甲烷水合物储气实验研究

利用甲烷水合物储气的实验装置，对高纯度甲烷（甲烷的体积分数为99.9%)气体的水合物形成过程进行了初步的实验研究，获得了水合物形成过程的耗气速度、储气密度与水合物形成条件（压力、表面活性剂种类、水量）的关系。研究结果有利于水合物储存天然气技术的推广和应用，对实现水合物技术的开发、利用和进一步研究水合物形成动力学具有重要价值。     

含1,1,1,2-四氟乙烷混合气体体系Lw-H-V相平衡实验研究

利用恒温压力搜索法在277．15～295．49K温度范围内测量了3组含R-134a混合气体生成水合物的相平衡条件，结果表明在实验温度范圊内R-134a显著降低甲烷和氢气形成水合物的压力；对其中一组数据采用Parrish-Prausnitz模型进行了相平衡预测计算，并修正了该奈件下的Langmuir经验常数，修正前后模型计算的最大压力误差分别为25．6％和4．11％，表明经验参数的修正改进了预测结果。     

加压低温条件下H2O-H2O2-C3H8三元体系相平衡研究

为了开发低浓度过氧化氢水溶液的气体水合物浓缩新方法,在加压低温条件下,对H2O-H2O2-C3H8三元体系形成气体水合物的相平衡进行了研究.测定了不同浓度过氧化氢水溶液中添加表面活性剂时形成气体水合物的平衡温度和压力,结果表明气体水合物的平衡压力随着过氧化氢浓度增加而增大、随着温度的升高而升高.此外,还运用Chen-G...     

表面活性剂促进乙烯水合物的实验研究

选取绿色、 环保的生物型表面活性剂辛基葡糖苷作为乙烯水合物的生成促进剂进行实验研究, 并简 要探究了其促进机理。首先考察了辛基葡糖苷对乙烯水合物生成条件的影响; 其次考察了辛基葡糖苷对乙烯水合 物生成速率及储气量的影响; 最后利用 H y s y s考察了相平衡条件下乙烯的溶解性。结果表明, 与去离子水体系相 比, 辛基葡糖苷的加入在热力学上对乙烯水合物的影响不大; 在动力学上可显著降低乙烯水合物诱导时间, 生成速 率提升在3倍以上, 储气量的提升在5 0%左右, 其中2 8 3. 1 5K、 2. 2 0MP a下储气量达1 6 4. 7 1, 接近理论储气量; 相平 衡条件下, 乙烯在辛基葡糖苷溶液中的溶解量显著高于去离子水体系, 但远低于水合反应的消耗量。     

水合物生成表面活性剂研究进展

水合物因具有储能密度大、制备条件简单、存储稳定等优点，目前广泛应用于气体储运、气体分离、蓄冷等行业。然而纯水合物的生成速率不高和储气密度低是阻碍水合物技术进一步工业化应用的主要原因，研究表明向体系中添加促进剂可使这个问题得到有效缓解和改善。通过综述国内外各种离子型表面活性剂的研究进展，分析了其对水合物生成的相平衡条件、生成速率和储气密度的影响规律，阐述了各促进剂对水合物合成的促进机理，为水合物理论与技术的深入研究及工业化发展提供参考和借鉴。     

碳酸钙和SDS协同体系对甲烷水合物生成影响的特性研究

天然气水合物的储量决定其潜在的商业开发价值。结合海底沉积物成分及海底环境，在2 ℃和6.08 MPa的条件下研究碳酸钙作为多孔介质与十二烷基硫酸钠（SDS）的协同体系对甲烷水合物生成情况的影响，并对其进行机理分析。结果表明，二者协同体系的储气效果和储气速率均优于纯SDS溶液。碳酸钙的粒径变化会改变水合物的生成量和储气效果，其中1 mm碳酸钙的储气效果最优。协同体系极大地缩短了水合物的诱导期，加快了水合物成核速率。协同体系的促进效果体现在SDS的促进效果和碳酸钙表面特性和粒径改变的促进效果及吸附特性，打破了SDS的胶束作用和水合物的“固封”效应，增大了水合物在异相非均质环境中的生成速率，进而促进水合物的生成。因此，多孔介质与表面活性剂的协同体系可以明显地改善水合物生成速率和储气效果，为水合物快速生成技术提供了理论依据和研究方向。     

