入口段；02-喉管段；03-擴(kuò)大段；04-進(jìn)氣口。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面對本發(fā)明實(shí)施例中的 技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全 部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下 所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0028] 如圖1所示，本發(fā)明的水合反應(yīng)器具有W下結(jié)構(gòu)：水合反應(yīng)器腔體沿水合物工作 液流動(dòng)方向具有入口段01、喉管段02和穩(wěn)定段03,且喉管段02的流通面積均小于入口段 Ol和穩(wěn)定段03的流通面積，該水合反應(yīng)器腔體對應(yīng)于喉管段02的側(cè)壁開設(shè)有進(jìn)氣口 04。
[0029] 進(jìn)一步地，水合反應(yīng)器的入口段Ol的管道內(nèi)徑為15-50mm，喉管段02的內(nèi)徑 與入口段Ol的管道內(nèi)徑比值為0.05-0. 5,進(jìn)氣口 04的直徑與喉管段02的內(nèi)徑比值為 0. 2-0. 5 ；
[0030] 入口段Ol的長度與入口段Ol的管道內(nèi)徑比值為1-3,喉管段02長度與喉管段02 的內(nèi)徑比值為1-2. 5,穩(wěn)定段03的長度與入口段Ol的管道內(nèi)徑比值為3-5。
[0031] 利用如圖1所示的水合反應(yīng)器分離混空煤層氣中的甲焼，其具體分離方法結(jié)合圖 2進(jìn)行說明：
[0032] 將水合物工作液儲(chǔ)罐1中的水合物工作液9經(jīng)高壓泉5和冷卻器6后，從入口段 Ol送入水合反應(yīng)器2中，使水合物工作液9進(jìn)入水合反應(yīng)器2時(shí)的溫度為4-15C，壓力為 0. 6-5.IMPa。使混空煤層氣10通過進(jìn)氣口 04與水合反應(yīng)器2連通，待分離混空煤層氣10 被吸入水合反應(yīng)器2前的壓力小于0. 6MPa，利用流經(jīng)喉管段02的水合物工作液9產(chǎn)生的吸 力將待分離混空煤層氣10吸入水合反應(yīng)器2,并使二者在流至穩(wěn)定段03過程中被混合而發(fā) 生水合反應(yīng)，生成水合物漿液和甲焼貧氣；
[0033] 將水合物漿液和甲焼貧氣送入水合物分離器3,水合物分離器3的操作溫度為 4-15C，操作壓力為0. 6-5.IMpa,使甲焼貧氣從水合物分離器3的頂部出口排出而被收集， 將水合物漿液經(jīng)水合物分離器3的底部出口，經(jīng)加熱器7和減壓閥8后送入水合物化解器 4實(shí)施化解，水合物化解器4的操作溫度為8-23C，操作壓力為0. 1-2.IMpa,分離并收集甲 焼富氣，化解出的脫除氣體的水合物工作液，返回水合物工作液儲(chǔ)罐1中供水合反應(yīng)循環(huán) 使用。
[0034] 在本發(fā)明中，水合物工作液的選擇可W根據(jù)混空煤層氣中甲焼濃度的高低而選 擇，可W是四了基漠化倭或者四了基氣化倭的水溶液，也可W是添加了能夠提高水合物生 成速度的其它的化學(xué)物質(zhì)，送些物質(zhì)的加入與否和濃度的高低均不影響本發(fā)明的技術(shù)方 案。
[00對 實(shí)施例
[0036]水合物工作液為四了基漠化倭（英文縮寫；TBAB)，其濃度為IOwt%;
[0037] 混空煤層氣的組成如下表1所示：
[0038] 表1混空煤層氣的組成
[0039]
[0040] 利用如圖1所示的水合反應(yīng)器分離混空煤層氣中的甲焼，其具體分離方法請參照 上述分離方法的說明，涉及的工藝參數(shù)如下：
[0041] 1)混空煤層氣的壓力為0.SMPa。
[004引。水合物工作液進(jìn)入水合反應(yīng)器時(shí)的溫度為8°C，壓力為3.OMPa。
[0043] 3)水合物工作液經(jīng)過水合反應(yīng)器的喉管時(shí)的壓力為0.4MPa。
[0044] 4)水合物工作液與混空煤層氣中的甲焼形成的流體在水合反應(yīng)器的穩(wěn)定段的壓 力為 2. 5MPa〇
[0045]5)水合物分離器的操作溫度為8°C，操作壓力為2. 4MPa。
[0046]6)水合物化解器的操作溫度為9°C，操作壓力為0. 2MPa。
[0047] 經(jīng)圖2的工藝流程分離得到的甲焼貧氣和甲焼富氣的組成，如下表2所示：
[0048] 表2甲焼富氣和甲焼貧氣的組成
[0049]
[0050] 由表2所示，甲焼富氣中甲焼的摩爾分率為64. 384mol/L，甲焼的回收率達(dá)到了 79%，該結(jié)果表明；上述水合物分離法能夠有效將混空煤層氣中甲焼進(jìn)行分離。
