节温度到设定值h，缓慢打开气瓶减压阀（2)、第一阀门 (3)、入口调压阀（9)、第四阀门（10)和第五阀门（12)，通过调节气瓶减压阀（2)和入口调压 阀（9)使透明反应釜（14)的压力稳定在设定值Pi，启动电机（19)，调节转速到设定值，搅拌 过程中，如果透明反应釜（14)的压力发生变化，立即调节第一阀门⑶和入口调压阀（9)，使 得透明反应釜（14)的压力保持在设定值Pi，待透明反应釜（14)压力稳定之后，此时原油和 C02气体达到相平衡状态，关闭电机(19);
[0035] 1.3)测试溶解度
[0036]在设定的温度Ti和压力Pi条件下，原油中C02溶解体积等于入口气体流量计（11)累 计流量f减去透明反应爸(14)内的C〇2气体体积V;
[0037]计算原油中C〇2溶解度r如式(a)所示：
[0039]式(a)中，1为原油体积；
[0040] 1.4)测试泡沫稳定性
[0041] 透明反应釜14内的初始气压SPi，期望该气压最终降为Po,并且设定降压速率为s; 每隔5秒调节一次，则调节次数m以及每次调节后的压力表读数为匕均可由以下公式(b)计 算出，
[0042] Pj = Pi-stj (b)
[0043] 式(b)中，由每次调节时的时间tj可得到对应的透明反应釜（14)压力Pj，j = 0，1， 2,···，m;
[0044] 关闭第一阀门（3)、入口调压阀（9)、第四阀门（10)、第五阀门（12);开始计时，打开 第九阀门（26)和出口背压阀（27)，计时开始后，每5秒调节一次出口背压阀（27)，使得压力 表读数为匕，当透明反应釜(14)的压力示数达到设定值Po时，关闭第九阀门（26);
[0045] 计时开始后，同时每隔5秒读取一次透明反应釜（14)内泡沫高度读数lu，直到泡沫 完全消失，结束计时，计此时读取高度的次数为η;
[0046] 计算泡沫相对体积yi如式(c)所示：
[0048] 式(c)中，i = 0，l，2,…，n;h为加入的原油高度；
[0049] 以时间t为横轴，以相对泡沫体积y为纵轴，画出数据点（tnyO,连成曲线，曲线和 横轴围成的面积为泡沫全衰期T;
[0050]计算泡沫全衰期T如式(d)所示：
[0052] 式(d)中，ti+i和ti的时间间隔为5秒;i = 0，l，2,…，n_l;
[0053] 2)在设定的温度?\和压力丹条件下已知测量C02溶解度时，测试泡沫稳定性：
[0054] 2.1)透明反应釜（14)抽真空
[0055] 步骤同上述1.1)，并且对透明反应釜（14)内的原油添加消泡剂，或者超声处理； [0056] 2.2)制备溶(》2原油
[0057]启动恒温水浴（16)，调节温度到设定值h，缓慢打开气瓶减压阀（2)、第一阀门 (3)、入口调压阀（9)和第六阀门（13)，通过调节气瓶减压阀（2)使透明反应釜（14)的压力稳 定在设定值P:，启动电机（19)，调节转速到设定值，搅拌过程中，如果透明反应釜（14)的压 力发生变化，立即调节第一阀门（3)和入口调压阀（9)，使得透明反应釜（14)的压力保持在 设定值P:，待透明反应釜(14)压力稳定之后，此时原油和C0 2气体达到相平衡状态，关闭电机 (19)；
[0058] 2.3)测试泡沫稳定性 [0059] 步骤同上述1.4)。
【主权项】
