抑制剂对甲烷水合物生成规律影响的研究

天然气水合物储量巨大,是未来替代煤和石油等传统化石能源的新型清洁能源之一。天然气水合物生成、抑制与分解受多种因素的影响,在研究化学抑制剂对水合物分解抑制与加速效果时需要考虑多重因素的影响,如纯水或海水、反应釜内不同气液比、压力等。利用自行研制的可视化水合物生成、抑制和分解模拟装置进行了水合物相关模拟实验研究。在气液体积比为150∶350时,采用实验室自配的动力学抑制剂KHI3和不同质量分数的NaCl进行复配分析,选出最佳复配方案。结果表明,在3%NaCl+1%KHI3（质量分数）复配方案下,水合物不易生成;KHI3质量分数为2%时,水合物成核速率反而增快,对水合物生成起到促进作用。在实际应用中,应该严格控制抑制剂质量分数,避免出现水合物大量生成而导致的管道堵塞。     

天然气水合物降压分解传热特性分析

天然气水合物广泛存在于海底和冻土等极地环境中,是未来潜在的新型天然气能源.降压开采天然气水合物适合于大规模工程应用,边界传热是影响天然气水合物分解速度的重要因素.研究了天然气水合物降压开采的控制机理,建立了二维开采模型,分析了实验室小尺度下不同边界传热条件对天然气水舍物降压开采过程中温度、压力、饱和度以及产气率变化的影响.结果表明,水合物降压开采需要边界能量输入,边界绝热时产气总量为完全分解时的1/36,边界温度越高,水合物分解越快,边界温度为277.45K时分解速度为275.45K时的2.5倍,产气率越快,但对产气总量影响不大.     

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。     

甲烷水合物降压分解控制机理实验研究

自然界中甲烷水合物储存条件复杂,直接岩芯取样进行研究存在困难。通过搭建水合物合成与分解实验系统,对多孔介质中甲烷水合物的合成与分解特性进行了实验研究,测定了甲烷水合物的相平衡曲线,通过对甲烷水合物进行降压分解实验研究,结果表明在渗透率较大的多孔介质中,热量传递是影响水合物分解的主要控制因素。     

高含CO2水合物生成条件模拟与预测研究

利用"油气藏地质及开发工程"国家重点实验室(西南石油大学)专用水合物测试装置,测定了不同二氧化碳含量的烃类气样在不同给定压力下生成水合物的温度,同时基于分子热力学理论建立了高含二氧化碳气体的水合物生成条件预测模型.将模型的预测结果与测试结果进行对比分析验证,结果表明:建立的模型对高含二氧化碳气体水合物预测结果较准确,最大相对误差仅为0.91%,能满足工程设计与计算的要求,为高含二氧化碳体系水合物研究提供了一定的理论依据.     

注甲醇溶液分解丙烷水合物实验模拟

在自制的可视化水合物开采装置中进行了以恒流量注入不同质量分数（30．0％,60．1％,80．2％,99．5％）甲醇溶液定容分解丙烷水合物的模拟化学试剂法分解天然气水合物实验。结果表明,分解实验开始后,釜内液相温度缓慢降低,压力近似于线性增长,分解时间随着质量分数的增加逐渐减少但减少的程度在减弱。通过计算得到丙烷水合物的平均分解速率介于0．02059～0．04535mol／（min·L）,并随注入甲醇质量分数的增加而增大。与注入纯水分解水合物实验相比甲醇的注入可以减少水合物分解时所需要的热量、加速水合物分解,同时提高甲醇的质量分数有利于加速水合物的分解。     

甲烷水合物常压分解

在容积为1L的高压反应釜中制备甲烷水合物，采用常压恒温分解法测定了甲烷水合物分解过程的实验数据，并提出了以微分方程表达的宏观分解动力学模型，同时计算出甲烷水合物分解的活化能为76．93kJ／mol。并与其他人测定的活化能数据进行了对比，验证了动力学模型的可靠性。     

CO2水合物生成及流动特性研究进展

在深海油气田开发中,水合物堵塞会严重制约管输的效率及安全性.基于CO2水合物,系统地综述了水合物生成动力学中诱导期的概念.水合物从生成、流动到堵塞的整个过程中经历了多个阶段,其间流动参数不断发生变化;在不同的流动体系中,水合物的堵塞机理存在差异,其真实规律未得到统一认识.总结了现阶段水合物流动特性研究的不足,以及未来重...     

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...     

