SDS与AEP的复配体系下天然气水合物生成分析

在天然气水合物储运技术的运用中,添加表面活性剂是一种被广泛应用的高效促进水合物形成的方法,其中表面活性剂的复配体系对天然气水合物生成的促进影响也是一个重要的研究方向。针对天然气水合物的大量快速制备,在初始压力7 MPa和2℃恒温条件下采用不同质量浓度的十二烷基硫酸钠（SDS）和脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯（AEP）进行复配,观察不同质量浓度的复配体系对天然气水合物生成速率以及吸气量的影响。结果表明：在AEP溶液中,最终吸气量随着溶液质量浓度的增加而增加;但是由于壁垒效应的存在,阻碍了气体进一步溶解进入溶液中,延缓了水合物的生成,使得AEP溶液中水合物的生长速率与最终吸气量要低于SDS溶液;在SDS与AEP共同作用下,复配体系下水合物的生成速率与吸气量要大于单一体系下水合物的生成速率与吸气量。     

表面活性剂对气体水合物生成过程的定量影响

为确定HCFC?141b水合物生成条件下阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的临界胶束浓度(CMC),在0~20℃温度下,通过圆环法实验研究了不同浓度表面活性剂溶液体系的表面张力,考察了表面活性剂对溶液体系表面张力的影响机理并通过C3H8水合物的生成过程实验进行了验证,确定了SDS和SDBS的临界胶束浓度. 结果表明,当SDS和SDBS的质量浓度分别低于500?10?6和100?10?6时,表面活性剂降低水表面张力的效果最明显,二者的CMC分别为1950?10?6和400?10?6,表面活性剂能明显缩短水合反应的诱导时间,提高了其平均生成速率.     

天然气水合物防聚剂研究进展

在深水油气开发过程中,由水合物生成引起的堵塞已成为深水油气流动保障领域面临的棘手问题.水合物防聚剂因性能优异且耐高过冷度(＞10℃),为降低深水油气管线水合物堵塞风险的有效办法之一.为此,本文介绍了天然气水合物防聚剂的研究现状和正在开发的新品种,包含传统表面活性剂类、聚合物类及天然活性物类三大类,从防聚剂结构与性能关系...     

避免生成天然气水合物的措施

天然气水合物的生成与天然气输送管道系统的温度、压力及气体中的水蒸气含量有关,合理控制输气的温度和压力的参数,能够避免形成天然气水合物,保证管道输气的顺利进行,达到预期输气的效率。     

海底天然气水合物生成影响因素研究进展

通过归纳总结众多研究成果,综述了海底天然气水合物生成的影响因素,并对影响因素中的温压条件、构造条件、沉积条件、气源条件加以详细阐述。最后提出目前研究工作中还存在的一些问题:经验公式计算水合物赋存温度存在一定误差;水合物成矿与沉积物颗粒粗细的关系机理不明确;如何提高水合物的精准预测程度等,这都需要加大研究力度。     

表面活性剂的酸碱度对甲烷水合物生成的影响

针对甲烷水合物的快速制备,在初始压力7MPa和恒温2℃条件下采用脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)阴离子表面活性剂和烷基多糖苷(APG1214)非离子表面活性,通过改变表面活性剂溶液的酸碱性,观察不同pH值对水合物的促进能力,并以表面活性剂分子吸附理论为基础进行分析。结果表明,在pH=3强酸条件下,水合物在气-液界面处先形成晶核,阻碍了气液继续接触,储气密度最低;在pH=11强碱性条件下,晶核在固-液界面处成核,水合物生成速率最高,储气密度最大。     

海底天然气水合物生成影响因素研究进展

通过归纳总结众多研究成果,综述了海底天然气水合物生成的影响因素,并对影响因素中的温压条件、构造条件、沉积条件、气源条件加以详细阐述。最后提出目前研究工作中还存在的一些问题:经验公式计算水合物赋存温度存在一定误差;水合物成矿与沉积物颗粒粗细的关系机理不明确;如何提高水合物的精准预测程度等,这都需要加大研究力度。     

