專利名稱：一種流動式高溫高壓相平衡測定裝置及其使用方法
一種流動式高溫高壓相平衡測定裝置及其使用方法技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及相平衡測定技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于高溫高壓同時存在的情況下相平衡測定的設(shè)備及其使用方法。背景技術(shù)：
在化石能源日漸枯竭，能源與環(huán)境問題成為決定人類社會是否可持續(xù)發(fā)展關(guān)鍵因素的大背景下，生物柴油作為一種高效清潔、可持續(xù)的新能源成為國際關(guān)注的熱點(diǎn)。脂肪酸甲酯是一種重要的生物柴油，通常來源于動植物或微藻油脂(脂肪酸甘油酯)與甲醇發(fā)生轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)(亦稱為醇解或酯交換反應(yīng))的產(chǎn)物。2001年Saka和Kusdiana在他們首創(chuàng)性的工作中使用超臨界甲醇(甲醇的溫度壓力高于其臨界點(diǎn)(512K，8.1MPa)的狀態(tài))制備生物柴油。與傳統(tǒng)的催化制備方法相比，超臨界甲醇與脂肪酸甘油酯發(fā)生轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)不需要任何催化劑，也不會產(chǎn)生顯著的廢品。而且，傳統(tǒng)催化方法所涉及的原料預(yù)處理以及中和，洗滌，干燥等產(chǎn)品后處理步驟是不需要的。
超臨界甲醇制備法雖然具有反應(yīng)速度快、效率高、原料要求低等突出優(yōu)勢，但其高溫高壓的操作條件是制約其應(yīng)用的主要障礙。因而，有必要對該方法進(jìn)行過程強(qiáng)化、優(yōu)化等改造，以期最大限度地保留技術(shù)優(yōu)勢，并降低操作費(fèi)用和設(shè)備投資。目前有關(guān)改進(jìn)方法的研究集中在如何降低超臨界流體反應(yīng)的操作壓力，溫度，甲醇油摩爾比。
對于脂肪酸甘油酯與甲醇在高溫高壓反應(yīng)條件下發(fā)生轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)，反應(yīng)物的混溶程度成為控制反應(yīng)進(jìn)程的關(guān)鍵。為了獲得最優(yōu)的反應(yīng)效率，必須通過溫度與壓力的控制使反應(yīng)物體系處于或接近于完全混溶狀態(tài)(即均相)。通過相平衡研究可以系統(tǒng)掌握反應(yīng)物相態(tài)與溫度、壓力條件的數(shù)值關(guān)聯(lián)，并通過狀態(tài)方程進(jìn)行擬合和預(yù)測；利用相平衡設(shè)計(jì)工具可確定進(jìn)料組成、超臨界溶劑、進(jìn)料質(zhì)量比和達(dá)到完全均相轉(zhuǎn)化時的操作壓力和溫度。在轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)中，反應(yīng)物甲醇和脂肪酸甘油酯在常溫常壓下僅是部分互溶的；反應(yīng)產(chǎn)物脂肪酸甲酯、甘油和甲醇也是部分互溶的。因而，用以描述多元多相體系混溶程度的相平衡研究近年來開始引起關(guān)注。
為理解多元混合物高溫高壓相行為對于轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)的控制條件和機(jī)理，有關(guān)甲醇+脂肪酸甘三酯(反應(yīng)物體系)、甲醇+脂肪酸甘二酯、甘一酯(中間產(chǎn)物體系)、甲醇+脂肪酸甲酯(產(chǎn)物體系)的高溫高壓相平衡、轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)動力學(xué)以及二者之間的關(guān)系等基礎(chǔ)性問題需要深入研究，這是超臨界流體反應(yīng)制備生物柴油最具挑戰(zhàn)性的基礎(chǔ)科學(xué)問題。