促进水合物生成传质过程实验研究

研究在纯水(静态)、纯水(搅拌)、三种表面活性剂溶液(静态)和表面活性剂溶液(搅拌)体系下,水合物生成速率及储气量变化,并从传质角度进行理论分析。结果表明,纯水搅拌体系可有效提高水合物生成速率,但相比静态及搅拌表面活性剂溶液体系,对储气量改善不明显;表面活性剂能够促进水合物生成,这与其双亲性及能在金属表面发生吸附有关,随着表面活性剂HLB值增大,水合物生成速率提高,储气量降低;在表面活性剂溶液中添加搅拌可进一步提高水合物生成速率。     

陕北某气田天然气水合物形成条件实验研究

利用可视化高压流体测试装置对陕北某气田天然气在-11～20℃的温度范围内水合物的形成条件进行了测定。实验结果表明压力的对数lgP与温度t呈线性关系，在-11～-1．8℃和1．8～20℃范围其斜率不同。另外还比较了气田试产井采出水和纯水2个体系的天然气水合物生成条件，结果显示含盐溶液水舍物生成的温度降可用冰点降来确定，同时给出了该气田天然气水合物形成条件的计算方法。     

MgSO4与表面活性剂复配对水合物生成的影响

在自然条件下,天然气水合物多存在于海洋环境中.因此,研究盐水条件下水合物的形成及其基本性质很有必要.研究了低浓度的MgSO4与十二烷基硫酸钠(SDS)、烷基糖苷(APG)、十二烷基三甲基氯化铵(DTAC)等不同表面活性剂复配对水合物生成的影响.在275.15 K、6 MPa的环境下,考察了水合物形成过程中压力和温度随时...     

长输管道内天然气最大允许含水量的预测

提出一种预测长输管道内天然气最大允许含水量的方法。输气管道内压力温度变化复杂,呈较陡的变化趋势,对应的天然气含水量也随之变化。详细地分析了输气管道内天然气含水量的变化规律,得出决定输气管道内最大允许含水量的压力温度条件。从统计热力学理论出发,以相平衡理论为基础,给出了预测长输管道内最大允许含水量的理论模型和计算方法,在给定输气管道入口压力温度条件下,能准确预测输气管道内不形成水合物允许的最大含水量。最后,将计算结果与实验数据作了比较。结果表明,此模型具有较高的精度。     

天然气水合物的形成影响因素与浆体输送研究

天然气深水集输管道内极易生成水合物,研究其形成影响因素对管道的安全运行具有重要意义。采用PVTsim建立了数值模型,并基于5种实验数据对模型进行了可靠性分析。利用该模型,模拟在不同工况下天然气形成水合物的边界条件,基于实验和OLGA模拟数据得到了水合物体积分数与介质摩尔分数的定量关系。研究表明,相比压力,水合物的形成受温度的影响更大。在天然气中,加入乙烷、丙烷、二氧化碳、硫化氢,均会使水合物形成范围扩大,而加入氮气,会使水合物形成范围缩小。随着水中盐度的增大,水合物生成范围缩小。外界温度、压力对水合物生成量的影响较小,几乎可忽略不计。基于水合物浆输送技术的研究成果,得到了保障HCFC⁃141b型和THF型水合物浆流动安全的临界甲烷摩尔分数。     

Effect of surfactant Tween on induction time of gas hydrate formation

Acceleration of gas hydrate formation is important in preventing coal and gas outbursts and is based on a hydration mechanism. It becomes therefore necessary to investigate the effect of surfactants, acting as accelerants for hydrate formation, on induction time. We experimented with three types of a Tween solution with equal concentrations of 0.001 mol/L (T40, T40/T80 (1:1), T40/T80 (4:1)). By means of visual experimental equipment, developed by us, we measured generalized induction time using a Direct Observation Method. The experimental data were analyzed combined with a mass transfer model and a hydrate crystal nuclei growth model. Our major conclusions are as follows: 1) solubilization of surfactants produces supersaturated gas molecules, which promotes the mass transfer from a bulk phase to hydrates and provides the driving force for the complexation between host molecules (water) and guest molecules in a gas hydrate formation process; 2) when the solution of the surfactant concentration exceeds the critical micelle concentration (CMC), the surfactant in an aqueous solution will transform to micelles. Most of the gas molecules are bound to form clusters with water molecules, which promotes the formation of crystal nuclei of gas hydrates; 3) the surfactant T40 proved to have more notable effects on the promotion of crystal nuclei formation and on shortening the induction time, compared with T40/T80 (1:1) and T40/T80 (4:1).     

