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摘要：天然气水合物在很多方面有着非常重要的应用前景，天然气水合物被称为化石燃料的替代资源，受到了世界各国研究者的高度重视。通过对天然气水合物的组成、结构以及性质进行分析，了解天然气水合物在能源利用和环境保护等方面的重要意义，需要对天然气水合物进行不断研究并得出相关平衡理论，为未来的研究方向奠定基础。
关键词：天然气水合物;促进与抑制;研究
天然气水合物是一种由水和碳氢分子所组成的物质，天然气水合物大多储藏在极地永冻区以及深海地区等。世界各个国家的研究学者在对天然气水合物研究的过程中，已经确定天然气水合物的结构主要有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种类型，对天然气水合物的研究所涉及到的领域比较多，天然气水合物是一种能代替化石燃料的自然资源，因此对天然气水合物的研究非常有意义。
1天然气水合物的资源和环境意义
天然气水合物在地球上的储量非常巨大，所存在的区域大多为深海地区。天然气水合物的储量是化石燃料资源量的2倍多，因此很多国家将天然气水合物来作为重要的战略后备资源，天然气水合物拥有埋藏浅、分布广、能源密度大等特点。通过对天然气水合物的结构和组成成分进行分析，认为利用热敷法，降压法和化学试剂法能够对天然气水合物进行开采，另外，在对天然气水合物进行分解的过程中，会产生大量的淡水资源，从而可以缓解地球上的淡水危机，因此天然气水合物被称为战略后备资源。
甲烷所形成的温室效应是二氧化碳的21倍，全球气候变暖会对天然气水合物造成分解，使大量的甲烷气体得以释放，造成全球气温进一步升高。目前世界各国正采用不同的方法来减少温室气体的排放，使用最常见的手段为水合物技术，利用该技术能够将大气中的二氧化碳分离出来，并以水合物的形式将其储存于海洋深处。
2天然气水合物及其生成促进与抑制研究进展
2.1天然气水合物生成的促进研究现状
天然气水合物生成效率问题主要有以下两种研究方法。第一，热力学方法，通过对天然气水合物反应体系中加入其他气体添加剂，气体添加剂可以占据水合物结构中所没有被占据的缝隙，降低水合物之间的转换活化能，能够有效提升天然气水合物晶体中的填充率，在很大程度上可以促进天然气水合物的生成，并且能够提高天然气水合物的稳定性。如在甲烷的水合物中添加丙烷气体，可以降低甲烷水合物的生成条件，提高甲烷水合物的结构特性，使其变得更加稳定。第二，动力学方法。目前该方法仅用于表面活性剂和助溶剂的研究。表面活性剂之所以能够促进水合物的生成，主要是因为表面活性剂能够降低气液界面张力，增加了扩散传质的效率，在很大程度上帮助气体更容易进入液相状态。
近年来很多研究者对表面活性剂做出了大量的实验研究，通過研究表明，阴离子表面活性剂在很大程度上能够改善天然气水合物的生成条件，非离子表面活性剂能够减少天然气水合物的生成时间，表面活性剂不仅可以促进天然气水合物的形成，加快了甲烷等气体在水中的溶解速度，由此可以说明表面活性剂能够有效促进天然气水合物的形成。
通过研究表明，外场对于水合物的生成也有促进作用，一定量的微波可以加快天然气水合物的分解，并且还可以减少天然气水合物的诱导时间。利用相关实验数据进行分析，20W的微波可以将天然气水合物的过冷度减少3℃左右，并且将水合物的诱导时间从4.5h减到1.3h，造成这种情况的原因为在压力恒定的情况下，微波可以提高天然气水合物的相平衡温度，在微波的影响下，天然气中的自由水会加速运动，导致加快天然气水合物的形成。
2.2天然气水合物生成的抑制研究进展
天然气水合物会造成输气管道堵塞，因此研究学者通过相平衡的热力学模型进行预测，在一定条件下天然气水合物的生成条件，并对天然气水合物生成进行抑制研究，其中最常用的方法为干燥脱除法、加热保温法、降压法等物理方法来进行天然气水合物抑制。