為了獲得相平衡研究的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，能夠在高溫高壓同時存在的條件下測定相平衡數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備是必不可少的，然而目前國內(nèi)相平衡測定裝置大多只能在高溫低壓或者高壓低溫條件下工作。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足， 提供一種能夠在高溫高壓環(huán)境下工作的流動式高溫高壓相平衡測定裝置及其使用方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種流動式高溫高壓相平衡測定裝置，包括進(jìn)料系統(tǒng)、平衡釜、采樣系統(tǒng)和紫外在線檢測系統(tǒng)；平衡釜中心的平衡空間由平衡釜體和視窗圍繞形成，視窗包括一對云母片和一對藍(lán)寶石；兩個藍(lán)寶石對稱設(shè)置于平衡空間兩側(cè)，藍(lán)寶石與平衡空間之間設(shè)有云母片；所述視窗由壓緊機(jī)構(gòu)嚴(yán)緊于平衡釜體上；進(jìn)料系統(tǒng)的出口連通設(shè)置于平衡釜中部的溶液入口 ；溶液入口連通所述平衡空間；采樣系統(tǒng)包括氣相取樣管、液相取樣管以及一條中部液面控制管；氣相取樣管和液相取樣管分別從平衡釜的平衡空間頂部和底部引出；中部液面控制管從平衡釜中部引出；平衡釜的氣相取樣口、溶液入口和液相取樣口分別設(shè)置有第一阻式測溫計(jì)、第二阻式測溫計(jì)和第三阻式測溫計(jì)；紫外在線檢測系統(tǒng)包括紫外激光發(fā)生器、紫外接收探頭和電腦；紫外激光發(fā)生器、紫外接收探頭分別設(shè)置于兩塊藍(lán)寶石兩側(cè)，紫外激光發(fā)生器、紫外接收探頭安裝于兩個可移動紫外探頭導(dǎo)軌上；紫外接收探頭連接電腦。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:進(jìn)料系統(tǒng)包括液體試劑瓶、電子秤、進(jìn)料泵、壓力表、第一安全閥、單向閥、第一截止閥、精確壓力計(jì)、第二安全閥、預(yù)熱盤管和管式混合器；液體試劑瓶設(shè)置于電子秤上，進(jìn)料泵的入口連接液體試劑瓶，進(jìn)料泵的出口連接單向閥的一端，單向閥的另一端通過第一截止閥連接預(yù)熱盤管和管式混合器；進(jìn)料泵的出口連接有壓力表和第一安全閥；第一截止閥的出口連接有精確壓力計(jì)和第二安全閥。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:平衡釜采用GH132鎳基合金作為平衡釜體材料。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:藍(lán)寶石呈圓形，其直徑為45mm，厚度為35mm ;平衡釜中的平衡空間呈圓筒形，內(nèi)徑為20mm,內(nèi)部長度為IOOmm ;云母片和藍(lán)寶石徑向外側(cè)與平衡爸體之間設(shè)有鈦碳合金填充物；鈦碳合金填充物呈管狀，沿其軸向與平衡釜體之間設(shè)有墊圈；壓緊機(jī)構(gòu)由外至內(nèi)依次為蓋板、鋼板彈簧、鉻鎳鐵合金板和銅板；壓緊機(jī)構(gòu)中部設(shè)有供紫外激光發(fā)生器和紫外接收探頭穿過的通孔。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:氣相取樣管經(jīng)過第二截止閥、第一過濾器和第一膨脹閥進(jìn)入浸置于第一冰浴中的第一取樣瓶；液相取樣管經(jīng)過第三截止閥、第二過濾器和第二膨脹閥進(jìn)入浸置于第二冰浴中的第二取樣瓶；中部液面控制管從平衡釜中部引出，經(jīng)過第四截止閥和背壓調(diào)節(jié)閥進(jìn)入溶液回收容器中。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:預(yù)熱盤管、管式混合器、平衡釜、氣相取樣管和液相取液管外周設(shè)有加熱系統(tǒng)。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:平衡釜最高耐受溫度為773K，最高耐受壓力為50MPa。