1. 一种原油中C〇2溶解度与泡沫稳定性测试装置，其特征在于，包括气瓶(I)，气瓶(I)的 出口管路上依次安装有气瓶减压阀（2)和第一阀口（3)，所述第一阀口（3)通过=通分别连 接第二阀口（4)和入口调压阀（9)，所述第二阀口（4)另一端与真空容器(5)的顶部相连通， 所述真空容器(5)顶部设有真空表(6)和真空累(7)、底部还设有第=阀口（8); 所述入口调压阀（9)另一端依次通过第四阀口（10)、入口气体流量计（11)、第五阀口 (12)与透明反应蓋（14)相连通;在入口调压阀（9)至透明反应蓋（14)之间，还设有与上述第 四阀口（10)、入口气体流量计(11)、第五阀口（12)相并联的旁路阀口一一第六阀口（13); 所述透明反应蓋（14)包括外壁面标示有刻度的透明圆筒，圆筒上下两端分别设有顶盖 和底盖，透明反应蓋（14)外侧设置有透明水套（15)，透明水套（15)与恒溫水浴（16)相连，循 环水在透明水套（15)和恒溫水浴（16)之间循环流动W保持透明反应蓋（14)溫度恒定； 透明反应蓋（14)底盖和顶盖分别设有溫度传感器（17)和气体出口（31)，其中气体出口 (31)与压力传感器（18)相通，透明反应蓋（14)顶盖还设有揽拌电机（19)，该揽拌电机（19) 的揽拌轴(20)位于透明圆筒内部，且揽拌轴(20)上设有揽拌奖(21);所述恒溫水浴(16)、溫 度传感器(17)、压力传感器(18)和揽拌电机(19)分别与控制箱(22)连接； 所述透明反应蓋（14)顶盖的气体出口（31)还依次通过第屯阀口（23)、出口气体流量计 (24)、第八阀口（25)与出口背压阀（27)相连，在透明反应蓋（14)顶盖的气体出口（31)至出 口背压阀（27)之间，还设有与上述第屯阀口（23)、出口气体流量计(24)、第八阀口（25)相并 联的旁路阀口一一第九阀口（26)。2. 根据权利要求1所述的一种原油中C〇2溶解度与泡沫稳定性测试装置，其特征在于，所 述的透明反应蓋（14)底盖上还设有排空口（30)。3. 根据权利要求1所述的一种原油中C〇2溶解度与泡沫稳定性测试装置，其特征在于，所 述透明反应蓋（14)筒体为透明材质圆筒，壁厚为5mm，内径为50mm，高度为500mm，高度和内 径的比值为10,外壁面标示有高度刻度。4. 利用权利要求1-3任意一项所述测试装置测试原油中C〇2溶解度与泡沫稳定性的测试 方法，包括W下步骤： 1)在设定的溫度Tl和压力Pi条件下，首次测量C〇2溶解度与测试泡沫稳定性： 1.1) 透明反应蓋（14)抽真空 打开透明反应蓋（14)顶盖，将原油注入透明反应蓋（14)，根据原油高度是否达到设定 值h，W确定原油体积是否达到设定值1，然后停止加入原油，关闭透明反应蓋（14)顶盖，打 开第二阀口（4)、入口调压阀（9)、第四阀口（10)和第五阀口（12)，关闭其他阀口，开启真空 累(7)，对透明反应蓋（14)抽真空，根据真空表(6)读数判断透明反应蓋（14)内部是否达到 真空状态，当达到真空状态时关闭第二阀口（4)、真空累(7); 1.2) 制备溶C〇2原油 启动恒溫水浴(16)，调节溫度到设定值Tl,缓慢打开气瓶减压阀（2)、第一阀口（3)、入口 调压阀（9)、第四阀口（10)和第五阀口（12)，通过调节气瓶减压阀（2)和入口调压阀（9)使透 明反应蓋（14)的压力稳定在设定值Pi,启动电机（19)，调节转速到设定值，揽拌过程中，如 果透明反应蓋（14)的压力发生变化，立即调节第一阀口（3)和入口调压阀（9)，使得透明反 应蓋（14)的压力保持在设定值Pi,待透明反应蓋（14)压力稳定之后，此时原油和C〇2气体达 到相平衡状态，关闭电机(19); 1.3) 测试溶解度 