化学抑制法主要由热力学抑制剂和动力学抑制剂两种，热力学抑制剂主要是在生产过程中注入甲醇、乙醇等气体添加剂来改变水合物的热力学稳定性，从而有效避免水合物的形成。动力学抑制剂主要是依靠降低水合物生成的速度来避免管道出现堵塞，通过添加化学剂，来改变水合物的热力学条件，有效抑制水合物的形成速率，动力学抑制剂在应用的过程中由于其用量少，并且抑制效率高等特点，已经成为很多学者所研究的重点内容。动力学抑制剂虽然能够抑制水合物的生成，但是不能解决水合物堵塞问题，当水合物堵塞管道以后需要采用甲醛或者降压等方式进行解决，因此在实际应用过程中，将热力学抑制剂和动力学抑制剂混合使用，才能够达到安全高效生产的目的。
防聚剂的利用可以降低水合物的聚集，防聚剂的主要原理是降低表面活性剂或者聚合物发生乳化作用，防止水活物晶体的形成，防聚剂不会受到温度的影响。
目前我国对动力学抑制剂的开发还不是特别成熟，主要的原因是分子结构不是特别理想，通常情况下会受到温度、压力、溶解度的影响，造成抑制剂的作用机理失去原有的效果。因此需要研究动力学抑制剂的分子结构，开发出性能更好的抑制剂，能够减少温度变化对抑制剂的影响，从而降低成本，是目前我国天然气水合物抑制研究的主要方向。
3结束语
从不同角度对天然气水合物进行研究，可以发现天然气水合物是一种战略储备能源，能够减少环境污染。通过对天然气水合物抑制与促进方面的研究对油气工业的生产有着非常重要的意义，能够有效促进天然气水合物的工业化生产。因此世界各国需要不断加强对天然气水合物促进和抑制剂的开发，根据天然气水合物的结构特点，探索外场和其他化学剂的作用效果，可以有效提高对天然气水合物的利用率，提供全新的理论和实验数据对天然气水合物进行工业生产。
参考文献：
[1]雷玲琳，石晓栊.天然气水合物抑制技术研究进展[J].西部探矿工程，2013（06）：91-93.
[2]马诗会，吴玉国，潘振，康进科.促进天然气水合物生成因素的研究进展[J].应用化工，2017（1）
[3]赵义，丁静，杨晓西，叶国兴.天然气水合物及其生成促进与抑制研究进展[J].天然气工业，2004（12）：155-157+20.
关键词：天然气水合物;促进与抑制;研究
天然气水合物是一种由水和碳氢分子所组成的物质，天然气水合物大多储藏在极地永冻区以及深海地区等。世界各个国家的研究学者在对天然气水合物研究的过程中，已经确定天然气水合物的结构主要有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种类型，对天然气水合物的研究所涉及到的领域比较多，天然气水合物是一种能代替化石燃料的自然资源，因此对天然气水合物的研究非常有意义。
1天然气水合物的资源和环境意义
天然气水合物在地球上的储量非常巨大，所存在的区域大多为深海地区。天然气水合物的储量是化石燃料资源量的2倍多，因此很多国家将天然气水合物来作为重要的战略后备资源，天然气水合物拥有埋藏浅、分布广、能源密度大等特点。通过对天然气水合物的结构和组成成分进行分析，认为利用热敷法，降压法和化学试剂法能够对天然气水合物进行开采，另外，在对天然气水合物进行分解的过程中，会产生大量的淡水资源，从而可以缓解地球上的淡水危机，因此天然气水合物被称为战略后备资源。
甲烷所形成的温室效应是二氧化碳的21倍，全球气候变暖会对天然气水合物造成分解，使大量的甲烷气体得以释放，造成全球气温进一步升高。目前世界各国正采用不同的方法来减少温室气体的排放，使用最常见的手段为水合物技术，利用该技术能够将大气中的二氧化碳分离出来，并以水合物的形式将其储存于海洋深处。
2天然气水合物及其生成促进与抑制研究进展
2.1天然气水合物生成的促进研究现状
