水合物技术在沼气配送中的应用

我国沼气资源丰富,但是大量中小沼气工程受规模限制未能得到充分有效的利用,可通过高效收集方式将沼气集中后进行高值利用。文章介绍了一种可用于沼气配送的新方法——水合物配送技术,该技术具有储气能力强、安全性高、经济性和灵活性好等诸多优点,不但可以用于沼气配送,而且能对沼气进行分离提纯。通过对气体水合物技术基本原理、储运与提纯发展状况的分析,论述了该技术在我国沼气配送和提纯应用中的优势,并针对我国沼气分散、气量小的特点提出了沼气水合物特色配送路线。     

纳米Fe3O4固载聚苯乙烯球对甲烷水合物生成与分解的影响

为了提高甲烷水合物合成反应中的传热效率,选取纳米Fe3O4作为导热材料,将不同量的纳米Fe3O4固载在聚苯乙烯球(PSNS)上,通过乳液聚合法制备了20%Fe3O4/PSNS和40%Fe3O4/PSNS两种新型聚苯乙烯球,并研究了PSNS,20%Fe3O4/PSNS,40%Fe3O4/PSNS三种聚苯乙烯溶液和十二烷基硫酸钠(SDS)对甲烷水合物生成与分解的影响。实验结果表明:三种聚苯乙烯溶液生成的水合物储气倍数和分解后甲烷回收率均高于SDS的100V/V,72.50%;对比三种聚苯乙烯溶液的促进效果发现,Fe3O4的存在明显缩短了水合物反应平衡时间,随着Fe3O4含量的增加,反应平衡时间由18 h缩短到9 h;Fe3O4提高了甲烷回收率,以20%Fe3O4/PSNS和40%Fe3O4/PSNS为促进剂时,水合物分解后甲烷回收率分别为92.15%,89.80%,都高于PSNS的85.00%。     

天然气水合物分解不可能导致大量温室气体释放

正Energy Daily,2017-02-10根据美国地质调查局(USGS)和罗切斯特大学科学文献的最新解释性评论,因气候变暖导致的甲烷水合物的分解不可能导致大量的甲烷释放到大气中。甲烷水合物也称为天然气水合物,是天然存在的甲烷与水的冰状形式,它在窄范围内的压力和温度条件下是稳定的。天然气水合物主要发生在水深超过1000~1650ft的海底沉积物中,     

金属纤维悬浮液中天然气水合物生成特性实验研究

水合物缓慢的生成速率已经成为水合物储运天然气技术应用的一大障碍。基于静态强化水合物生成技术,以含悬浮金属纤维的表面活性剂溶液作为水合储气介质,研究4.0～7.0 MPa下天然气水合物在悬浮溶液中的生成动力学特性。研究结果表明,金属纤维优良的导热性能够促进水合物快速生成,同时纤维的粗糙表面可促进水合物成核,水合物在金属纤维悬浮体系中的储气量与储气速率均明显高于表面活性剂溶液中的水合特性。在实验压力下,悬浮体系中水合物成核诱导时间明显降低,同时储气量可以达到87.3～129.6 m³·m^-3,比表面活性剂溶液中的增加了5.0%～23.4%;储气速率达到4.4～25.1 m³·（m³·min）^-1,比表面活性剂溶液中的提高了1.1%～39.8%。研究结果可为水合物储气技术在天然气储运方面的应用提供技术参考。     

二氧化碳-氮气混合气体在微粉硅胶中生成水合物的 实验研究

空气中CO₂含量的增加导致了全球气候变暖问题。气体水合物能够有效分离出电厂尾气中的CO₂,对改善环境具有重要意义。考察了微粉硅胶（silica gel）中80mol% N₂与20mol% CO₂混合气体水合物形成特性,选取压力范围为6.0 ~ 8.0 MPa,温度范围为 -20 ~ -5℃。研究发现,N₂与CO₂混合气进入反应釜后,直接生成水合物,诱导时间小于1 min。压力越高、温度越低,生成水合物的相对气体消耗量越大,最大的相对气体消耗量为0.115 (mol/mol),水的转化率最大为77.02mol%,前30 min水合物生成速率与压力无关。水合物气体消耗量越大,反应釜中剩余N₂组分的含量越大,最大为90.95mol%。水合物生成驱动力越低,水合物中CO₂ 组分越高。在6.0 MPa、-5℃下,水合物中CO₂组分最大为65.70mol%。     

水合物储能技术研究现状

水合物为客体分子与主体水分子在一定温度与压力下形成的固体物质。水分子通过氢键形成笼型结构并将气体分子包裹在笼子里。根据其包裹气体的特性,可以通过形成水合物将气体(如C H4、H2等)储存起来,从而实现能量的储存;同时水合物的形成与分解会释放和吸收热量,通过重复形成与分解水合物进行蓄冷也是一种能量储存和利用的方式。本文将介绍水合物储能技术研究的现状,并对水合物储能未来的研究进行展望。     

