纳米石墨颗粒与SDS复配对水合物生成特性的影响

为了促进水合物的生成,采用将纳米石墨颗粒与十二烷基硫酸钠(SDS)复配的方法,研究其复配体系对于水合物生成的诱导时间、耗气量以及生成速率的影响。结果表明,纳米石墨颗粒与SDS复配体系能大幅度缩减水合物生成过程的诱导时间,增加耗气量,加快生成速率。其中在277.15K、4.5MPa的条件下,0.5%纳米石墨流体与0.03%SDS的复配效果最佳,其诱导时间与纯水体系相比降幅达到61.77%。在277.15K、3.5MPa的条件下,0.5%纳米石墨与0.05%SDS的复配体系最大气体消耗量与纯水体系相比提高了5.29倍。比较两者的耗气率,复配体系中的峰值更是纯水体系的6.32倍。两者复配是强化水合物生成有力的促进剂。     

气体水合物形成的诱导时间及其影响因素

以气体水合物形成过程中的诱导现象为基础,辨析了诱导时间的定义,归纳和总结了诱导时间的理论确定方法和实验确定方法,分析了水分子结构、气体组分、扰动及驱动力等因素对诱导时间的影响,认为明确的诱导时间基本概念和作用规律将对以后研究工作的开展起到积极作用     

多孔介质中气体水合物的成核研究

 研究气体水合物成核过程是水合物动力学研究的重要内容之一，有助于人们更好地认识气体水合物生成过程，掌握其动力学规律，进而有效的对水合物进行开发利用。本研究通过在实验室内模拟实验合成CO₂水合物，利用电学探测技术研究其成核过程，建立了水合物成核速率与阻抗关系的模型，并结合具体实验条件对模型进行拟合求解, 得到水合物成核速率变化趋势。同时发现水合物生成诱导时间受水分子记忆效应的影响。     

影响二氧化碳水合物生成特性的实验研究

在小型水合物反应装置上研究了纯水、四丁基溴化铵(TBAB)、四氢呋喃(THF)三种不同水合体系对二氧化碳水合物生成过程的诱导时间、气体消耗速率及反应最终压力等特性的影响。结果表明,设定温度在0℃～3℃范围内时四丁基溴化铵体系中生成水合物的诱导时间最长,受温度影响最大,而水合反应气体消耗速率最大;四氢呋喃体系中生成水合物的诱导时间最短,受温度影响最小,而水合反应气体消耗速率最小;四丁基溴化铵、四氢呋喃体系反应最终压力略高于纯水体系。较高温度范围内THF体系对水合物生成特性的影响明显优于其他两种。     

热传递对甲烷水合物生成速度的影响研究

为了深入了解传热对甲烷水合物生成过程的影响,在体积10L的静态反应器中,研究了不同的制冷液温度、流量和气体温度条件下甲烷水合物的生成状况。实验过程中设定水溶液的初始温度为276．15K,压力为（6．6±0．2）MPa,反应水量为1．92kg。实验结果表明,当较大量的合成甲烷水合物时,如果甲烷水合物生成热不能被及时带走,反应液体温度将迅速升高,导致甲烷水合物生成速度很快变小甚至停止;同时,气体温度对甲烷水合物的诱导期和生成速度也有重要影响,气体温度越低,甲烷水合物生成诱导期越短,生成速度越快。因此,热传递是影响甲烷水合物生成速度的关键因素。     

石英砂介质中CO_2水合物形成影响研究

二氧化碳水合物的形成对二氧化碳地下固态封存和二氧化碳置换开采甲烷水合物有着重要的指导意义。在设计的水合物实验装置上,研究了不同初始压力、不同水合物形成温度和不同石英砂粒径条件下对二氧化碳水合物的诱导时间、生成速度等特性的影响。结果表明,水合物的生成量随着初始实验压力的增大和生成温度的降低而增大,基本不受石英砂粒径的影响;水合物平均生成速度随着初始实验压力降低、水合物生成温度降低和石英砂粒径增大而变慢;诱导时间随着初始压力的降低和石英砂粒径的增加而明显变长;若初始实验压力较高,导致二氧化碳在生成水合物前发生液化现象,则水合物生成诱导时间不明显,同时水合物平均生成速度也较慢。     