金属纳米颗粒对甲烷水合物分解过程的影响

天然气水合物形成的冰堵是造成管道堵塞的重要原因,金属纳米颗粒的添加可以增强水合物分解过程的传热传质,加速水合物分解。为分析金属纳米颗粒对甲烷水合物分解过程的影响,采用分子动力学方法模拟了纯水体系和金属纳米颗粒体系中甲烷水合物的分解。结果表明,甲烷水合物的分解是逐层进行的,分解速度随温度升高而升高;金属纳米颗粒体系下,水分子和甲烷分子扩散系数均高于纯水体系,粒径为1.0 nm的体系中水分子和甲烷分子的扩散系数大于粒径为1.5 nm体系。可见金属纳米颗粒有利于促进水合物分解,而且相比于金属颗粒的种类,粒径大小对水合物结构影响更大。     

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．     

瓦斯水合物分解热力学研究

通过可视化实验设备研究了5组Ⅱ型瓦斯水合物分解热力学条件，利用Clausius—Clapeyron方程、数值分析理论、傅立叶定律及传热方程，建立了水合物分解热计算模型和水合物分解传热过程简化模型；计算了水合物分解热；明确了水合物分解过程中所需热量，煤层／空气传热介质的温度梯度及分解耗时等因素的关系．结合抚顺煤田实际情况计算出当温度梯度为3．5K／m时，煤中14．64m^3／t瓦斯量生成的水合物分解需热量为600kJ，耗时117h．结果表明：水合物分解过程所需热量多、耗时长，证实了利用瓦斯水合作用防止煤与瓦斯突出的可行性．     

过氧化氢水合物稳定性分子动力学模拟研究

采用分子动力学模拟方法研究过氧化氢(Hydrogen Peroxide,HP)作为客体分子形成结构Ⅰ型(SI)水合物稳定性。系统分析了不同数目的HP填充到SI笼子中形成水合物晶体稳定机理。模拟表明,无辅助气体下,HP不能形成稳定的SI水合物。添加甲烷辅助气体对水合物形成具有稳定作用,随辅助气体的增加水合物笼状结构破坏缓慢。在添加1个HP到SI大胞腔中,其它胞腔填充辅助气体情况下,能形成稳定SI水合物。研究表明HP作为促进水合物分解的化学试剂与醇类具有相似性质,仅在低浓度下可以形成稳定水合物,为HP溶液促进甲烷水合物分解实验研究提供参考。     

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     

防止水合物生成的井下节流机理研究

建立气井井筒压力温度及井下节流温降模型,预测节流前后井筒沿程压力、温度的分布。结合水合物预测模型,对防止水合物生成井下节流工艺进行设计。     

分子动力学模拟甲烷水合物结构稳定性

采用经典的NVT系综分子动力学方法模拟研究在不同温度下晶穴占有率对甲烷水合物晶体结构稳定性的影响。模拟显示高晶穴占有率和低温均有利于甲烷水合物晶体结构的稳定。在NVT系综模拟条件下,当晶穴占有率θ=100%甲烷水合物晶体可以在较高的温度下稳定存在;当θ37.5%,在适宜的温度下可以稳定存在;较低的温度可使空甲烷水合物笼形结构稳定。     

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...     

不同组成添加剂对甲烷水合物生成的影响

在1L的半连续搅拌槽式反应器中,研究了添加剂十二烷基硫酸钠、草酸钾和草酸钾与十二烷基硫酸钠复合对甲烷水合物生成过程的影响.结果表明:十二烷基硫酸钠的作用优于草酸钾、草酸钾与十二烷基硫酸钠的复合.甲烷水合物储气量达到159.1 Vg.V-H1,其生成速率达到0.43 Vg.V-H1.min-1,优于文献报道结果.     

深水钻井液添加剂抑制气体水合物生成实验

深水钻井中,水合物的大量生成与聚集是引起防喷器堵塞等事故的直接原因。利用水合物模拟实验装置,模拟了深水钻井动态环境,对深水水基钻井液常用添加剂进行了水合物生成实验研究。以水合物开始大量生成的时间为评价标准,分析了常用加量下深水钻井液添加剂抑制水合物生成效果。结果表明,聚合醇SD-301可显著推迟水合物大量生成的时间,其抑制效果优于常用水合物动力学抑制剂PVCap;聚阴离子纤维素PAC-LV、生物聚合物XC、羧甲基纤维素CMC-LV以及动力学抑制剂PVP也具备一定的抑制效果;而部分水解聚丙烯酰胺PLUS、氨基聚合物SDJA以及磺化酚醛树脂SD-102的抑制效果并不明显。     

甲烷水合物在冰粉石英砂混合物中的生成过程

在自行搭建的实验台上利用恒压预冷法研究了不同压力（5．3MPa、6．8MPa、7．9MPa）、恒定温度（273K）下甲烷水合物在冰粉（154～300μm）与石英砂（154～3μm）混合物中的生成过程。结果表明：甲烷水合物在此混合物中聚集生长；压力对反应中期冰粉的转化速度有影响，其随压力的升高而呈指数级加快，但压力对最终的冰粉转化率影响不大。与甲烷水合物在冰粉中的生成过程进行比较发现：石英砂的存在提高了冰粉转化速率和最终冰粉转化率（约80％）；基于冰粉中水合物生成的敛核模型或原位偏离模型，不能很好地解释本实验条件下的实验现象。