水合物法存儲天然氣中C1-C4組分.pdf

1、天然氣是一種重要的能源資源廣泛地分布在世界各地，其來源廣，價格低，燃燒清潔，使用方便，因此受到各行業(yè)關(guān)注。目前天然氣的開采和儲運技術(shù)是人們最關(guān)注的問題。天然氣儲運技術(shù)主要有高壓儲氣、液化天然氣（LNG）、壓縮天然氣（CNG）、吸附天然氣（ANG）、天然氣水合物（NGH）等。NGH是繼ANG技術(shù)以來最具有應(yīng)用前景的儲氣方式。有文獻(xiàn)報導(dǎo)，在多孔結(jié)構(gòu)的材料中以形成水合物的方法存儲天然氣克服了純水中水合物生成動力學(xué)緩慢的問題。氣體水合物可以在更

2、加溫和的條件下形成，因此該技術(shù)具有潛在應(yīng)用價值。當(dāng)前水合物存儲技術(shù)的首要問題是開發(fā)孔徑合適的存儲材料。
　　活性炭是一種具有豐富孔徑結(jié)構(gòu)的碳材料，其比表面積高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，價廉易得，應(yīng)用十分廣泛。因此，實驗以椰殼炭為原料，采用KOH活化制備活性炭，活化效果好，微孔豐富，孔徑集中在1-1.5nm且含有少量介孔。然而適合天然氣水合物形成的孔徑基本在1.6-3nm范圍內(nèi)，因此制備含有較多有效孔徑（適于形成水合物的孔徑）的活性炭是提高水

3、合物氣體存儲的關(guān)鍵。實驗采用化學(xué)-物理聯(lián)合活化的方法，在KOH制備的高比表面活性炭的基礎(chǔ)上，將CO2少量引入再次活化可以擴(kuò)寬活性炭的孔徑。本文所制備的活性炭比表面積高達(dá)2768m2/g，孔容為1.87cm3/g，有效孔徑體積為0.7cm3/g，孔徑分布峰值在3nm左右。
　　C1-C4是天然氣中重要的烷烴組分，因此研究天然氣中各烷烴組分形成水合物后對儲量的影響對于天然氣水合物運輸存儲具有重要的意義。實驗采用靜態(tài)容積法測定了不同溫度

4、（275K-281K）、不同含水量下天然氣中各烷烴組分（C1-C4）在活性炭上平衡等溫線。根據(jù)氣體在不同溫度下的液化壓力，將實驗壓力范圍設(shè)置在甲烷0-10MPa,乙烷0-2.5MPa,丙烷0-0.5MPa，丁烷0-0.1MPa。研究結(jié)果表明，各烷烴組分在納米空間內(nèi)均可以形成氣體水合物，并且得到甲烷、乙烷、丙烷和丁烷的最大摩爾儲量分別是36.9mmol/g,46.7mmol/g,17.3mmol/g和11mmol/g。同時本實驗還測定了多