天然气水合物快速合成技术实验研究
发布时间：2021-11-03 23:59
作为地球上资源量最大的非常规天然气之一,天然气水合物广泛分布于深海沉积物或陆域永久冻土层的岩石裂隙、空隙中。此外,水合技术在油气储运、气体混合物分离、海水淡化及温室气体的海底封存等领域也都有着广泛应用前景。鉴于此,综合不同天然气水合物快速合成技术特点,并根据天然气水合物能够稳定存在的条件,本文设计了不同强化方式下的天然气水合物合成实验工艺流程,并根据本次实验特点对实验过程中甲烷水合物的诱导期进行了重新界定;以寻求高效强化天然气水合物生成的方法及规律,缩短天然气水合物的诱导时间,促进天然气水合物短时间内的高效、快速合成。研究了鼓泡及压力扰动下天然气水合物的生成动力学及其生成机理,阐明了气液体系水合反应的驱动力、天然气水合物生成过程中的传质速率的计算方式;根据实验过程中反应釜内天然气水合物的生成过程,建立了鼓泡过程中水合物生成的半经验物理模型,并推得了表征天然气水合物生成过程中合成速率快慢的表达方式,并系统研究了水合反应过程中的传质机理对天然气水合物生成过程的影响。利用二次增压研究了不同温度、压力、增压时间及压差条件下压力扰动对甲烷水合物生长过程的影响,结果表明:1)在满足水合物生成条件下...
【文章来源】：西南石油大学四川省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１天然气水合物沉积物成藏模式及赋存介质图??天然气水合物常见结构有Ｉ型、ＩＩ型和Ｈ型三种［２］，其具体结构参数如表１－??１所示
〇／４）与水分子在低温和高压条件下依靠范德华力形成的一种非化学计量性笼型??晶体物质［｜］，广泛分布于深海沉积物或陆域的永久冻土层中岩石的裂隙、空隙中，??其常见赋存介质及成藏模式如图１－１所示；其中，水合物在沉积物中常见的赋存??方式主要分为以下三种情况：（１）赋存于尚未固结的泥质或沙质沉积物颗粒中，??（２）赋存于团块状和薄层状的砂层或岩石介质下，（３）以细脉状、网脉状填充于??沉积物的裂隙或空隙中。??茁粉砂和砂的主Ｓｉ枳物??￣一－??Ｅ??????饬粘上的主沉枳物??Ｉ？嗖代动；Ｘ枳杓屮的孔取ｆｃＪＡＶ水六物’⑴ｕｋｃｉＫｆｔ?１?受优动变形的，Ｘ枳杓屮的跤链允】ＡＶ水５枸??ｉｉｃＧｆｃ?地地?ｊ??＾?４５＼?（＞？？？?许’??Ｉ〇〇？＊?ｉｌｉＡ?ｔ：?ＪＬ（０．０００１?！ｇ；ｉｉｓ＾）?ｌｏｏｆｌｋ?家??水。杓饱ｉ、１??块状賦存（无主沉枳物）?阆结的上沉枳物（Ｖｆ石）??（隳㈧?ＲＪ?湾．Ｃａ？ｃａｄ丨？．?Ｈｔｔｌ?Ｉ?Ｍｃｗｏｙａｈｋ丨．Ｂａｒｒｃｎｖ?丨?ＷＰ?ＩＲ?粕）？?？违山?ｌｉ?丨丨？藏＞）??（?Ｌ?ｖ?ｍ?ｉ?）?．？ｍｖ５〇？?２議它?ｉｉｒｔ??免善■影?麵咬：＇１“．＇??图１－１天然气水合物沉积物成藏模式及赋存介质图??天然气水合物常见结构有Ｉ型、ＩＩ型和Ｈ型三种［２］，其具体结构参数如表１－??１所示。实际上，在水合物形成过程中，其晶体结构、客体分子组成、温度、压??力及空穴占有率等是影响水合物能否稳定存在及储气能力大小的重要Ｗ素。此外，??在化学性质和物理特征等方面
