微尺度下水合物生成与化解研究

发布时间：2021-04-09 16:11

　　水合物在世界范围内分布广且资源量大,被视为是21世纪最具开发前景的新型能源。水合物主要分布在陆域永久冻土层和深海沉积物中,冻土层和海底沉积物具有较高的孔隙度,均被视为孔隙体系。对于冻土层和沉积物中水合物研究,多集中在装有多孔介质的宏观反应釜中,直接对孔隙中水合物生成和化解研究涉及较少。本文以微孔隙中水合物生成化解过程为研究目的,利用设计搭建的气-水-水合物体系相态行为微观实验平台,对微孔隙中气体水合物和环戊烷水合物生成和化解过程予以研究,主要研究内容分为以下几个部分:（1）考察了孔隙尺寸对水合物热力学条件的影响。在500μm、1000μm的微通道中进行了乙烷、二氧化碳气体水合物相平衡条件测量。结果发现,微通道尺寸越小,水合物生成所需要的温度越低、压力越高。（2）研究了化解温度和化解时长对乙烷水合物记忆效应的影响。实验结果表明,化解温度越高、化解时长越长,水合物记忆效应消退越明显,水合物再次生成温度越低。（3）观察了气-水界面、液相中气泡表面处乙烷水合物生成过程。在有水合物记忆效应存在下,气-水界面水合物生成是由水相中漂浮的水合物晶粒触碰到气-水相界面引发,并以触碰点为中心,沿着界面横向... 

【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

水合物结构

客体分子尺寸与水合物晶体结构及占有孔穴类型之间的关系

图 1.3 客体-水界面水合物膜生长示意图[48]Fig. 1.3 Schematic outline of hydrate formation at a guest-water interface水合物晶体形态的研究可以为水合物形成规律提供定性的认识，并揭示水合物成核、生长和化解机制。大量水、气体存在下形成的水平物生成是最常见的一种形式，一般地，气-液界面包含气-液平界面、表面及气相中的水滴表面。气液平界面上水合物生成相中是否被气体饱和影响水合物成核的位置。当水是新鲜的未被气水合物优先在气液界面成核。Englezos 课题组[49]发现，甲烷和乙烷混表面形成水合物时是在界面某一点成核然后整个气液表面生成水合合物生成的水-气界面，成核位置不固定；Ohmura 课题组[50]研究显和甲烷生成水合物时，水合物晶体并非在气液界面生成，而是首次出和水的界面处，生成的晶体会漂浮到气液相界面处并引发水合物生

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3127924