天然气管道水合物生成预测模型研究进展

综述了国内外天然气管道水合物生成预测模型的研究进展,重点分析了水合物热力学模型和动力学模型,但现有模型还存在不足,没有综合考虑流动状态下各因素的影响,对此提出了未来研究的发展方向和建议。     

气液比对表面活性剂复配促进甲烷水合物生成影响

气液比作为影响天然气水合物快速、大量生成的关键因素,有必要对其深入研究。利用天然气水合物装置,设定初始压力为6 MPa,温度为275.15 K,研究了十二烷基硫酸钠(SDS)与烷基多糖苷(APG1214)复配溶液体系在不同气液比条件下对天然气水合物生成影响。结果表明,合理的选取气液比能增强水合物的储气能力以及生成速率,4.00为其最佳气液比,最终储气密度可达到110.2(V/V),实验初始气液比的大小会影响水合物的生成过程,增加气液比能增加水合物的生成速率。因此,合理地将表面活性剂复配以及选取气液比,可显著提高水合物生成速率与储气能力。     

天然气管道水合物生成预测模型研究进展

综述了国内外天然气管道水合物生成预测模型的研究进展,重点分析了水合物热力学模型和动力学模型,但现有模型还存在不足,没有综合考虑流动状态下各因素的影响,对此提出了未来研究的发展方向和建议。     

超声波与表面活性剂协同影响水合物诱导期

引言 天然气水合物较长的诱导期[1]是限制天然气水合物储运技术发展的主要原因之一.加入表面活性剂促进水合物生成是其中一种方法[2-4].Zhong等[2]研究十二烷基硫酸钠(SDS)对诱导期的影响发现,当SDS浓度等于或大于临界胶束浓度(critical micelle concentration)时,诱导期最短.指出在加入SDS的系统中超声波对水合物的成核结晶没有明显的影响,但没有给出具体实验、解释和数据.而在HCFC-141b制冷剂水合物体系中引入超声波后诱导期明显缩短[5,6].本文通过设计建立一套超声波作用下天然气水合物生成实验装置,研究了超声波与表面活性剂SDS协同作用对天然气水合物反应诱导期等参数的影响.     

Effect of additives on formation of natural gas hydrate

The formation of natural gas hydrate (NGH) is studied in this work. Kinetics data of hydrate formation with no agitation were collected at various concentrations of the aqueous solutions with different additives such as alkylpolyglucside, sodium dodecyl benzene sulfonate and potassium oxalate monohydrate. Various kinds of additive increased the formation rates of NGH and its storage capacity and reduced the induction time of NGH formation. Moreover, the storage capacity, the induction time and the hydrate formation rate were influenced by the concentration of the aqueous solution.     

水基钻井液中天然气水合物形成的研究进展

依据水基钻井液中天然气水合物生成的相关研究,结合理论与实践,介绍了一些钻井液处理剂对水合物生成的影响,重点概述了水基钻井液对天然气水合物生成的抑制效应,并简要说明了水合物抑制剂在钻井液中应用的相关研究。     

冰-气生成天然气水合物的动力学研究

对由冰生成天然气水合物过程中的过饱和度和过冷度的作用进行了实验研究。结果表明 ,较大的过饱和度和过冷度提高了生成水合物的含气率 ,同时反应还存在一个最佳反应时间。提出冰转化为水合物的过程是一个包括气体的外扩散、产物层内扩散以及界面反应的过程     

聚乙烯吡咯烷酮在天然气水合物生成中的作用

研究了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在天然气水合物生成中的促进和抑制作用,结果表明PVP作为促进剂时,在确定的反应温度和压力下有一个最佳的浓度,在确定的使用浓度和温度时则有一个最佳反应压力,否则PVP的加入将抑制水合物的生成。认为PVP在低浓度时作为高分子表面活性剂,降低了溶液的表面张力,加速了水合物生成。在高浓度时,其长链上的五元环吸附水合物表面未完成的孔穴,阻止了水合物晶核的增长。     

