海洋天然气水合物动力学模拟实验研究

发布时间：2024-05-18 10:31

　　模拟实验是天然气水合物成因研究的一个重要环节,而水合物动力学又是其中的关键研究内容,正成为近年来水合物研究的热点问题。水合物动力学研究对于了解水合物成核机制,水合物生长条件和稳定存在的环境等方面都有非常重要的作用。本文针对目前水合物生成动力学研究不足的现状,通过系列实验,侧重研究甲烷水合物生成过程、动力学影响因素及其二氧化碳水合物的成核过程。 甲烷水合物生成动力学实验表明,高频振动对缩短甲烷水合物生成诱导时间、加快水合物生成速率具有明显的促进作用。水合物生成反应中温度上升和瞬时流速增高与高频振动时间有非常好的对应。温度和压力是影响水合物生成的重要影响因素。在甲烷+天然海水体系和甲烷+天然海水+多孔介质两个体系内进行的等压变温和等温变压实验表明,甲烷水合物在低温高压的环境下生成速率快,水合物纯度高。基于粒径范围125-700μm的四种多孔介质的甲烷水合物生成实验结果表明,较粗粒径的多孔介质引起的孔隙间毛细作用对甲烷水合物不会产生明显的阻碍作用,但计算结果表明,孔径粒径小于60nm的多孔介质会阻碍甲烷水合物的生成。对甲烷水合物在天然海水+多孔介质体系中生成时的排盐效应研究表明,排盐效应的强...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘 要
Abstract
0 前言
1 海洋天然气水合物动力学研究现状
    1.1 关于海洋环境中天然气水合物动力学的认识
    1.2 天然气水合物动力学模拟实验的研究现状
        1.2.1 水合物结晶过程中的诱导时间
        1.2.2 水合物结晶过程中驱动力
        1.2.3 水合物成核机理
        1.2.4 甲烷水合物在多孔介质中生成分解动力学实验
        1.2.5 CO₂水合物在多孔介质中生成的模拟实验
    1.3 海洋天然气水合物动力学实验模拟研究展望
2 海洋天然气水合物动力学模拟实验的技术与方法
    2.1 实验设备
    2.2 实验原理
    2.3 实验方法与步骤
3 甲烷水合物生成动力学的影响因素
    3.1 高频振动对甲烷水合物生成的影响
    3.2 温度对甲烷水合物生成的影响
        3.2.1 纯溶液体系中，温度对水合物形成的影响
        3.2.2 多孔介质体系中，温度对水合物生成的影响
        3.2.3 理论分析
        3.2.4 温度对反应过程中耗气量的影响
    3.3 压力对甲烷水合物生成的影响
        3.3.1 纯溶液体系内，水合物生成过程压力变化规律
        3.3.2 多孔介质体系中，压力对甲烷水合物生成的影响
        3.3.3 理论分析
    3.4 多孔介质粒径范围对甲烷水合物生成的影响
        3.4.1 不同粒径多孔介质中甲烷水合物生成过程对比
        3.4.2 理论分析
    3.5 小结
4 沉积物中水合物生成作用对孔隙水离子浓度的影响
    4.1 实验技术与方法
        4.1.1 实验材料
        4.1.2 离子浓度测试方法
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 沉积物颗粒大小对孔隙水离子浓度的影响
        4.2.2 压力对反应排盐效应的影响
        4.2.3 沉积物－天然海水－甲烷体系中的离子浓度变化研究
    4.3 小结
5 二氧化碳水合物成核过程的初步实验研究
    5.1 实验原理
    5.2 实验设备
        5.2.1 反应釜结构
        5.2.2 阻抗测试系统
        5.2.3 天然气水合物成核监测软件
    5.3 实验方法与步骤
    5.4 结果与讨论
        5.4.1 诱导时间的变化趋势的初步研究
        5.4.2 二氧化碳水合物成核阶段的初步研究
        5.4.3 二氧化碳水合物成核理论模型
    5.5 小结
6 结论
致谢
参考文献



本文编号：3976804