一種流動式高溫高壓相平衡測定裝置的使用方法，包括:
(I)用電加熱系統(tǒng)對流動式高溫高壓相平衡測定裝置的進(jìn)料系統(tǒng)、平衡釜、采樣系統(tǒng)加熱，在進(jìn)料系統(tǒng)中裝入待測定的體系溶液；
(2)進(jìn)料系統(tǒng)將預(yù)熱到低于平衡溫度50 100°C的待測定的體系溶液，送入平衡釜中；待測定的體系溶液在平衡釜內(nèi)停留一端時間后，經(jīng)中部液面控制管進(jìn)入液體回收容器中；
(3)通過藍(lán)寶石視窗觀察相界面，當(dāng)相界面清晰穩(wěn)定，第一阻式測溫計(jì)、第二阻式測溫計(jì)和第三阻式測溫計(jì)測得的平衡釜?dú)庀嗖蓸涌?、溶液入口和液相采樣口的溫度相差不超過±1K,壓力波動不超過±0.02MPa時，同時從氣相取樣管、液相取樣管米集氣液相樣品，通過電腦讀取紫外接收探頭采集到的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:所述待測定的體系溶液為甲醇與a -生育酚或甲醇與油酸甲酯的混合物，所述待測定的體系溶液中甲醇的摩爾分率為0.96-0.98。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:進(jìn)料系統(tǒng)的進(jìn)料速率為每分鐘7.49-9.34mL。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):(I )，采用GH132鎳基合金做釜體，藍(lán)寶石做視窗，使得整個裝置最高耐受溫度達(dá)到773K，最高耐受壓力達(dá)到50MPa，保證可以在較大的溫度壓力范圍內(nèi)獲得穩(wěn)定的相平衡狀態(tài)。(2)，采用藍(lán)寶石視窗使整個裝置可視化，使整個測定過程準(zhǔn)確可靠，同時方便拍攝相平衡變化過程。(3)，合理的進(jìn)料系統(tǒng)保證進(jìn)入平衡釜的試劑組成一致混合均勻。(4)，合理的采樣系統(tǒng)保證采樣過程不影響流動體系的相平衡。(5)，紫外在線檢測系統(tǒng)方便數(shù)據(jù)的采集，同時跟采樣系統(tǒng)獲得的樣品數(shù)據(jù)相對照，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。

圖1是本發(fā)明流動式高溫高壓相平衡測定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為平衡釜結(jié)構(gòu)圖；其中:1為液體試劑瓶；2為電子秤；3為進(jìn)料泵(最大流量IOmL每分鐘);4為壓力表；6為單向閥；8為精確壓力計(jì)；9為預(yù)熱盤管；10為管式混合器；11為平衡釜；13為背壓調(diào)節(jié)閥；17為紫外激光發(fā)生器；18為紫外接收探頭；RTD1、2、3為阻式測溫計(jì)；虛線區(qū)域?yàn)榧訜崞鳎?0為氣相取樣管；21為云母片；22為藍(lán)寶石；23為鋼板彈簧；24為紫外探頭導(dǎo)軌；26為鉻鎳鐵合金板；27為銅板；28為液相取樣管；29為中部液面控制管；30為墊圈；31為鈦碳合金填充物；51為第一安全閥；52為第二安全閥；71為第一截止閥；72為第二截止閥；73為第三截止閥；74為第四截止閥；121為第一過濾器；122為第二過濾器；141為第一膨脹閥；142為第二膨脹閥；151為第一取樣瓶；152為第二取樣瓶；161為第一冰浴槽；162為第二冰浴槽。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。參見圖1和圖2，本文提供一種流動式高溫高壓相平衡測定裝置，包括進(jìn)料系統(tǒng)、高溫高壓平衡釜11、采樣系統(tǒng)和紫外在線檢測系統(tǒng)。進(jìn)料系統(tǒng)包括液體試劑瓶1、電子秤2、進(jìn)料泵3 (最大流量IOmL每分鐘)、壓力表
