天然气水合物相平衡及其表面张力影响研究

发布时间：2020-03-20 17:22

【摘要】： 天然气水合物物藏是巨大的有机碳库,它将在下个世纪后期会成为提供给人类最重要的能源,天然气水合物作为一种潜在能源具有广阔的前景和发展空间。 作为工业应用的基础性研究,天然气水合物的相平衡问题是当今研究的热点。本文依据量子化学,从分子结构的角度改进了天然气水合物相平衡的模型。该模型不仅能较为准确的预测正常状态下天然气水合物的相平衡点,而且能够预测出在分子结构发生细微变化时,天然气水合物相平衡的变化趋势,为分子水平微观研究水合物的特性,提供了一种新的模型和方法。并在研究过程中,建立一个小型的水合物合成模拟试验装置,初步人工合成了天然气水合物。由于表面活性剂SDS会影响天然气水合物的生成速度,本文在100ppm、200ppm、300ppm下,对天然气水合物的生成速度进行了实验测定,并给出了理论分析。 本文首先论述了课题研究的背景和意义,对当今天然气水合物的基本性质和研究发展动态进行综述。其次,本文分析当今存在的各种计算天然气水合物相平衡的模型,分析了各种模型存在的问题,给出了模型的改进方向。本文从量子化学的角度,分析了天然气水合物存在的可能性,并计算了不同结构下体系的总势能和零点能。在量子化学分析的基础上,本文依据零点能构造了天然气水合物的相平衡模型。最后,依据天然气水合物的基本性质,建立了一个小型的合成装置及观测生长装置,并在4MPa、5MPa下合成了天然气水合物。由实验得出了不同浓度的表面添加剂下天然气水合物的生成速度,并进行了理论分析。
【图文】：

第一章 绪论的任务在于解释气体水合物对地球气候和环境的气体水合物的数量、分布区域和储藏结构，了解水力、化学成分和存在环境。建立气体水合物形成、包括对地球陆圈和生物圈产生的影响和后果。开发利用将涉及两个全球性的问题:①作为能源，是大量淡水的来源;②作为“温室气体”，在全球生脆弱的环节之一，不合理的开发，会给大部分地球§1.2 天然气水合物的性质与资源气水合物的基本性质[8， 14， 17]

图 1－4 I 型 II 型 H 型I 型水合物的单元晶胞分子式 6X 2Y 46H2O，分子通式为 Gas 5.75 H2O，水合系数为5 .75 ; II 型水合物的单元晶胞分子式表示为 8X 16Y 136H20，分子通式为 Gas 5 .83 H2O，5
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：P744.4

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本文编号：2591934