气液界面形成气体水合物的实验研究

实验观测了静止气液界面气体水合物的形成,通过分析讨论在不同的气相压力和反应釜温度下界面处形成气体水合物的生长形态、诱导时间、生长时间以及生长速率的变化,揭示了气液界面水合物的成核以及生长规律。随着压力的增大和温度的降低,水合物膜的成核时间和生长时间都随之减小,水合物膜平均生长率呈现增长趋势;在一定的压力和温度下,当水合物膜生长到一定程度时生长形态基本无变化。     

静态体系下甲烷水合物诱导时间的影响因素研究

通过静态恒压水合物反应装置研究了表面活性剂多库酯钠(AOT)用量、实验压力、过冷度以及注液量对甲烷水合物诱导时间的影响,并采用多因素分析法对影响因素进行了敏感性分析,建立了诱导时间模型。实验结果表明,水合物诱导时间随AOT用量、压力及过冷度的增大呈降低趋势,注液量与诱导时间呈正相关关系;通过敏感性分析发现,在本实验体系下诱导时间对过冷度依赖最大,是水合物生成的主要驱动力,其次是压力和表面活性剂用量,注液量的影响最小。以逸度为自变量得到在w(AOT)为0.09%时,甲烷水合物诱导时间模型为y=0.224x~(-1.773)。     

天然气水合物诱导时间影响因素的试验研究

以气体水合物形成过程中的诱导现象为基础,通过对喷雾强化方式制取天然气水合物的诱导时间进行试验研究,考察分析了系统进气方式、温度、压力、水源及喷嘴等因素对诱导时间的影响规律.试验表明,喷雾方式制取天然气水合物时,诱导时间普遍较短,诱导现象不明显;反应釜设定初始温度和压力对诱导时间有一定影响,但不是很明显;水源和雾化喷嘴对诱导时间的影响较大.因此,喷雾强化方式可以大大缩短水合物形成的诱导时间,是一种行之有效的促进水合物形成的技术.     

钻井液处理剂对气体水合物生成温度和压力影响研究

针对海洋深水钻井过程中可能出现的气体水合物影响问题,对目前海洋常用的水基钻井液体系抑制气体水合物形成能力以及不同处理剂对气体水合物生成温度和压力的影响进行了研究,并构建和评价了适合于深水钻井的高盐聚胺钻井液体系.研究结果表明,盐类和醇类处理剂能有效抑制气体水合物的生成,高盐聚胺钻井液体系能满足深水钻井的需要.     

化学添加剂对水合物生成和储气的影响

为了研究促进剂对水合物生成的影响,采用自行设计的水合物反应系统,通过恒温定容实验,研究了四氢呋喃(THF)和十二烷基硫酸钠(SDS)对二氧化碳水合物生成的影响。并在实时测量水合物生成过程中系统的温度、压力的基础上,计算得出水合物的生成速率、储气量及表观水合数。结果表明,适宜浓度的SDS能促进气体在液相的溶解,提高水合物的生长速率和储气密度;单独添加THF对水合物生成过程促进效果并不明显;SDS和THF复合添加剂共同作用对水合物促进效果最显著。     

天然气水合物形成预测方法及应用

在天然气开采及运输过程中,气体组成、温度、压力和含水量成为水合物形成的主要原因,所以,天然气水合物的形成预测方法和防治成为天然气科学界十分关注的问题。本文对常用的天然气水合物的形成预测方法进行介绍和对比,并应用于油田实际的水合物生成预测。     

榆林气田南区天然气水合物防治技术探讨

天然气开采环境为低温、高压,这就导致在输气过程中极易产生游离水从而生成天然气水合物最终影响气田生产。通过研究天然气水合物的特征及形成条件,结合榆林气田南区生产实际特从理论指导、工艺调整、现场操作等方面提出天然气水合物的预防措施,为采气管线安全平稳运行提供保障。     