4、第一安全閥51、單向閥6、第一截止閥71、精確壓力計(jì)8、第二安全閥52、預(yù)熱盤管9和管式混合器10。液體試劑瓶I設(shè)置于電子秤2上，進(jìn)料泵3的入口連接液體試劑瓶1，進(jìn)料泵3的出口連接單向閥6的一端，單向閥6的另一端通過第一截止閥71連接預(yù)熱盤管9和管式混合器10。進(jìn)料泵3的出口連接有壓力表4和第一安全閥51。第一截止閥71的出口連接有精確壓力計(jì)8和第二安全閥52。試劑由進(jìn)料泵3從液體試劑瓶I中抽取，經(jīng)過單向閥6和第一截止閥71進(jìn)入預(yù)熱 盤管9，壓力表4和精確壓力計(jì)8監(jiān)控系統(tǒng)壓力。在預(yù)熱盤管9中，樣品預(yù)熱到低于平衡溫度50 100°C，經(jīng)管式混合器10充分混合后經(jīng)進(jìn)料管100進(jìn)入平衡釜11。平衡釜11采用GH132鎳基合金作為平衡釜體及管路材料，采用藍(lán)寶石22作為視窗材料，確保整個體系可以耐受最高773K的高溫及最高50MPa的高壓。平衡釜11中的平衡空間呈圓筒形，內(nèi)徑20mm,內(nèi)部長度100mm,容積31mL。平衡釜11的平衡空間由平衡釜體和視窗圍繞形成，視窗包括一對云母片21和一對藍(lán)寶石22 ;兩個藍(lán)寶石22對稱設(shè)置于平衡空間兩側(cè)，藍(lán)寶石22與平衡空間之間設(shè)有云母片21。云母片21和藍(lán)寶石22的外側(cè)與平衡釜體之間設(shè)有鈦碳合金填充物31 ;鈦碳合金填充物31沿其軸向與平衡釜體之間設(shè)有墊圈30。紫外激光發(fā)生器17和紫外接收探頭18分別設(shè)置于視窗左右兩側(cè)。視窗左右兩側(cè)由外至內(nèi)依次壓有蓋板、鋼板彈簧23、鉻鎳鐵合金板26和銅板27 ;該等壓緊板將視窗壓緊、密封在平衡釜體上?；旌掀?0出口的管路穿過平衡釜體連接位于平衡釜11中部的溶液入口。藍(lán)寶石22呈圓形，其直徑為45mm，厚度為35mm0平衡釜11加裝兩塊藍(lán)寶石作為視窗，在整個物系達(dá)到均相前，通過觀察相界面并調(diào)節(jié)汽液兩相流出平衡釜的流速，以便確保在具有清晰汽液界面的情況下取樣，獲得準(zhǔn)確可信的兩相數(shù)據(jù)。米樣系統(tǒng)包括氣相取樣管20、液相取樣管28以及一條中部液面控制管29。氣相取樣管20和液相取樣管28分別從平衡釜11頂部和底部引出；氣相取樣管20經(jīng)過第二截止閥72、第一過濾器121和第一膨脹閥141進(jìn)入浸置于第一冰浴161中的第一取樣瓶151 ；液相取樣管28經(jīng)過第三截止閥73、第二過濾器122和第二膨脹閥142進(jìn)入浸置于第二冰浴162中的第二取樣瓶152。中部液面控制管29從平衡釜11中部引出，經(jīng)過第四截止閥74和背壓調(diào)節(jié)閥13進(jìn)入溶液回收容器中。平衡釜11的氣相取樣口、溶液入口和液相取樣口分別設(shè)置有第一阻式測溫計(jì)RTD1、第二阻式測溫計(jì)RTD2和第三阻式測溫計(jì)RTD3。第一阻式測溫計(jì)RTD1、第二阻式測溫計(jì)RTD2和第三阻式測溫計(jì)RTD3分別用于測量平衡釜11氣相取樣口、溶液入口和液相取樣口的溫度。當(dāng)?shù)谝蛔枋綔y溫計(jì)RTD1、第二阻式測溫計(jì)RTD2和第三阻式測溫計(jì)RTD3測得的溫度相差不超過±1K，壓力波動不超過±0.02MPa時，從平衡釜11頂部氣相取樣管20采集氣相樣品，從平衡釜11底部液相取樣管28采集液相樣品，保證采樣過程不影響流動體系的相平衡狀態(tài)。采集的樣品迅速冷卻至液態(tài)，保證獲得的樣品組成與平衡釜11內(nèi)的組成一致。中部液面控制管29的作用在于保持液面穩(wěn)定在平衡釜11中部，控制平衡釜11內(nèi)壓力在設(shè)定值。采樣系統(tǒng)能夠精確控制取樣流速，防止流速過快對體系平衡造成不利影響。