一种高精度CO2定量添加仪及其定量添加方法技术

一种高精度CO2定量添加仪，包括通过管路相互连接的CO2气源室、调控室和添加室，其中，CO2气源室和调控室之间的连接管路上设有第一阀门和第二阀门，调控室和添加室之间的连接管路上设有第二阀门和第三阀门；调控室上连接设置压力调控器和压力表，添加室上连接设置注入泵；添加室通过设置在第三阀门和添加室之间的连接管路与反应釜连接，添加室与反应釜的连接管路上设有第四阀门。以及采用上述高精度CO2定量添加仪的定量添加方法。能够精确量取并添加一定量的CO2气体至相态实验反应容器中，从而有效地保证实验结果的准确性和可靠性。

A high precision CO2 quantitative addition instrument and its quantitative addition method

A high precision CO2 dosing instrument, including the CO2 gas pipeline connected to each other through a room, control room and add a room, the room air between CO2 and the control room on the connecting pipe is provided with a first valve and a second valve, between the control room and adding chamber connecting pipe is provided with second valve and third valve control room; the pressure regulator and pressure gauge, add room is connected on the injection pump; add room by setting the connection between the third valve and adding chamber is connected with the reactor chamber and the pipeline, adding reactor connecting pipe is provided with fourth valve. And the quantitative addition method of the high precision CO2 quantitative addition instrument is adopted. The accuracy and reliability of the experimental results can be effectively ensured by the accuracy of taking and adding a certain amount of CO2 gas to the phase experimental reactor vessel.

