实施例中的通道转换阀4是由阀体4a、设置在阀体4a内的转子4b和旋转电机4c组成，旋转电机4c通过支架4h固定在阀体4a上，转子4b与旋转电机4c联动，在转子4b上设有与高压反应容器1连接的进口连接头4d和与限流阀8连接的出口连接头4e，在阀体4a外围分布有十组与各冷阱7进出口连接的连接管路，转动转子4b可使转子4b上的进口连接头4d、出口连接头4e通过设置在阀体4a和转子4b内的两条通道4f分别与一个冷阱7的进出口连通；高压反应容器1右端通过管路与进口连接头4d连接，出口连接头4e通过管路与限流阀8的进口连接，该两段连接管为可适当伸缩的弹性管道，以适应转子4b旋转约324度的变形；限流阀8的出口与流量计9的进口管路连接，流量计9的出口排空。

本发明的工作原理如下：加压气源3(高压氢气钢瓶)提供高压气体，高压限流毛细管6限制气体的流量使得调节限流阀8可以精确调节并保证安全，通过调节限流阀8使系统中气体的流量为25毫升/分，地质体中的有机质样品被放置在高压反应容器1内，温度控制部分控制加热器2加热，使高压反应容器1以每分2℃及20℃的升温速率从室温上升到650℃；地质体中的有机质样品受热产生的烃类，被载气携带进入冷阱7内，通过通道转换器4的通道位置切换，使不同温度阶段的烃类产物收集到不同的冷阱7中，冷阱7用液氮或干冰冷却，烃类冷凝而沉淀在冷阱7内；实验结束后，将冷阱7拆下，用有机溶剂将烃类产物洗出，再进行定性定量分析，从而得到不同温度段所生成的烃类的数量和成分以便进行生烃动力学分析。