悬浮气泡表面天然气水合物形成的特性研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com石油与天然气化工468CHEMICALENGINEERINGOFOIL&GAS2O13悬浮气泡表面天然气水合物形成的特性研究叶鹏刘道平张健(上海理工大学制冷技术研究所)摘要基于悬浮气泡表面生成气体水合物的高压可视化实验装置，分析探讨了系统压力、温度、水质因素对天然气水合物的成核和生长规律的影响。研究结果表明，随着反应温度的降低和反应压力的增大，诱导时间和生长时间呈现出缩减的趋势，气泡表面水合物逐渐由粗糙变得光滑；蒸馏水形成的水合物比较规则、密实，而纯净水形成的水合物略显凌乱、松散；相同实验条件下，蒸馏

2、水生成水合物的诱导时间和生长时间较短。关键词天然气水舍物悬浮气泡生长特性诱导时间中图分类号：TE8文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1007—3426．2013．05．006CharacteristicsresearchesofnaturalgashydrategrowthonthesuspendedbubblesurfaceYePeng，LiuDaoping，ZhangJian(InstituteofRefrigerationTechnology，UniversityofShanghaiforScienceandTe

3、chnology，Shanghai200093，China)Abstract：Basedonasetofhigh—pressurevisualexperimentdevicebuiltfortheinvestigationofthenaturalgashydratescrystallizationandgrowthonthesuspendedgasbubblesurface，thein—tluencetactorssuchaspressure，temperature，waterqualitywereanalyzedanddiscusse

4、dThe．resultsshowedthatthehigherpressureorthelowertemperatureresuhedinthe1essinductiontimeandgrowthtime，whichledtosurfacechangingfromroughtosmooth．Thesurfaceofhv—dratefilmindistilledwaterissmootherandtidierthanthatinpurewater．UnderthesameexDer—imentalconditions，thehydrate

5、filmindistilledwatergrewfasterthanthatinpurewater．Keywords：naturalgas，hydrate，suspendedbubble，growthcharacteristics，inductiontime天然气水合物被世界认为是2l世纪最理想的目前，许多研究者认为水合物只能在气／液界面替代能源。1m。天然气水合物可储存标准状态下生成并在界面以膜的形式生长。Freer等Ⅲ研究了180m。的天然气，在地球的永冻区和近海的大陆架甲烷水合物膜在气／液界面处的生长，提出了甲烷水的沉积层都有广泛

6、的分布和巨大的储量E引。水合合物膜生长动力学模型，并回归出甲烷水合物的表物生长动力学研究日益受到各国水合物研究机构的观活化能。马昌峰等提出了一种研究水合物生长重视。动力学的新方法，即通过测定单个悬浮于静态水中基金项目：上海市重点学科建设项目($30503)。作者简介：叶鹏(1989一)，男，江苏省泰兴市人，硕士生，主要从事水合物的生长特性的研究。地址：(200093)上海市杨浦区军工路334号上海理工大学南校区第9宿舍。E—mail：ishouldfly@126．corn学兔兔www.xuetutu.com第42卷第5期叶鹏等悬浮气泡表

7、面天然气水合物形成的特性研究469的气泡表面被水合物覆盖的速度来表征水合物生长系统、液体供给系统、气泡供给系统、低温冷却系统、速度。利用此方法，分别对甲烷及二氧化碳水合物数据采集系统和图像记录与处理系统。的生长过程进行了测定，并采用吉布斯自由能差作反应容器壁厚15mm，设计压力10MPa；计量为生长驱动力对数据进行了关联。孙长宇。等利泵精度为0．01mL；低温冷却系统温度调节范围为用激光散射技术研究了流动体系水合物的生成动力一2O～100oC，控制精度为±0．05。C；温度传感器学规律，还利用显微摄像技术研究了水中悬浮气泡为铂电阻(Pt

8、l00)，测量范围在一50～100。C，A级表面水合物膜的生长动力学。彭宝仔等研究了精度；压力传感器为P45G型压力变送器，测量范围甲烷水合物的生成驱动力与生成速率的关系，考察在0～10MPa，精度等级0．