[0051] 最后應(yīng)說明的是；W上實(shí)施例僅用W說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡 管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然 可W對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替 換；而送些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精 神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種水合反應(yīng)器，其特征在于，所述水合反應(yīng)器具有以下結(jié)構(gòu)： 水合反應(yīng)器腔體沿水合物工作液流動(dòng)方向具有入口段、喉管段和穩(wěn)定段，且喉管段的 流通面積均小于入口段和穩(wěn)定段的流通面積，該水合反應(yīng)器腔體對應(yīng)于喉管段的側(cè)壁開設(shè) 有進(jìn)氣口。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水合反應(yīng)器，其特征在于，所述水合反應(yīng)器的入口段的管道 內(nèi)徑為15-50mm，所述喉管段的內(nèi)徑與所述入口段的管道內(nèi)徑比值為0.05-0. 5,所述進(jìn)氣 口的直徑與所述喉管段的內(nèi)徑比值為〇. 2-0. 5 ; 所述入口段的長度與所述入口段的管道內(nèi)徑比值為1-3,所述喉管段長度與所述喉管 段的內(nèi)徑比值為1-2. 5,所述穩(wěn)定段的長度與所述入口段的管道內(nèi)徑比值為3-5。3. -種利用權(quán)利要求1或2所述的水合反應(yīng)器分離混空煤層氣中甲烷的方法，其特征 在于，包括以下步驟： 將水合物工作液從入口段送入所述水合反應(yīng)器中，使混空煤層氣通過進(jìn)氣口與水合反 應(yīng)器連通，利用流經(jīng)喉管段的水合物工作液產(chǎn)生的吸力將待分離混空煤層氣吸入水合反應(yīng) 器，并使二者在流至穩(wěn)定段過程中被混合而發(fā)生水合反應(yīng)，生成水合物漿液和甲烷貧氣； 將所述水合物漿液和甲烷貧氣送入水合物分離器，使所述甲烷貧氣從水合物分離器的 頂部出口排出而被收集，將所述水合物漿液經(jīng)水合物分離器的底部出口送入水合物化解器 實(shí)施化解，分離并收集甲烷富氣，化解出的脫除氣體的水合物工作液，返回水合物工作液儲(chǔ) 罐供水合反應(yīng)循環(huán)使用。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，使水合物工作液進(jìn)入水合反應(yīng)器時(shí)的溫 度為 4-l5°C，壓力為 0· 6_5·IMPa。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述水合物分離器的操作溫度為4-15°C， 操作壓力為〇· 6-5.IMPa。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述水合物化解器的操作溫度為8-23°C， 操作壓力為〇· 1-2.IMPa。7. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，待分離混空煤層氣被吸入水合反應(yīng)器 前的壓力小于〇.6MPa。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種水合反應(yīng)器及利用該反應(yīng)器分離混空煤層氣中甲烷的方法，所述水合反應(yīng)器具有以下結(jié)構(gòu)：水合反應(yīng)器腔體沿水合物工作液流動(dòng)方向具有入口段、喉管段和穩(wěn)定段，且喉管段的流通面積均小于入口段和穩(wěn)定段的流通面積，該水合反應(yīng)器腔體對應(yīng)于喉管段的側(cè)壁開設(shè)有進(jìn)氣口。本發(fā)明提供的水合反應(yīng)器運(yùn)用了流體力學(xué)原理，利用水合物工作液在該反應(yīng)器中不同位置的流動(dòng)與壓力的變化規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了混空煤層氣的吸入、自升壓以及水合分離的過程，去掉了現(xiàn)有水合分離法分離混空煤層氣中甲烷時(shí)需要對混空煤層氣進(jìn)行壓縮升壓的步驟，避免了混空煤層氣壓縮和加壓輸送過程中爆炸的危險(xiǎn)性，具有操作安全、實(shí)際工業(yè)應(yīng)用可行性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】B01J10/00, C10L3/10
【公開號(hào)】CN105435721
【申請?zhí)枴緾N201410493415
【發(fā)明人】郭緒強(qiáng)
【申請人】中國石油大學(xué)(北京)
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2014年9月24日