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。     

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。     

高黏原油和石英砂复配体系中水合物生成实验研究

在油井开采原油时,会产生伴生气,而在高压和低温环境中会生成天然气水合物,进而堵塞运输管道,因此研究油砂体系（含原油的体系）和纯石英砂体系（不含原油的体系）中水合物生成情况具有重要意义。在初始压力为4.00、6.00、8.00 MPa,石英砂粒径为20、30、60、80目,温度恒定的条件下,研究了油砂体系和纯石英砂体系中甲烷水合物的生成情况以及最终耗气量。结果表明,在初始压力相同的油砂体系中,石英砂粒径越小,水合物生成诱导期越短,水合物生成速率越大。研究石英砂粒径对水合物生成最终耗气量的影响发现,随着石英砂粒径的减小,耗气量先增加后减少,当石英砂粒径为60目时,耗气量达到最大,其值为0.19 mol。同时,对油砂体系和纯石英砂体系中水合物生成情况进行了对比。结果表明,由于两种体系中都存在SDS（十二烷基硫酸钠）溶液,因此水合物生成速率相差不大;在石英砂粒径相同的条件下,油砂体系中最终耗气量小于纯石英砂体系中的最终耗气量,这说明原油对水合物生成具有抑制作用。在油砂体系中,压力越大,越有利于水合物的生成。     

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。     

海底砂岩水合物生成机理及储量预测研究进展

天然气水合物作为一种新型能源,90％储存于海洋环境中,其中以海底砂岩水合物储量最高,质量最好,最具开发价值.从海底砂岩水合物生成影响因素及储量预测两个方面的研究进展进行了分析和介绍.在生成影响因素方面,主要阐述了海底砂岩粒径、界面特性、盐的浓度和气体组分对砂岩型水合物形成量的影响,并分析了其影响原因;在储量预测方面,总...     

在五组分溶液体系中制备碳酸钙微球

在水-十二烷基硫酸钠(SDS)-α-甲基丙烯酸(MAA)-聚乙二醇400(PEG400)-盐五组分溶液体系中制备了碳酸钙微球(中空),其粒径在0.5~1.5μm之间。并且对无表面活性剂SDS以及SDS浓度为0.2 mmol.L-1情况下制备的碳酸钙微结构进行了考察,得到了由片状粒子堆积而成的花球,直径约在0.8~3μm之间。考察了后处理条件对碳酸钙粒子的影响,后处理温度为140℃时,原来粒径小的碳酸钙微粒聚集成粒径较大的多面体稳定结构。用XRD、SEM等手段对样品进行了表征,对其形成机理进行了分析和探讨。     

天然气水合物形成条件与生长过程研究

测量并计算了合成天然气水合物的形成条件,结果表明,温度越高,水合物相平衡压力越高,而且压力的增加率越大．在水合物相平衡测量基础上利用水合物形成实验装置,在定压条件下对表面活性剂体系水合物的形成过程和水合物的储气质量进行了实验研究,实验结果表明,活性剂对水合物的形成具有显著的促进作用,提高了水合物的储气密度．在3．86MPa、274．05K条件下,天然气水合物的储气量达159．     

表面活性剂对CO_2水合物生成影响的实验研究

通过实验研究了复合添加剂对CO2水合物生成条件的影响,选用十二烷基硫酸钠（SDS）和十二烷基苯磺酸钠（SDBS）以及两者的混合溶液（按1∶2的比例）作为实验用溶液,研究发现当采用质量浓度为255mg/L的SDS和SDBS复合添加剂溶液时,CO2水合物的相平衡点最低,最易生成,此时的溶液体系能很好的促进水合物生成,而且比单一的SDS溶液或者SDBS溶液体系下水合物的相平衡点都有所降低。     

电场辅助水合物生成与分解研究进展

水合物技术在天然气储运、二氧化碳捕集与封存、气体分离和冷能等领域具有广阔的应用前景.自然条件下,水合物普遍存在着生成速率低、应用环境限制多等因素,因此常采用物理法或化学法来改善其工业化生产条件.物理法和化学法具有生成速率高、储气量高的优点,但存在能耗高、设备成本高、环境污染等问题.近年来,电场对水合物的影响及其作用机理...     