多孔介质中水合物生成与分解的电阻率性质

A new one-dimensional system for resistivity measurement for natural gas hydrate (NGH) exploitation is designed, which is used to study the formation and decomposition processes of NGH.The experimental results verify the feasibility of the measurement method, especially in monitoring the nucleation and growth of the NGH.Isovolumetric formation experiment of NGH is performed at 2 ℃ and 7.8 MPa.Before the NGH formation, the ini-tial resistivity is measured to be 4-7 Ω·m, which declines to the minimum value of 2-3 Ω·m when NGH begins to nucleate after the pressure is reduced to 3.3 MPa.As the NGH grows, the resistivity increases to a great extent, and finally it keeps at 11-13 Ω·m, indicating the completion of the formation process.The NGH decomposition ex-periment is then performed.When the outlet pressure decreases, NGH begins to decompose, accordingly, the resis-tivity declines gradually, and is at 5-9 Ω·m when the decomposition process ends, which is slightly higher than the resistivity value before the formation of NGH.The occurrence and distribution uniformity of NGH are determined by the distribution and magnitude of the resistivity measured on an one-dimensional sand-packed model.This study tackles the accurate estimation for the distribution of NGH in porous medium, and provides an experimental basis for further study on NGH exploitation in the future.     

Evaluation on the natural gas hydrate formation process

Gas hydrates have endowed with great potential in gas storage, and rapid formation of gas hydrates is critical to use this novel technology. This work evaluated the natural gas hydrate formation process, which was compared from six parameters, including conversion of water to hydrate, storage capacity, the rate of hydrate formation, space velocity (SV) of hydrate reaction, energy consumption and hydrate removal. The literature was selected by analyzing and comparing these six parameters mentioned above, meanwhile placing emphasis on the three parameters of storage capacity, the rate of hydrate formation and space velocity of hydrate reaction. Through analysis and comparison, four conclusions could be obtained as follows. Firstly, the overall performance of the stirring process and the spraying process were better than other processes after analyzing the six parameters. Secondly, the additive types, the reactor structure and the reactor size had influence on the natural gas hydrate formation process. Thirdly, the energy consumption via reciprocating impact in the hydrate formation process was higher than that via stirring, spraying and static higee. Finally, it was one key for hydrate removal to realize the hydrate industrial production.     

甲烷与冰快速形成天然气水合物的影响因素研究

设计了冰-气生成天然气水合物的实验装置,对由冰和甲烷反应生成天然气水合物的影响因素进行实验研究。结果表明,压力越高,温度越低,冰粒越小,越有利于水合物的生成,促进水合物快速形成的搅拌速度和促进剂浓度最佳值分别是800 r/min和800 mg/L。     

天然气水合物资源开发现状及前景

天然气水合物被认为是21世纪的主要清洁能源,也是当今世界科学研究的前沿之一。我国开展天然气水合物研究,对我国宏观能源战略决策、开拓新学科领域和社会可持续发展均有重要理论意义和广阔的应用前景。论述了天然气水合物资源及未来,提出了我国应采取的措施及策略。     

天然气水合物形成与生长影响因素综述

天然气水合物(NGH)是水分子和天然气分子形成的一种复杂的笼型晶体,其在油气管道输送、天然气储存和制冷等行业中都具有重要的研究意义和利用价值,但天然气水合物的形成是一个多组分、多阶段的复杂过程,不同因素对于天然气水合物形成和生长的影响尚有待明确。本文介绍了天然气水合物形成的物理过程以及水合物成核的3种机理假说;详细梳理了基质两亲性、添加剂、多孔介质环境和杂质、液体组成、温度压力以及流动条件等因素对于天然气水合物形成和生长的影响,并对其作了简要分析。同时指出,原油组成对于水合物抑制效果的定量化、蜡晶结构对于水合物形成过程中传质和传热的影响以及微观化的动力学抑制剂抑制机理等都是水合物相关研究中需要进一步深入探究和明确的问题。