取樣瓶浸置于冰浴槽中，確保樣品采集后迅速冷凝為液態(tài)，獲得的樣品與對應(yīng)的相態(tài)組成一致。紫外在線檢測系統(tǒng)包括紫外激光發(fā)生器17、紫外接收探頭18和電腦；紫外激光發(fā)生器17、紫外接收探頭18分別設(shè)置于兩塊藍(lán)寶石22兩側(cè)，紫外激光發(fā)生器17、紫外接收探頭18安裝于兩個可移動紫外探頭導(dǎo)軌24上；紫外接收探頭18連接電腦；通過探頭采集的數(shù)據(jù)經(jīng)電腦分析處理后可以方便的獲得氣液相組成；導(dǎo)軌的作用在于可以方便的移動探頭以測定氣相或者液相的組成。加裝紫外在線檢測系統(tǒng)，實(shí)時測定氣液相的濃度組成，與取樣測得的組成相對照，保證所得數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。同時，紫外在線檢測系統(tǒng)也可以進(jìn)一步簡化整個測定過程。本發(fā)明一種流動式高溫高壓相平衡測定裝置的使用方法包括以下步驟:
利用流動式高溫高壓相平衡測定裝置測定指定體系的相平衡數(shù)據(jù)，首先將需要測定的體系溶液裝入液體試劑瓶1，使用進(jìn)料泵3(最大流量IOmL每分鐘)抽取溶液，經(jīng)過單向閥6、第一截止閥71，在預(yù)熱盤管9預(yù)熱到低于平衡溫度50 100°C，在管式混合器10中充分混合后從溶液入口進(jìn)入平衡釜11。壓力表4和精確壓力計(jì)8監(jiān)控體系壓力。第一安全閥51和第二安全閥52在體系壓力超過安全壓力時對裝置進(jìn)行泄壓。第一阻式測溫計(jì)RTD1、第二阻式測溫計(jì)RTD2和第三阻式測溫計(jì)RTD3分別用于測量平衡釜11氣相取樣口、溶液入口和液相取樣口的溫度。中部液面控制管29上設(shè)有第四截止閥74和背壓調(diào)節(jié)閥13，通過調(diào)節(jié)這兩個閥門控制平衡釜11內(nèi)液面穩(wěn)定在平衡釜11中部，控制體系壓力。通過藍(lán)寶石視窗觀察并拍攝相界面位置和平衡狀態(tài)，調(diào)節(jié)流速跟確定取樣時間。設(shè)定平衡溫度473-773K，設(shè)定平衡壓力8-50MPa，當(dāng)體系溫度壓力達(dá)到設(shè)定值時(三個阻式測溫計(jì)RTD1、RTD2、RTD3測得的溫度相差不超過± IK壓力波動不超過±0.02MPa)，相界面穩(wěn)定后，同時從氣相采樣管和液相采樣管采集樣品，讀取紫外接收探頭18檢測到的組成。測定采集得到的樣品組成，與在線紫外獲得的數(shù)據(jù)相對照，獲得準(zhǔn)確可靠的相平衡數(shù)據(jù)。實(shí)施例一(I)用電加熱系統(tǒng)對流動式高溫高壓相平衡測定裝置的預(yù)熱盤管9、管式混合器10加熱至473 523K(低于實(shí)驗(yàn)設(shè)定的平衡溫度50K)，將平衡釜11、氣相取樣管20和液相取液管28加熱至實(shí)驗(yàn)設(shè)定的平衡溫度(523 573K)，在液體試劑瓶I中裝入甲醇與a-生育酚(甲醇的摩爾分率為0.96-0.98)。(2)用進(jìn)料泵3抽取甲醇與a -生育酚的混合物，進(jìn)料速率為每分鐘7.49-9.34mL。經(jīng)預(yù)熱盤管9預(yù)熱到低于平衡溫度50 100K，在管式混合器10中充分混合后，加壓液體進(jìn)入平衡釜11。溶液在平衡釜11內(nèi)停留3.79-4.18分鐘后，經(jīng)中部液面控制管29進(jìn)入液體回收容器中。(3)通過藍(lán)寶石視窗觀察相界面，當(dāng)相界面清晰穩(wěn)定，三個阻式測溫計(jì)RTD1、RTD2、RTD3測得的氣相采樣口、溶液入口 和液相采樣口的溫度相差不超過土 1K，壓力波動不超過±0.02MPa時，同時從氣相取樣管、液相取樣管采集氣液相樣品，讀取紫外接收探頭18采集到的數(shù)據(jù)。(4)在溫度523K、548K和573K，壓力3_16MPa的條件下，測得甲醇與a -生育酚體系的相平衡數(shù)據(jù)如表I所示，Y1和X1為甲醇(組分I)在樣品中的摩爾分率。表I甲醇(標(biāo)記為組分I)與a -生育酚(標(biāo)記為組分2)的相平衡數(shù)據(jù)