天然气水合物生成效率问题主要有以下两种研究方法。第一，热力学方法，通过对天然气水合物反应体系中加入其他气体添加剂，气体添加剂可以占据水合物结构中所没有被占据的缝隙，降低水合物之间的转换活化能，能够有效提升天然气水合物晶体中的填充率，在很大程度上可以促进天然气水合物的生成，并且能够提高天然气水合物的稳定性。如在甲烷的水合物中添加丙烷气体，可以降低甲烷水合物的生成条件，提高甲烷水合物的结构特性，使其变得更加稳定。第二，动力学方法。目前该方法仅用于表面活性剂和助溶剂的研究。表面活性剂之所以能够促进水合物的生成，主要是因为表面活性剂能够降低气液界面张力，增加了扩散传质的效率，在很大程度上帮助气体更容易进入液相状态。
近年来很多研究者对表面活性剂做出了大量的实验研究，通過研究表明，阴离子表面活性剂在很大程度上能够改善天然气水合物的生成条件，非离子表面活性剂能够减少天然气水合物的生成时间，表面活性剂不仅可以促进天然气水合物的形成，加快了甲烷等气体在水中的溶解速度，由此可以说明表面活性剂能够有效促进天然气水合物的形成。
通过研究表明，外场对于水合物的生成也有促进作用，一定量的微波可以加快天然气水合物的分解，并且还可以减少天然气水合物的诱导时间。利用相关实验数据进行分析，20W的微波可以将天然气水合物的过冷度减少3℃左右，并且将水合物的诱导时间从4.5h减到1.3h，造成这种情况的原因为在压力恒定的情况下，微波可以提高天然气水合物的相平衡温度，在微波的影响下，天然气中的自由水会加速运动，导致加快天然气水合物的形成。
2.2天然气水合物生成的抑制研究进展
天然气水合物会造成输气管道堵塞，因此研究学者通过相平衡的热力学模型进行预测，在一定条件下天然气水合物的生成条件，并对天然气水合物生成进行抑制研究，其中最常用的方法为干燥脱除法、加热保温法、降压法等物理方法来进行天然气水合物抑制。
化学抑制法主要由热力学抑制剂和动力学抑制剂两种，热力学抑制剂主要是在生产过程中注入甲醇、乙醇等气体添加剂来改变水合物的热力学稳定性，从而有效避免水合物的形成。动力学抑制剂主要是依靠降低水合物生成的速度来避免管道出现堵塞，通过添加化学剂，来改变水合物的热力学条件，有效抑制水合物的形成速率，动力学抑制剂在应用的过程中由于其用量少，并且抑制效率高等特点，已经成为很多学者所研究的重点内容。动力学抑制剂虽然能够抑制水合物的生成，但是不能解决水合物堵塞问题，当水合物堵塞管道以后需要采用甲醛或者降压等方式进行解决，因此在实际应用过程中，将热力学抑制剂和动力学抑制剂混合使用，才能够达到安全高效生产的目的。
防聚剂的利用可以降低水合物的聚集，防聚剂的主要原理是降低表面活性剂或者聚合物发生乳化作用，防止水活物晶体的形成，防聚剂不会受到温度的影响。
目前我国对动力学抑制剂的开发还不是特别成熟，主要的原因是分子结构不是特别理想，通常情况下会受到温度、压力、溶解度的影响，造成抑制剂的作用机理失去原有的效果。因此需要研究动力学抑制剂的分子结构，开发出性能更好的抑制剂，能够减少温度变化对抑制剂的影响，从而降低成本，是目前我国天然气水合物抑制研究的主要方向。
3结束语
从不同角度对天然气水合物进行研究，可以发现天然气水合物是一种战略储备能源，能够减少环境污染。通过对天然气水合物抑制与促进方面的研究对油气工业的生产有着非常重要的意义，能够有效促进天然气水合物的工业化生产。因此世界各国需要不断加强对天然气水合物促进和抑制剂的开发，根据天然气水合物的结构特点，探索外场和其他化学剂的作用效果，可以有效提高对天然气水合物的利用率，提供全新的理论和实验数据对天然气水合物进行工业生产。
参考文献：
[1]雷玲琳，石晓栊.天然气水合物抑制技术研究进展[J].西部探矿工程，2013（06）：91-93.
[2]马诗会，吴玉国，潘振，康进科.促进天然气水合物生成因素的研究进展[J].应用化工，2017（1）
[3]赵义，丁静，杨晓西，叶国兴.天然气水合物及其生成促进与抑制研究进展[J].天然气工业，2004（12）：155-157+20.