表面活性剂在瓦斯水合物生成过程中动力学作用

促进水合物快速生成是利用水合物技术预防煤与瓦斯突出和进行煤层气储存运输的关键，表面活性剂作为水合物生成的促进剂，对其动力学促进作用进行研究十分必要．利用水合物实验设备，研究了4种表面活性剂（T40，T80，SDS，SDBS）溶液体系中瓦斯水合物的生成过程，结合建立的水合物诱导时间和生成速度模型对实验数据进行了计算和分析．结果表明：表面活性剂的加入降低了溶液的表面张力，促进了烷烃类气体溶解，加快了晶核形成过程，缩短了水合物生成的诱导时间，提高了生成速度，加快了水合物形成的动力学进程．     

表面活性剂对气体水合物生成诱导时间的作用机理

利用可视化水合物实验设备,研究了摩尔浓度均为1.0×10-3mol/L的3组溶液(T40、T40/T80(1∶1)、T40/T80(4∶1))体系中表面活性剂对气体水合物生成诱导时间的影响,运用直接观测法测定了水合物广义诱导时间,基于物质传递模型、水合物晶核生长模型及相平衡驱动力方程对实验结果进行了分析。结果表明:表面活性剂的增溶作用促使气体分子在溶液中过饱和,促进了体相-水合物晶体之间的物质传递,为气体水合物反应过程中主体分子(水)和客体分子(气体)的络合提供了驱动力;表面活性剂的自身结构特性及其水溶液的状态决定了其在超过临界胶束浓度(CMC)后胶束化,进而束缚气体分子并与水分子形成团簇,团簇的增多、胶束内空余空间的减少,使团簇互相碰撞接触的机会增多,促进了晶核形成;表面活性剂的增溶作用显著降低了被增溶物的化学势,使体系变得更加稳定,促进了水合物生成相平衡。比较表明:表面活性剂T40在促进水合物晶核生成、缩短诱导时间方面的作用显著。     

管壁中不同含水率的气主导体系水合物沉积规律

管道中多相流动条件下的水合物生成和沉积会形成流动障碍,影响正常的油气生产和运输作业。基于水平环状流气主导体系中水合物易在气相中夹带的液滴中形成或者在管壁上生成的特点,建立管壁中不同含水率的气主导体系水合物沉积模型,分析了水平环状流中不同影响因素下的水合物沉积规律。结果表明,在水平环状流中,随着含水率和过冷度的增大,水平环状流中管壁上的水合物沉积速率逐渐增大,最大沉积速率增至原来的3倍,发生水合物堵塞的风险增大;由冷凝水生成的水合物沉积会随着时间的增加而增大。本研究可为后续相关的水合物堵塞以及水合物防治提供理论参考,具有重要的应用价值。     

天然气水合物生成焓的测定(英文)

实验测定了在压力 2 0 0 0 k Pa和 670 0 k Pa条件下 ,含有甲烷、乙烷、丙烷和异丁烷等典型组成的天然气其水合物的生成焓。实验所用水合物是在微分扫描量热仪里直接生成 ,且在指定的压力下进行恒压温度扫描 ,同时测定水合物中的水气比和生成焓。其误差小于 1 .5 %。实验结果表明 ,在不同的实验压力条件下 ,水合物的生成焓与水气比变化较小     

含表面活性剂的水合反应液表面张力的测定

为了明确阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、中性表面活性剂聚氧乙烯一聚氧丙烯一聚氧乙烯（P123）对气体水合物反应液表面张力影响规律,利用德国KRUSS公司生产的界面张力仪KII测定了其表面张力,考察了浓度、温度对水合反应液表面张力的影响,分析了影响机理。实验结果表明：3种表面活性剂均能降低气体水合物反应液表面张力,CTAB、P123、SDBS的CMC分别为300、500、700mg／kg。测试数据表明,CTAB（300mg／kg）降低水合反应液表面张力效果最优,表面张力的降幅最高达79％。实验结果为表面活性剂优选提供了科学依据。