T(K)P(MPa) -:---:-
_Il_X1_
3.321.0000.64]
4.411.0000.7165.951.0000.751
7.031.0000.841
_8J0_0.998_0.958
…7.311.0000.711
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9.251.0000.84權(quán)利要求
1.一種流動式高溫高壓相平衡測定裝置，其特征在于，包括進(jìn)料系統(tǒng)、平衡釜(11)、采樣系統(tǒng)和紫外在線檢測系統(tǒng)； 平衡釜(11)中心的平衡空間由平衡釜體和視窗圍繞形成，視窗包括一對云母片(21)和一對藍(lán)寶石(22);兩個藍(lán)寶石(22)對稱設(shè)置于平衡空間兩側(cè),藍(lán)寶石(22)與平衡空間之間設(shè)有云母片(21);所述視窗由壓緊機(jī)構(gòu)嚴(yán)緊于平衡釜體上； 進(jìn)料系統(tǒng)的出口連通設(shè)置于平衡釜(11)中部的溶液入口 ；溶液入口連通所述平衡空間； 采樣系統(tǒng)包括氣相取樣管(20)、液相取樣管(28)以及一條中部液面控制管(29);氣相取樣管(20)和液相取樣管(28)分別從平衡釜(11)的平衡空間頂部和底部引出；中部液面控制管(29)從平衡釜(11)中部引出；平衡釜(11)的氣相取樣口、溶液入口和液相取樣口分別設(shè)置有第一阻式測溫計(jì)(RTD1)、第二阻式測溫計(jì)(RTD2)和第三阻式測溫計(jì)(RTD3)； 紫外在線檢測系統(tǒng)包括紫外激光發(fā)生器(17)、紫外接收探頭(18)和電腦；紫外激光發(fā)生器(17)、紫外接收探頭(18)分別設(shè)置于兩塊藍(lán)寶石(22)兩側(cè)，紫外激光發(fā)生器(17)、紫外接收探頭(18)安裝于兩個可移動紫外探頭導(dǎo)軌(24)上；紫外接收探頭(18)連接電腦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流動式高溫高壓相平衡測定裝置，其特征在于，進(jìn)料系統(tǒng)包括液體試劑瓶(I)、電子秤(2)、進(jìn)料泵(3)、壓力表(4)、第一安全閥(51)、單向閥(6)、第一截止閥(71)、精 確壓力計(jì)(8)、第二安全閥(52)、預(yù)熱盤管(9)和管式混合器(10);液體試劑瓶(I)設(shè)置于電子秤(2 )上，進(jìn)料泵(3 )的入口連接液體試劑瓶(I)，進(jìn)料泵(3 )的出口連接單向閥(6)的一端，單向閥(6)的另一端通過第一截止閥(71)連接預(yù)熱盤管(9)和管式混合器(10);進(jìn)料泵(3)的出口連接有壓力表(4)和第一安全閥(51);第一截止閥(71)的出口連接有精確壓力計(jì)(8 )和第二安全閥(52 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流動式高溫高壓相平衡測定裝置，其特征在于，平衡釜(11)采用GH132鎳基合金作為平衡釜體材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流動式高溫高壓相平衡測定裝置，其特征在于，藍(lán)寶石(22)呈圓形,其直徑為45mm,厚度為35mm ;平衡爸(11)中的平衡空間呈圓筒形，內(nèi)徑為20mm,內(nèi)部長度為IOOmm ;云母片(21)和藍(lán)寶石(22)徑向外側(cè)與平衡釜體之間設(shè)有鈦碳合金填充物(31);鈦碳合金填充物(31)呈管狀，沿其軸向與平衡釜體之間設(shè)有墊圈(30);壓緊機(jī)構(gòu)由外至內(nèi)依次為蓋板、鋼板彈簧(23)、鉻鎳鐵合金板(26)和銅板(27);壓緊機(jī)構(gòu)中部設(shè)有供紫外激光發(fā)生器(17)和紫外接收探頭(18)穿過的通孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種流動式高溫高壓相平衡測定裝置，其特征在于，氣相取樣管(20)經(jīng)過第二截止閥(72)、第一過濾器(121)和第一膨脹閥(141)進(jìn)入浸置于第一冰浴(161)中的第一取樣瓶(151);液相取樣管(28)經(jīng)過第三截止閥(73)、第二過濾器(122)和第二膨脹閥(142)進(jìn)入浸置于第二冰浴(162)中的第二取樣瓶(152);中部液面控制管(29)從平衡釜(11)中部引出，經(jīng)過第四截止閥(74)和背壓調(diào)節(jié)閥(13)進(jìn)入溶液回收容器中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種流動式高溫高壓相平衡測定裝置，其特征在于，預(yù)熱盤管(9)、管式混合器(10)、平衡釜(11)、氣相取樣管(20)和液相取液管(28)外周設(shè)有加熱系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流動式高溫高壓相平衡測定裝置，其特征在于，平衡釜(11)最高耐受溫度為773K，最高耐受壓力為50MPa。
8.權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的一種流動式高溫高壓相平衡測定裝置的使用方法，其特征在于，包括: (1)用電加熱系統(tǒng)對流動式高溫高壓相平衡測定裝置的進(jìn)料系統(tǒng)、平衡釜(11)、采樣系統(tǒng)加熱，在進(jìn)料系統(tǒng)中裝入待測定的體系溶液； (2)進(jìn)料系統(tǒng)將預(yù)熱到低于平衡溫度50 100°C的待測定的體系溶液，送入平衡釜(11)中；待測定的體系溶液在平衡釜(11)內(nèi)停留一端時間后，經(jīng)中部液面控制管(29)進(jìn)入液體回收容器中； (3)通過藍(lán)寶石視窗觀察相界面，當(dāng)相界面清晰穩(wěn)定，第一阻式測溫計(jì)(RTD1)、第二阻式測溫計(jì)(RTD2)和第三阻式測溫計(jì)(RTD3)測得的平衡釜(11)氣相采樣口、溶液入口和液相采樣口的溫度相差不超過±1K，壓力波動不超過±0.02MPa時，同時從氣相取樣管(20)、液相取樣管(28 )采集氣液相樣品，通過電腦讀取紫外接收探頭(18 )采集到的數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的使用方法，其特征在于，所述待測定的體系溶液為甲醇與a-生育酚或甲醇與油酸甲酯的混合物，所述待測定的體系溶液中甲醇的摩爾分率為0.96_0.98。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的使用方法，其特征在于，進(jìn)料系統(tǒng)的進(jìn)料速率為每分鐘 .7.49-9.34mL0
全文摘要
本發(fā)明公開了一種流動式高溫高壓相平衡測定裝置及其使用方法，包括進(jìn)料系統(tǒng)、平衡釜、采樣系統(tǒng)和紫外在線檢測系統(tǒng)；采用GH132鎳基合金作為平衡釜體，可以耐受773K的高溫和50MPa的高壓，保證可以在較大的溫度壓力范圍內(nèi)獲得穩(wěn)定的相平衡狀態(tài)；采用藍(lán)寶石作為視窗，使整個裝置可視化，使整個測定過程準(zhǔn)確可靠，同時方便拍攝相平衡變化過程；合理的進(jìn)料系統(tǒng)保證進(jìn)入平衡釜的試劑組成一致混合均勻；合理的采樣系統(tǒng)保證采樣過程不影響流動體系的相平衡；紫外在線檢測系統(tǒng)方便數(shù)據(jù)的采集，同時跟采樣系統(tǒng)獲得的樣品數(shù)據(jù)相對照，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。
文檔編號G01N21/33GK103196861SQ201310109090
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者方濤, 徐杰, 姜召, 黃書成 申請人:西安交通大學(xué)