在设定的溫度Tl和压力Pi条件下，原油中C〇2溶解体积等于入口气体流量计（11)累计流 量f减去透明反应蓋(14)内的C〇2气体体积V; 计算原油中C〇2溶解度r如式(a)所示：(a) 式(a)中，1为原油体积； 1.4) 测试泡沫稳定性 透明反应蓋14内的初始气压为Pi,期望该气压最终降为Po,并且设定降压速率为S;每隔 5秒调节一次，则调节次数mW及每次调节后的压力表读数为門均可由W下公式(b)计算出， Pj = Pi-Stj (b) 式(b)中，由每次调节时的时间t j可得到对应的透明反应蓋（14)压力Pj，j = 0，1，2，…， m; 关闭第一阀口（3)、入口调压阀（9)、第四阀口（10)、第五阀口（12);开始计时，打开第九 阀口（26)和出口背压阀（27)，计时开始后，每5秒调节一次出口背压阀（27)，使得压力表读 数为門，当透明反应蓋（14)的压力示数达到设定值Po时，关闭第九阀口（26); 计时开始后，同时每隔5秒读取一次透明反应蓋（14)内泡沫高度读数hi,直到泡沫完全 消失，结束计时，计此时读取高度的次数为n; 计算泡沫相对体积yi如式k)所示：(C) 式山）中，i = 0，l，2,…，n;h为加入的原油高度； W时间t为横轴，W相对泡沫体积y为纵轴，画出数据点（ti，yi)，连成曲线，曲线和横轴 围成的面积为泡沫全衰期T; 计算泡沫全衰期T如式(d)所示：Cd) 式(d)中，ti+i和ti的时间间隔为5秒；i = 0，l，2，…，n-l; 2)在设定的溫度Tl和压力Pi条件下且已知测量C〇2溶解度时，测试泡沫稳定性： 2.1) 透明反应蓋（14)抽真空 步骤同上述1.1)，并且对透明反应蓋（14)内的原油添加消泡剂，或者超声处理； 2.2) 制备溶0)2原油 启动恒溫水浴(16)，调节溫度到设定值Tl,缓慢打开气瓶减压阀（2)、第一阀口（3)、入口 调压阀（9)和第六阀口（13)，通过调节气瓶减压阀（2)使透明反应蓋（14)的压力稳定在设定 值Pi,启动电机（19)，调节转速到设定值，揽拌过程中，如果透明反应蓋（14)的压力发生变 化，立即调节第一阀口（3)和入口调压阀（9)，使得透明反应蓋（14)的压力保持在设定值Pi, 待透明反应蓋(14)压力稳定之后，此时原油和CO巧体达到相平衡状态，关闭电机(19); 2.3) 测试泡沫稳定性 步骤同上述1.4)。
【专利摘要】一种原油中CO2溶解度与泡沫稳定性测试装置及方法，包括注气部、入口压力调控部、泡沫测试部和出口压力调控部，通过入口压力调控部两级阀门的联合调节可以精确控制透明反应釜内的压力，利用恒温水浴和透明水套间的循环水对透明反应釜进行精确控温，利用气体流量计可以精确计量注入透明反应釜的CO2体积，进而得到设定温度和压力条件下原油中CO2的溶解度。透明反应釜筒体为透明材质以实现泡沫稳定状态的可视化观测。本发明能够模拟溶气原油的实际分离工艺，能够对不同温度和压力条件下原油中CO2的溶解特性和CO2泡沫的稳定特性进行测试和评价，具有控制精确，测量准确的优点，实现对分离工艺关键参数的优选，为分离设备的优化设计和高效运行提供依据。
【IPC分类】G01N33/00
【公开号】CN105588922
【申请号】CN201610124831
【发明人】罗小明, 何利民, 陈剑平, 杨东海, 吕宇玲
【申请人】中国石油大学(华东)
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2016年3月4日