Ar提高CO2置换CH4水合物置换率研究

为验证Ar促进CO2置换CH4水合物实验方案的可行性，在自行设计的实验台上开展了可行性实验。通过设置不同的Ar/CO2的混合比例对照实验，研究在相同置换温度、压力条件下，充入不同Ar含量对置换过程中不同时刻CH4置换量、Ar和CO2的残余量及置换率的影响规律。置换实验的压力为3.5 MPa，温度为278.15 K，置换气体分别为纯CO2、Ar和CO2的混合气（混合比为1∶〖KG-2mm〗3、1∶〖KG-2mm〗4、1∶〖KG-2mm〗9）。实验研究表明：纯CO2置换CH4的置换率仅为46%，混合比为1∶〖KG-2mm〗3、1∶〖KG-2mm〗4、1∶〖KG-2mm〗9的混合气置换率分别为21%、63%和66%，所以Ar作为小分子气体添加剂促进了CO2置换CH4水合物，提高了CH4的置换率；随着充入Ar比率的增大，不同时刻CH4的置换量及置换率均有所提高，Ar和CO2的残余量有所减少；在置换反应的初始阶段CH4的置换率增长较快，在置换反应中后期，CH4的置换率变化平缓。