冰粉生成甲烷水合物的影響因子研究.pdf

1、已經(jīng)探明我國南海大陸架邊緣和青藏高原凍土區(qū)中擁有大量的天然氣水合物資源。天然氣水合物資源具有資源利用率高而且燃燒沒有污染的特點(diǎn)，可以作為我國未來重要替代能源中的一種。因其實(shí)際樣品獲取難度大，因此實(shí)驗(yàn)室中人工制取成為重要的研究手段。本文采用實(shí)驗(yàn)室中常用的PVT方法制取水合物，在實(shí)驗(yàn)釜中一次充氣后進(jìn)行反應(yīng)，通過觀察氣體壓力和溫度的變化情況，來判斷水合物的生成情況。實(shí)驗(yàn)研究了初始溫度、初始壓力、初始冰顆粒粒徑對水合物生成反應(yīng)的影響，并深入研究

2、了生成反應(yīng)過程中二次升壓、二次升溫和采取溫度震蕩變化等方法對純冰粉生成甲烷水合物和含有表面活性劑的冰粉生成水合物的實(shí)驗(yàn)影響規(guī)律。探索提高水合物生成量及冰粉轉(zhuǎn)化為水合物的轉(zhuǎn)化率的方法，主要工作如下:
　　本文研究冰粉生成甲烷水合物實(shí)驗(yàn)中影響因子對甲烷水合物生成過程的影響規(guī)律。在純冰粉與甲烷氣生成水合物的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)中使用相同的初始溫度，高的初始壓力對水合物的生成有很明顯的促進(jìn)作用。同樣在相同的初始壓力下，在不接近冰熔點(diǎn)下的溫度情

3、況下，初始的實(shí)驗(yàn)溫度越低，水合物的生成過程越快。對于水合物生成進(jìn)入擴(kuò)散階段后，二次補(bǔ)充壓力相比于二次升溫更有助于促進(jìn)水合物的生成。將溫度升高到分解溫度附近穩(wěn)定一段時間以后再迅速降溫到冰熔點(diǎn)以下，這種溫度大范圍震蕩變化對水合物的生成有一定的促進(jìn)作用，可以提高水合物的生成量及冰粉的轉(zhuǎn)化率。
　　在含有表面活性劑的冰粉與甲烷氣發(fā)生水合物生成反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在相同的初始壓力和溫度下，不同種類的表面活性劑，達(dá)到水合物生成最佳的情況所需要的

4、表面活性劑的濃度是不同的。通過含有表面活性劑SDS濃度分別100ppm、300ppm、500ppm的冰粉在與甲烷氣生成甲烷水合物的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用的表面活性劑SDS的濃度為300ppm時，表面活性劑SDS對冰粉水合物生成反應(yīng)的促進(jìn)作用最為顯著。在含有非離子表面活性劑APG的冰粉中，對比濃度分別為100ppm、300ppm、500ppm和1000ppm的冰粉實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)當(dāng)表面活性劑濃度為1000ppm的冰粉的水合物反應(yīng)初始階段生成水