【摘 要】
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天然气水合物是一种由天然气和水在低温、高压下形成的非化学计量的笼型络合物。具有热值高、储量大、分布广泛等特点。它不仅仅是未来天然气的潜在能源,还在海水淡化、蓄冷和天然气运输等方面具有重要的价值。由于水合物生成过程诱导时间长、生长速率慢以及生成条件严苛等原因限制了水合物技术的推广,因此近年来有关水合物方向的科学研究多侧重于寻找可促进水合物形成的过程。目前最常用的做法是在天然气水合物生成体系中添加表面
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天然气水合物是一种由天然气和水在低温、高压下形成的非化学计量的笼型络合物。具有热值高、储量大、分布广泛等特点。它不仅仅是未来天然气的潜在能源,还在海水淡化、蓄冷和天然气运输等方面具有重要的价值。由于水合物生成过程诱导时间长、生长速率慢以及生成条件严苛等原因限制了水合物技术的推广,因此近年来有关水合物方向的科学研究多侧重于寻找可促进水合物形成的过程。目前最常用的做法是在天然气水合物生成体系中添加表面活性剂,相较于表面活性剂的促进作用,NaCl等大部分盐类通常都被认为是一种热力学抑制剂,在早期实际的科学研究中经常被用来抑制水合物的形成,因此关于盐类和表面活性剂复配对水合物生成的影响研究相对较少。为了更全面地了解盐类和表面活性剂复配体系对天然气水合物形成的影响,本文选取了海水中含量最高的几种易溶性盐类(NaCl、MgCl2、MgSO4和K2SO4)和最常见的具有代表性的三类表面活性剂(SDS、APG、DTAC)进行复配,在275.15 K和6 MPa的环境下,研究了不同种类的盐类和不同种类的表面活性剂复配对水合物生成的影响。最后选取了促进效果最好的溶液配比,研究了其在不同多孔介质环境中对水合物生成的影响。实验结果显示,水合物生长的最适盐浓度为30 m M左右,当盐类的浓度超过50 m M时将会起到抑制作用;SDS和APG与低浓度的盐类复配会明显促进甲烷水合物的生成,DTAC与低浓度的盐类复配溶液中基本不生成水合物;多孔介质的体积改变不影响本身的促进效果,多孔介质的粒径变化对水合物的生成影响较大。研究结果表明,低浓度的盐类、表面活性剂和多孔介质都会促进水合物的生成。盐类可以是热力学抑制剂,也可以是动力学促进剂;相比于SDS和APG对水合物生成的促进作用,DTAC对水合物生成的促进效果并不明显;多孔介质的粒径越小越有利于水合物的生成,对水合物生成的促进作用影响越明显。
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