为气体的生产设备及管道输送时的堵塞问题提供了理森美孚■公司的Ｄｏｕｇ?Ｔｕｒｎｅｒ１３１］等人测定了光滑管中水合物楽静态混合器作用下水合物浆液的生成情况以及诱导作用下实验发现水合物晶核的提前注入、较小粒径的水滴或气一定的促进作用。??ｌｌｅｙ?Ｌ?Ｄ［３２］等人设计发明了一种合成非堵塞性的水合物浆液物质辅助的情况下，利用主要管线和冷流反应器相连接在输送管线中成核、生长、聚集，以减少输送管线中的水；利用该方法消除了利用带电电器设备或转动设备溶解、物固体颗粒的影响，防止天然气水合物在管线中的产生ｄｍｕｎｄｓｓｏｎ，Ａｌｆｈｅｉｍｓｖｉｎｇｅｎ［３３］设计发明了一种合成气体水前处理、反应器（带有喷雾装置）、后处理、运输系统、供循环系统６大模块组成，如图１－３所示。其特征在于通过体水合物，并对其进行造球处理，再通过运输系统运输到
【参考文献】：
期刊论文
[1]初始压力对丙烷水合物生成过程的影响[J]. 张学民,姚泽,李洋,李金平,吴青柏. 过程工程学报. 2016(06)
[2]水合物浆液流动与流变特性研究进展[J]. 闫柯乐,邹兵,姜素霞,张红星,尚祖政,王倩. 化工进展. 2015(07)
[3]水合物法天然气管道输送的实验研究[J]. 王树立,饶永超,周诗岽,李建敏,王淼. 天然气工业. 2014(11)
[4]基于PVM的可视化水合物生成实验[J]. 吕晓方,史博会,王莹,于达,唐一萱,宫敬. 实验室研究与探索. 2014(11)
[5]输气管线中天然气水合物的防治[J]. 崔青. 应用能源技术. 2014(10)
[6]压力扰动对丙烷水合物生成过程的影响[J]. 李金平,张学民,吴青柏,王春龙,焦亮. 天然气工业. 2014(09)
[7]多相混输管道水合物生成及其浆液输送[J]. 宫敬,史博会,吕晓方. 中国石油大学学报(自然科学版). 2013(05)
[8]气体水合物生成过程强化方法研究进展[J]. 张学民,李金平,吴青柏,王春龙,焦亮. 过程工程学报. 2013(04)
[9]表面活性剂对气体水合物反应液表面张力的影响[J]. 周诗岽,余益松,张晓萍,王树立,张国忠. 天然气化工（C1化学与化工）. 2013(01)
[10]进气方式影响CO2水合物喷雾合成的实验研究[J]. 李刚,谢应明,刘道平,肖杨,魏晶晶. 低温与特气. 2008(02)
博士论文
[1]甲烷水合物生成的静态强化技术[D]. 杨亮.华南理工大学 2013
本文编号：3474590
【文章来源】：西南石油大学四川省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１天然气水合物沉积物成藏模式及赋存介质图??天然气水合物常见结构有Ｉ型、ＩＩ型和Ｈ型三种［２］，其具体结构参数如表１－??１所示
〇／４）与水分子在低温和高压条件下依靠范德华力形成的一种非化学计量性笼型??晶体物质［｜］，广泛分布于深海沉积物或陆域的永久冻土层中岩石的裂隙、空隙中，??其常见赋存介质及成藏模式如图１－１所示；其中，水合物在沉积物中常见的赋存??方式主要分为以下三种情况：（１）赋存于尚未固结的泥质或沙质沉积物颗粒中，??（２）赋存于团块状和薄层状的砂层或岩石介质下，（３）以细脉状、网脉状填充于??沉积物的裂隙或空隙中。??茁粉砂和砂的主Ｓｉ枳物??￣一－??Ｅ??????饬粘上的主沉枳物??Ｉ？嗖代动；Ｘ枳杓屮的孔取ｆｃＪＡＶ水六物’⑴ｕｋｃｉＫｆｔ?１?受优动变形的，Ｘ枳杓屮的跤链允】ＡＶ水５枸??ｉｉｃＧｆｃ?地地?ｊ??＾?４５＼?（＞？？？?许’??Ｉ〇〇？＊?ｉｌｉＡ?ｔ：?