[发明专利]混合气水合反应过程中的离子浓度多层位监测装置及监测方法

摘要

混合气水合反应过程中的离子浓度多层位监测装置及监测方法，涉及天然气领域。本发明解决了目前混合气水合过程中溶液离子浓度无法实现多层位监测的问题。采用恒温循环水装置为水合反应釜提供反应所需的温度；高压气源装置将混合气压入水合反应釜内，待反应釜内的压力达到目标值后，混合气与反应溶液反应逐步生成混合气水合物，压力监测装置和温度监测装置对水合反应釜内的压力和温度进行实时监测。水合反应过程中，通过电磁阀驱动流量计从取液口取出定体积液体，移至离子色谱仪内，进行离子浓度分析。本发明适用于其他反应的离子浓度测定。

主权项

混合气水合反应过程中的离子浓度多层位监测装置的离子浓度多层位监测方法，其特征在于，所述装置包括：外壳(1)、n个水合反应釜(2)、进气装置、压力监测装置(4)、恒温循环水装置(5)、离子色谱仪(6)和温度监测装置(7)；n为大于等于1的整数；水合反应釜(2)位于外壳(1)内，且所述水合反应釜(2)和外壳(1)之间充满恒温循环水，水合反应釜(2)用于放置反应溶液；所述恒温循环水连通恒温循环水装置(5)，恒温循环水装置(5)用于提供恒温循环水，控制水合反应釜(2)内的温度；所述水合反应釜(2)的顶端连通进气装置、压力监测装置(4)和温度监测装置(7)；进气装置用于向水合反应釜(2)内提供/排放混合气；压力监测装置(4)用于监测水合反应釜(2)内的混合气的压力；温度监测装置(7)用于监测水合反应釜(2)内的温度；所述水合反应釜(2)的釜体从下至上开有m个取液口；离子色谱仪(6)用于分析测定从水合反应釜(2)的取液口取出的液体离子浓度；m≥2；它还包括数据采集装置(8)、控制面板(9)和工控机；数据采集装置(8)用于采集所述压力监测装置(4)输出的压力并将压力发送至工控机，还用于采集所述温度监测装置(7)输出的温度并将温度发送至工控机，控制面板(9)用于控制高压气体增压泵(31)、静音空气压缩机(32)和电磁阀(11)工作，还用于控制恒温循环水装置(5)中的恒温循环水的温度；所述取液口的出口处设置有流量计(10)和电磁阀(11)；流量计(10)用于监测取液口流出的液体的流量；电磁阀(11)用于控制取液口开关；电磁阀(11)由控制面板(9)控制；所述水合反应釜(2)的釜体底部设置有放液口；所述放液口用于使水合反应釜内的液体从该口排出；所述放液口外接阀门(12)，阀门(12)用于开启和关闭放液口；所述方法包括下述步骤：步骤一、安装混合气水合反应过程中的离子浓度多层位监测装置，并检查该装置的气密性；步骤二、向水合反应釜(2)内注入实验所需反应溶液，然后循环水恒温装置(5)向水合反应釜(2)和外壳(1)之间注入恒温循环水，控制面板(9)控制循环水恒温装置(5)中的恒温循环水的温度达到目标值；步骤三、关闭外接阀门(12)，打开进气/放气阀门(3)，控制面板控制关闭电磁阀(11)并打开高压气体增压泵(31)、静音空气压缩机(32)和高压气源装置(33)，使进气装置向水合反应釜(2)内通入0.5MPa混合气，然后关闭进气/放气阀门(3)、高压气体增压泵(31)和静音空气压缩机(32)，20s后排出混合气，反复通入排出混合气三次；步骤四、打开进气/放气阀门(3)和高压气源装置(33)，控制面板(9)控制静音空气压缩机(32)和高压气体增压泵(31)启动，向水合反应釜(2)内通入目标压力值混合气后，控制面板(9)控制静音空气压缩机(32)和高压气体增压泵(31)停止向水合反应釜(2)内通入混合气，关闭进气/放气阀门(3)和高压气源装置(33)；由控制面板(9)控制高压气体增压泵(31)将管线残余气体排出，工控机通过数据采集装置(8)实时监测水合反应釜(2)内的压力和温度；步骤五、当水合反应釜(2)内出现可视晶体后，控制面板(9)控制与取液口连通的电磁阀(11)，使设定体积的溶液从取液口取出移至离子色谱仪(6)，流量计(10)监测该过程液体的流量，离子色谱仪(6)分析测定水合反应釜(2)内的反应液体该时刻不同层位的离子浓度。