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...     

基于CEEMDAN的希尔伯特变换在海底天然气水合物地震探测中的应用

当地层中填充了天然气水合物后,沉积物的一些物理性质会发生相应的改变,最终引起地震属性的变化,因此地震属性中包含了大量地质特征,是识别海底地层是否存在天然气水合物的一个重要标志。通常用来识别天然气水合物的瞬时振幅、相位、频率可以应用希尔伯特变换来获得,但单纯的希尔伯特变换获得的瞬时属性有效信息较少,为了获得更高的分辨率,提出了基于EMD算法的希尔伯特变换,由于EMD算法模态混叠严重,最终提出了改进后的CEEMDAN算法。本文利用CEEMDAN算法对地震属性信号进行分解,选择了包含有效信息的IMF分量与希尔伯特变换相结合,获得了瞬时属性,将方法用于OBS(海底地震仪)和垂直缆的天然气水合物数据中,得到的属性结果分辨率较高,清晰地表明了海底似反射BSR(Bottom Simulating Reflector)的瞬时振幅和频率信息,为识别天然气水合物提供了依据。     

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).     

混合致冷剂水合物晶体生成和分解过程研究

为了深入了解水合物的生长动力学机制,通过对混合致冷剂HCFCl41b／HFC152a水合物晶体生成及分解过程的形态进行观测,从动力学和形态学方面验证了混合致冷剂水合物的性能互补特点．结果表明,混合致冷剂水合物与低压致冷剂HCFC141b水合物相比,其引导时间更短,生成速度更快．混合致冷剂。HCFC141b／HFC152a水合物可在10℃融化,克服了高压致冷剂HFC152a水合物相变温度高的缺点,证明了混合致冷剂水合物较单一致冷剂水合物更适合作为蓄冷空调的储冷介质。     

油基体系下天然气水合物浆液流动实验研究

在多相流管输体系下,水合物浆液在流动过程中会遇到崎岖不平的地形地貌,此时采用倾斜管道显得尤为重要。因此,研究了天然气水合物浆液在倾斜管内的流动特性对堵塞管路的影响。在低温高压可视水合物实验环路上,开展了油基体系下油＋天然气的水合物堵管实验,探究了初始压力、初始流量等因素对天然气水合物浆液流动和堵管时间的影响。同时,利用实时在线颗粒测试仪,对水合物生成、流动及堵管过程中水合物颗粒的微观变化进行了分析。结果表明,随着初始压力增大,天然气水合物的诱导时间、生成时间和浆液流动时间均缩短,天然气水合物堵管趋势增大;随着初始流量增大,天然气水合物的诱导时间、生成时间和浆液流动时间均延长,天然气水合物堵管趋势减小。对水合物生成至堵管的过程以及堵塞机理进行了分析。对油基体系下天然气水合物堵塞管路的研究结果表明,在油基体系下可以通过减小初始压力、增大初始流量来有效地减小天然气水合物堵塞管路的概率。研究结果可为维持和保证天然气水合物在管道中的安全流动提供理论参考及依据。     

海洋电磁探测技术发展现状及探测天然气水合物的可行性

海洋电磁探测是利用海底介质的电磁感应信息,对海底的矿产资源分布进行电性推断的一种技术。由于天然气水合物与海底沉积物的电学性质差异,因此可以利用电磁探测方法用于探测海底天然气水合物。"863项目""天然气水合物的海底电磁探测技术",成功研制出我国的海洋天然气水合物电磁探测仪器。本文对海洋电磁探测原理、研究现状及我国"863项目"研制的海洋天然气水合物电磁探测仪器进行了介绍。