ＪＬ（０．０００１?！ｇ；ｉｉｓ＾）?ｌｏｏｆｌｋ?家??水。杓饱ｉ、１??块状賦存（无主沉枳物）?阆结的上沉枳物（Ｖｆ石）??（隳㈧?ＲＪ?湾．Ｃａ？ｃａｄ丨？．?Ｈｔｔｌ?Ｉ?Ｍｃｗｏｙａｈｋ丨．Ｂａｒｒｃｎｖ?丨?ＷＰ?ＩＲ?粕）？?？违山?ｌｉ?丨丨？藏＞）??（?Ｌ?ｖ?ｍ?ｉ?）?．？ｍｖ５〇？?２議它?ｉｉｒｔ??免善■影?麵咬：＇１“．＇??图１－１天然气水合物沉积物成藏模式及赋存介质图??天然气水合物常见结构有Ｉ型、ＩＩ型和Ｈ型三种［２］，其具体结构参数如表１－??１所示。实际上，在水合物形成过程中，其晶体结构、客体分子组成、温度、压??力及空穴占有率等是影响水合物能否稳定存在及储气能力大小的重要Ｗ素。此外，??在化学性质和物理特征等方面
为气体的生产设备及管道输送时的堵塞问题提供了理森美孚■公司的Ｄｏｕｇ?Ｔｕｒｎｅｒ１３１］等人测定了光滑管中水合物楽静态混合器作用下水合物浆液的生成情况以及诱导作用下实验发现水合物晶核的提前注入、较小粒径的水滴或气一定的促进作用。??ｌｌｅｙ?Ｌ?Ｄ［３２］等人设计发明了一种合成非堵塞性的水合物浆液物质辅助的情况下，利用主要管线和冷流反应器相连接在输送管线中成核、生长、聚集，以减少输送管线中的水；利用该方法消除了利用带电电器设备或转动设备溶解、物固体颗粒的影响，防止天然气水合物在管线中的产生ｄｍｕｎｄｓｓｏｎ，Ａｌｆｈｅｉｍｓｖｉｎｇｅｎ［３３］设计发明了一种合成气体水前处理、反应器（带有喷雾装置）、后处理、运输系统、供循环系统６大模块组成，如图１－３所示。其特征在于通过体水合物，并对其进行造球处理，再通过运输系统运输到
【参考文献】：
期刊论文
[1]初始压力对丙烷水合物生成过程的影响[J]. 张学民,姚泽,李洋,李金平,吴青柏. 过程工程学报. 2016(06)
[2]水合物浆液流动与流变特性研究进展[J]. 闫柯乐,邹兵,姜素霞,张红星,尚祖政,王倩. 化工进展. 2015(07)
[3]水合物法天然气管道输送的实验研究[J]. 王树立,饶永超,周诗岽,李建敏,王淼. 天然气工业. 2014(11)
[4]基于PVM的可视化水合物生成实验[J]. 吕晓方,史博会,王莹,于达,唐一萱,宫敬. 实验室研究与探索. 2014(11)
[5]输气管线中天然气水合物的防治[J]. 崔青. 应用能源技术. 2014(10)
[6]压力扰动对丙烷水合物生成过程的影响[J]. 李金平,张学民,吴青柏,王春龙,焦亮. 天然气工业. 2014(09)
[7]多相混输管道水合物生成及其浆液输送[J]. 宫敬,史博会,吕晓方. 中国石油大学学报(自然科学版). 2013(05)
[8]气体水合物生成过程强化方法研究进展[J]. 张学民,李金平,吴青柏,王春龙,焦亮. 过程工程学报. 2013(04)
[9]表面活性剂对气体水合物反应液表面张力的影响[J]. 周诗岽,余益松,张晓萍,王树立,张国忠. 天然气化工（C1化学与化工）. 2013(01)
[10]进气方式影响CO2水合物喷雾合成的实验研究[J]. 李刚,谢应明,刘道平,肖杨,魏晶晶. 低温与特气. 2008(02)
博士论文
[1]甲烷水合物生成的静态强化技术[D]. 杨亮.华南理工大学 2013
本文编号：3474590
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