[发明专利]一种通过黏土矿物催化稠油裂解成焦装置及方法

权利要求书

1.一种通过黏土矿物催化稠油裂解成焦装置，其特征在于，它包括配样系统、分离系统、注入系统、实验模型系统、温度控制系统、压力控制系统、分析系统及PC终端；

所述实验模型系统分别和配样系统、分离系统、注入系统、温度控制系统、压力控制系统、分析系统连接，所述分离系统与配样系统、分析系统连接，所述配样系统和注入系统连接，所述注入系统、温度控制系统和压力控制系统与PC终端连接；

所述实验模型系统包括高温高压反应釜（26）、第一高温加热炉（43）、第二高温加热炉（44）、岩心模型（24）；所述高温高压反应釜（26）设置于第一高温加热炉（43）内，岩心模型（24）设置在第二高温加热炉（44）内；

所述分离系统包括四组分分离装置（3）、分离系统中间容器和燃料分离仪（31）；所述四组分分离装置（3）包括抽提装置和吸附装置，抽提装置用于分离稠油中的沥青质，吸附装置用于分离稠油中的沥青质、饱和分、芳香分和胶质；

所述分离系统中间容器的一端和四组分分离装置（3）连接，另一端和配样系统连接；所述燃料分离仪（31）一端与高温高压反应釜（26）连接；另一端与分析系统连接；

所述分离系统中间容器包括并列设置的第一中间容器（5）、第二中间容器（6）、第三中间容器（7）、第四中间容器（8）。

2.根据权利要求1所述的一种通过黏土矿物催化稠油裂解成焦装置，其特征在于，所述配样系统包括数显高速分散均质机（11），黏土矿物容器（14）、配样系统中间容器；所述数显高速分散均质机（11）中配置有电加热温控系统及自动旋转装置，电加热温控系统的温度范围为-20~300℃；

所述黏土矿物容器（14）的一端与数显高速分散均质机（11）连接，另一端与分析系统连接；所述数显高速分散均质机（11）的一端与分离系统连接，另一端通过配样系统中间容器与高温高压反应釜（26）和岩心模型（24）连接；所述配样系统中间容器与注入系统连接；

所述配样系统中间容器包括并列设置的第五中间容器（16）、第六中间容器（17），第七中间容器（18），第八中间容器（19），第九中间容器（20）。

3.根据权利要求1所述的一种通过黏土矿物催化稠油裂解成焦装置，其特征在于，所述注入系统包括多功能恒压控制泵（10）和氮气瓶（25）；所述多功能恒压控制泵（10）的一端与PC终端连接，另一端与氮气瓶（25）、配样系统连接；所述PC终端用于控制多功能恒压控制泵（10）的注入压力和注入速度；所述氮气瓶（25）的另一端与高温高压反应釜（26）连接。

4.根据权利要求1所述的一种通过黏土矿物催化稠油裂解成焦装置，其特征在于，所述高温高压反应釜（26）耐温为450℃，耐压为40MPa；第一高温加热炉（43）、第二高温加热炉（44）的温度范围为0~1000℃。

5.根据权利要求1所述的一种通过黏土矿物催化稠油裂解成焦装置，其特征在于，所述分析系统包括X射线衍射仪（22）、第一热重分析仪（29）、焦炭容器（33），热常数分析仪（35）、岩心气体渗透率孔隙度测量仪（36）、三维核磁过程成像分析及流动实验分析仪（37）、CT扫描仪（38），红外分光仪（39）、第二热重分析仪（40）、质谱分析仪（41）、元素分析仪（42）、差式扫描量热仪（45）和扫描电子显微镜（46）；

所述热常数分析仪（35）、岩心气体渗透率孔隙度测量仪（36）、三维核磁过程成像分析及流动实验分析仪（37）、CT扫描仪（38）、扫描电子显微镜（46）分别与岩心模型（24）的一端连接；

所述焦炭容器（33）的一端分别与红外分光仪（39）、第二热重分析仪（40）、质谱分析仪（41）、元素分析仪（42）和差式扫描量热仪（45）连接，另一端与分离系统连接；所述X射线衍射仪（22）与配样系统连接；所述第一热重分析仪（29）与高温高压反应釜（26）连接。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种通过黏土矿物催化原油裂解成焦装置的裂解成焦方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将油样通过分离系统进行分离，得到沥青质、饱和分、芳香分和胶质；

S2、选取实验用黏土矿物，通过分析系统分析黏土矿物的具体成分和含量，然后根据具体的地层条件，在配样系统中，将黏土矿物分别与油样、沥青质、饱和分、芳香分和胶质均匀混合，得到配制好的样品；

S3、通过注入系统将配制好的样品和氮气注入至实验模型系统中的高温高压反应釜（26）中进行裂解反应，通过第一高温加热炉（43）设置反应温度，并通过压力控制系统控制反应压力，温度控制系统控制反应温度；

S4、通过注入系统将配制好的样品注入至实验模型系统中的岩心模型（24）中进行裂解反应，通过第二高温加热炉（44）设置反应温度，并通过压力控制系统控制反应压力，温度控制系统控制反应温度；

S5、通过分离系统对高温高压反应釜（26）中裂解反应后的产物进行分离和提纯，得到焦炭，并通过分析系统对得到的焦炭，以及裂解反应完成后的岩心模型（24）进行检测和分析。