Experimental study and modeling of the kinetics of gas hydrate formation for acetylene,ethylene, propane and propylene in the presence and absence of SDS

The kinetics of hydrate formation of the hydrocarbons acetylene, ethylene, propane, and propylene were investigated using a fully stirred batch reactor. In relation to hydrate formation, a kinetic model was used to determine the induction time, the rate of hydrate formation, the apparent hydration rate constant, water-to-hydrate conversion associated with hydrate growth as well the storage capacity. This was done for all gases investigated in this study. Experiments were performed in the temperature and pressure ranges of (273.7–280.0) K and (0.5–4.12) MPa, respectively. Furthermore, the effect of sodium dodecyl sulfate (SDS) on the gas hydrate formation rate was examined. A substantial growth in the hydrate nucleation rate was observed in the presence of SDS.     

水合物法分离回收烟气二氧化碳研究进展

CO2的大量排放导致温室效应日趋严重。如何有效分离回收CO2资源,使之变废为宝,成为世界各国研究人员共同关注的问题。现有的分离技术普遍存在能耗大,投入高的缺点。水合物法分离回收CO2技术是一种新型的分离技术,该技术以其独特的优点成为近年来的研究热点。阐述了其基本分离原理、国内外研究现状和亟待解决的问题。     

Prediction of hydrate formation conditions to separate carbon dioxide from fuel gas mixture in the presence of various promoters

In this study estimation of hydrate formation conditions to separate carbon dioxide (CO₂) from fuel gas mixture (CO₂+H₂) was investigated in the presence of promoters such as tetra-n-butylammonium bromide (TBAB), tetra-n-butylammonium fluoride (TBAF), and tetra-n-butyl ammonium nitrate (TBANO₃). The emission of CO₂ from the combustion of fuels has been considered as the dominant contributor to global warming and environmental problems. Separation of CO₂ from fuel gas can be an effective factor to prevent many of environmental impacts. Gas hydrate process is a novel method to separate and storage some gasses. In this communication, a feed-forward artificial neural network algorithm has been developed. To develop this algorithm, the experimental data reported in the literature for hydrate formation conditions in the fuel gas system with different concentrations of promoters in aqueous phase have been used. Finally, experimental data compared with estimated data and with calculation of efficiency coefficient, mean squared error, and mean absolute error show that the experimental data and predicted data are in acceptable agreement which demonstrate the reliability of this algorithm as a predictive tool.     

多孔介质对天然气水合物形成的影响

天然气水合物大量存在于海洋底部的淤泥多孔介质中，但多孔介质对天然气水合物形成过程的影响规律究竟如何，从理论和实验上进行了探讨。相平衡模型表明，多孔介质的表面张力作用使多孔介质毛细管中的气体-水合物-水达到三相平衡；对多孔介质和自由液面的相平衡影响因素分析表明，在相同浓度条件下，多孔介质中天然气水合物形成相平衡的温度更低，压力更高；对多孔介质和自由液面天然气水合物的实验分析表明，多孔介质对水合物的形成过程（天然气溶解阶段，水合物诱导阶段，水合物成长阶段）的影响程度不同，多孔介质缩短了水合物形成的诱导时间，在成长阶段较之自由液面生长的速率要快。     

油套环空放空防止气井井筒生成水合物技术

基于气液两相流沿气井油管上升流动过程中质量和动量守恒及井筒传热机理,建立了压力和温度梯度耦合模型,并采用四阶龙格 库塔法数值求解。该模型中考虑了流体的焦耳 汤姆逊效应及环空介质和地层热物性沿井深的变化,分析了大牛地低渗低产D2-56气井环空介质换热系数和井筒总传热系数与套压的关系。计算结果表明：若井下安装封隔器,并将油套环空放空,可显著降低井筒总传热能力和油管内流体的热损失,提高油管内流体温度,可防止水合物在油管中生成。对于产量较高的气井,降低油套环空压力对防止水合物生成更具有实用性。