聚乙烯吡咯烷酮对钻井液水合物抑制性能的影响研究

随着全球油气钻探由海洋浅水区向深水区发展,深水油气钻探中水合物的防治研究也得到了日益重视。聚乙烯吡咯烷酮作为一种非常成熟的水合物动力学抑制剂,被广泛应用于油气生产运输中。向应用于某浅水油气田的钻井液中添加0.5wt%、1.0wt%和2.0wt%的聚乙烯吡咯烷酮,首先对其低温常规性能进行实验评价。结果表明,0.5wt%和1.0wt%的聚乙烯吡咯烷酮的加入对钻井液的流变性能不会产生明显影响,2.0wt%的聚乙烯吡咯烷酮加入会影响钻井液的流变性能而导致钻井液无法满足钻井需求;随后在4℃、6 MPa ~ 10 MPa条件下,利用1.2 L定容反应釜,通过观察温度和压力的变化,研究了0.5wt%和1.0wt%聚乙烯吡咯烷酮加入后对钻井液中水合物形成的影响,研究结果表明：当温度为4℃、进气压力在6 MPa ~ 10 MPa时,进气后500 min内聚乙烯吡咯烷酮对钻井液中的水合物形成具有一定的抑制作用,浓度越高抑制效果越明显,但聚乙烯吡咯烷酮的加入不能完全抑制水合物的生成。     

Current status of energy storage using hydrates

水合物为客体分子与主体水分子在一定温度与压力下形成的固体物质。水分子通过氢键形成笼型结构并将气体分子包裹在笼子里。根据其包裹气体的特性,可以通过形成水合物将气体（如CH₄、H₂等）储存起来,从而实现能量的储存;同时水合物的形成与分解会释放和吸收热量,通过重复形成与分解水合物进行蓄冷也是一种能量储存和利用的方式。本文将介绍水合物储能技术研究的现状,并对水合物储能未来的研究进行展望。     

末次冰期以来珠江口盆地深水区天然气水合物稳定带演化

珠江口盆地深水区具备优良的天然气水合物成藏条件,是南海重要的天然气水合物资源勘探区。利用CSMHYD软件模拟预测了天然气水合物相平衡条件下,现今珠江口盆地的天然气水合物稳定带厚度分布和末次冰期以来水合物稳定带厚度的演化特征,同时讨论了晚更新世冰期以来海平面、底水温度对该区天然气水合物稳定带变化的影响,以及水合物分解对环境的影响。结果表明：（1）水深超过600 m的海域具备形成天然气水合物的温压条件;水合物稳定带平均厚度245 m,其中南部稳定带的最大厚度超过330 m,是有利的水合物勘探区;（2）中层水团温度上升很可能是新仙女木末期珠江口盆地深水区天然气水合物分解的主要诱发因素;（3）B/A暖期到YD冷期结束时水合物稳定带面积减少约0.65×10⁴ km²,分解释放的甲烷量约0.38×10¹³ m³,折算成总碳量约为1.9 Gt。     

天然气水合物开采的关键地质参数敏感性研究

采用TOUGH+HYDRATE数值模拟工具,探讨降压开采方案下天然气水合物藏（无下伏游离气水层）开采的地质参数。以单次单因子敏感性分析方法为基础,在统一变化幅度范围内研究某一储层参数（温度、压力、孔隙度、渗透率、水合物饱和度、地层厚度）的变化在60天短期与5年长期开采中对水合物开采结果的定性影响关系,并以变量敏感度为依据,定量计算储层地质参数对水合物开采评价指标的敏感度值。结果发现,在整个开采周期内,储层温度与分解气体量及产气量之间有较强的相关性;当水合物储层压力增大时,水合物分解气体体积随之减小,而在60天开采中,储层压力增大使得产气量增大,在5年开采中,储层压力的变化对产气量基本无影响,另外,储层压力与产水量之间呈线性增加的关系;水合物总分解气体量、总产气量与孔隙度之间呈负相关关系,但对产气量的变化影响相对较小;渗透率对水合物开采有明显的影响;水合物前期分解气体体积与产水量随水合物饱和度的增大而减小;在60天开采中,水合物厚度越大反而不利于水合物分解,但5年开采中,地层厚度增大,水合物分解量增大。另外,通过对地质参数敏感度计算发现,无论是以哪一开采指标作为水合物开采潜力的评价标准,水合物地层温度、地层压力以及绝对渗透率是三个至关重要的地质参数。