【技术实现步骤摘要】
一种高精度CO2定量添加仪及其定量添加方法
本专利技术涉及原油组分-CO2体系相态实验研究领域，更具体地说，涉及一种应用于原油相态实验研究中的CO2气体高精度定量添加仪及其定量添加方法。
技术介绍
在CO2驱提高采收率技术研究中，相态实验研究是一项重要的技术手段，而原油中各组分与CO2体系的相态变化规律是研究的主要内容。实验研究过程中，通过改变原油组分-CO2体系中CO2气体的物质的量相对含量，在不同温度和压力条件下，记录原油组分-CO2体系的相态变化数据，进而归纳总结体系的相态变化特征，探索应用于解决提高原油采收率的技术和方法。相态实验过程中，向体系中不断加入一定量的CO2气体可以增加体系中CO2的摩尔分数。通常利用ISCO泵，在恒定压力下，泵入一定体积的CO2进入反应釜，从而实现改变体系中CO2的摩尔分数。实验过程中，只有ISCO泵的注入压力大于反应釜内的压力时才能实现CO2泵入，此时会造成压力不平衡，进而导致添加CO2气体的量产生误差。同时这也是容易造成无法泵入或CO2气体回流现象的原因。当一组实验需要进行多次CO2添加时，误差累计会对实验结果准确性造成严重影响。因此，急需一种在相态实验研究中能高精度定量量取CO2气体的添加仪，在相态实验过程中，其可以高精度地量取并添加一定量的CO2气体至反应釜中，保证实验结果的准确性。
技术实现思路
鉴于以上情形，为了解决上述技术存在的问题，本专利技术提出一种高精度CO2定量添加仪及其定量添加方法，以精确量取并添加一定量的CO2气体至相态实验反应容器中，从而有效地保证实验结果的准确性和可靠性。一种高精度CO2定量添加仪，包括通过管路相互连接的CO2气源室、调控室和添加室，其中，CO2气源室和调控室之间的连接管路上设有第一阀门和第二阀门，调控室和添加室之间的连接管路上设有第二阀门和第三阀门；调控室上连接设置压力调控器和压力表，添加室上连接设置注入泵；添加室通过设置在第三阀门和添加室之间的连接管路与反应釜连接，添加室与反应釜的连接管路上设有第四阀门。优选地，所述调控室和添加室为活塞容器。优选地，所述压力表设置在调控室与CO2气源室和/或添加室相连接的一端，压力调控器设置在调控室的另一端。优选地，所述注入泵设置在添加室与调控室和/或反应釜相连接端的另一端。优选地，所述添加室的容积为2.43L。一种采用上述高精度CO2定量添加仪的定量添加方法，首先关闭第三阀门和第四阀门，打开第一阀门和第二阀门，使CO2气源室内的CO2气体进入并充满调控室；然后关闭第一阀门，打开第三阀门，使调控室内的CO2进入并充满添加室；根据所需添加的CO2的量，设定压力调控器的压力，并通过压力表监测调控室内的压力，使调控室和添加室内的压力达到平衡；最后关闭第二阀门和第三阀门，打开第四阀门，利用注入泵把添加室内的CO2气体泵入反应釜，再关闭第四阀门。优选地，通过利用压力调控器设定不同的压力，来量取不同量的CO2气体，进行高精度定量添加。在采取本专利技术提出的技术后，根据本专利技术实施例的高精度CO2定量添加仪及其定量添加方法，其有益效果在于：1、调控室压力采用压力传感器监测，添加室的容积固定，通过调节压力控制器的压力，可以实现添加室中CO2气体的高精度定量量取，实现CO2气体的高精度量取与添加。2、整个定量操作过程可以在常温常压下完成，不受反应釜等反应容器内温度和压力的影响，提高了实验的精度，避免了CO2气体添加过程中误加和多加的可能，解决了CO2相对含量取值间隔大、间隔不规律的问题。3、通过操作阀门即可完成操作，并且可以通过配置自动化/智能化系统来控制阀门的启闭，操作方便、快捷，大大提高实验效率。4、该设备密封性佳，调控室内剩余CO2气体可以重复利用，节约了资源。5、整个CO2气体定量量取装置采用简洁的活塞容器相连接，实验操作不会出现损害实验仪器现象。6、另外，通过改变添加室的容积，可以大幅降低CO2气体的量取压力，降低实验操作的危险系数，大大降低实验人员的安全隐患和风险，并且降低了实验操作的繁琐程度。附图说明图1示出了根据本专利技术的高精度CO2定量添加仪示意图图2示出了根据本专利技术的高精度CO2定量添加仪量取和添加计算参数表具体实施方式下面将参照附图对本专利技术的各个优选的实施方式进行描述。提供以下参照附图的描述，以帮助对由权利要求及其等价物所限定的本专利技术的示例实施方式的理解。其包括帮助理解的各种具体细节，但它们只能被看作是示例性的。因此，本领域技术人员将认识到，可对这里描述的实施方式进行各种改变和修改，而不脱离本专利技术的范围和精神。而且，为了使说明书更加清楚简洁，将省略对本领域熟知功能和构造的详细描述。如图1所示，一种高精度CO2定量添加仪，包括通过管路相互连接的CO2气源室1、调控室2和添加室3，其中，CO2气源室1和调控室2之间的连接管路上设有第一阀门51和第二阀门52，调控室2和添加室3之间的连接管路上设有第二阀门52和第三阀门53；调控室2上连接设置压力调控器21和压力表22，添加室3上连接设置注入泵31；添加室3通过设置在第三阀门53和添加室3之间的连接管路与反应釜4连接，添加室3与反应釜4的连接管路上设有第四阀门54。作为根据本专利技术实施例的高精度CO2定量添加仪，所述调控室2和添加室3为活塞容器。所述压力表22设置在调控室2与CO2气源室1和/或添加室3相连接的一端，压力调控器21设置在调控室2的另一端。所述注入泵31设置在添加室3与调控室2和/或反应釜4相连接端的另一端。所述添加室3的容积为2.43L。其中，CO2气源室1用于为调控室2提供CO2气源；调控室2用于为添加室3提供CO2气源；添加室3用于定量量取所需添加CO2气体；压力调控器21（压力控制器），自动调节控制调控室2和添加室3内CO2气体的压力，实现高精度量取CO2气体的量；注入泵31用于将添加室3内的CO2气体泵入设置在恒温箱41中的反应釜4；第一阀门51、第二阀门52、第三阀门53和第四阀门54，用于控制CO2气体的流动。下面阐述根据本专利技术实施例的高精度CO2定量添加仪工作原理。根据气体状态方程PV=nRT可以知道，在标准状况下（0℃，101kPa）1摩尔任何理想气体所占的体积都约为22.4L。在25℃，1.01×105Pa时，1摩尔任何理想气体所占的体积都约为24.5L。由于CO2非理想气体，存在一个压缩因子Z，通过查取相关数据可以知道，在25℃，1.01×105Pa时，1molCO2气体所占的体积都约为24.3L。因此设定添加室3的容积为2.43L，根据状态方程PV=ZnRT可知，室温（25℃）条件下，当调控室2和添加室3内充满CO2气体并且相互连通时，调控压力为1.01×105Pa时，添加室3内CO2气体的量为0.1mol。当调控压力为1.01MPa时，添加室3内CO2气体的量为1mol。从而根据需要添加CO2的量，通过设定相应的调控压力可以实现对CO2气体的高精度量取。而且，在泵入添加过程中，添加室3与气源的联系被切断，从而实现高精度添加CO2气体。下面具体阐述采用上述高精度CO2定量添加仪的定量添加方法。首先确认关闭第三阀门53和第四阀门54，打开第一阀门51和第二阀门52，使CO2气源室1内的CO2气体进入并充满调控室本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度CO2定量添加仪，其特征在于，包括通过管路相互连接的CO2气源室（1）、调控室（2）和添加室（3），其中，CO2气源室（1）和调控室（2）之间的连接管路上设有第一阀门（51）和第二阀门（52），调控室（2）和添加室（3）之间的连接管路上设有第二阀门（52）和第三阀门（53）；调控室（2）上连接设置压力调控器（21）和压力表（22），添加室（3）上连接设置注入泵（31）；添加室（3）通过设置在第三阀门（53）和添加室（3）之间的连接管路与反应釜（4）连接，添加室（3）与反应釜（4）的连接管路上设有第四阀门（54）。

【技术特征摘要】
1.一种高精度CO2定量添加仪，其特征在于，包括通过管路相互连接的CO2气源室（1）、调控室（2）和添加室（3），其中，CO2气源室（1）和调控室（2）之间的连接管路上设有第一阀门（51）和第二阀门（52），调控室（2）和添加室（3）之间的连接管路上设有第二阀门（52）和第三阀门（53）；调控室（2）上连接设置压力调控器（21）和压力表（22），添加室（3）上连接设置注入泵（31）；添加室（3）通过设置在第三阀门（53）和添加室（3）之间的连接管路与反应釜（4）连接，添加室（3）与反应釜（4）的连接管路上设有第四阀门（54）。2.根据权利要求1所述的一种高精度CO2定量添加仪，其特征在于，所述调控室（2）和添加室（3）为活塞容器。3.根据权利要求2所述的一种高精度CO2定量添加仪，其特征在于，所述压力表（22）设置在调控室（2）与CO2气源室（1）和/或添加室（3）相连接的一端，压力调控器（21）设置在调控室（2）的另一端。4.根据权利要求2所述的一种高精度CO2定量添加仪，其特征在于，所述注入泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志伟，刘婷婷，刘莉，
申请(专利权)人：北京拓普莱博油气田开发技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11