本文選題：水合物 + 穩(wěn)定性　； 參考：《中國石油大學(xué)(華東)》2015年碩士論文

【摘要】：天然氣水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的核心是提高水合物的穩(wěn)定性以降低水合物的儲(chǔ)運(yùn)成本,通過控制客體分子的組成可以有效提高天然氣水合物的穩(wěn)定性,但目前關(guān)于客體分子對(duì)水合物穩(wěn)定性的作用機(jī)理及作用規(guī)律的研究尚不成熟,本文采用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法從客體分子種類、晶穴占有率和客體分子占比三個(gè)方面研究了客體分子組成對(duì)水合物穩(wěn)定性的作用機(jī)理,為水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用提供技術(shù)支持。本文首先調(diào)研了不同尺寸的客體分子形成水合物時(shí)的晶體結(jié)構(gòu),確定了不同尺寸的客體分子水合物的結(jié)構(gòu)及晶體參數(shù),建立了符合實(shí)際情況的水合物模型,確定了水合物穩(wěn)定性的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn);其次建立了不同客體分子的水合物模型,研究了不同溫度壓力下客體分子對(duì)水合物穩(wěn)定性的影響,分析了徑向分布函數(shù)、均方位移和相互作用能等參數(shù),結(jié)果表明客體分子填充水合物孔穴后與孔穴之間的相互作用能影響水合物的穩(wěn)定性,相互作用能受客體分子直徑與孔穴直徑之比d的影響;考察了晶穴占有率對(duì)不同客體分子水合物穩(wěn)定性的影響,研究表明晶穴占有率通過改變水合物的相互作用能來影響水合物的穩(wěn)定性,不同客體分子水合物保持穩(wěn)定所需的晶穴占有率范圍不同,客體分子直徑與孔穴直徑之間的差別越小水合物穩(wěn)定所需的晶穴占有率越低;最后建立了不同客體分子占比的水合物模型,研究了其在不同工況下的穩(wěn)定性,分析了多組分客體分子對(duì)水合物穩(wěn)定性的作用規(guī)律,結(jié)果表明隨著大尺寸的客體分子占比的增大,水合物結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,客體分子與水分子的結(jié)合更加緊密,籠形結(jié)構(gòu)受力更加均勻,水合物相互作用能降低,穩(wěn)定性得到加強(qiáng),可以為提高水合物的穩(wěn)定性以優(yōu)化水合物儲(chǔ)運(yùn)條件提供指導(dǎo)。
[Abstract]:The core of gas hydrate storage and transportation technology is to improve the stability of hydrate so as to reduce the cost of hydrate storage and transportation. By controlling the composition of guest molecules, the stability of natural gas hydrate can be effectively improved. However, the research on the mechanism and law of the effect of guest molecules on hydrate stability is still immature. In this paper, the molecular dynamics simulation method is used to analyze the molecular types of guest molecules. The mechanism of the effect of guest molecular composition on the stability of hydrate was studied in three aspects: the occupancy of crystal cavities and the proportion of guest molecules, which provided technical support for the industrial application of hydrate storage and transportation technology. In this paper, the crystal structure of different sizes of guest molecules in hydrate formation is investigated, and the structure and crystal parameters of different sizes of guest molecule hydrate are determined. The hydrate model is established in accordance with the actual situation. The evaluation criteria of hydrate stability are determined. Secondly, the hydrate models of different guest molecules are established, the influence of guest molecules on hydrate stability at different temperature and pressure is studied, and the radial distribution function is analyzed. The results show that the interaction between the guest molecule and the pore can affect the stability of the hydrate, and the interaction energy is affected by the ratio d of the guest molecule diameter to the pore diameter. The effect of crystal hole occupancy on the stability of different guest molecules hydrate was investigated. The results showed that the rate of crystal cavity occupation affected the stability of hydrate by changing the interaction energy of hydrate. The difference between the molecular diameters of the guest molecules and the pore diameters is smaller. Finally, the hydrate model of different guest molecules is established, the stability of hydrate under different operating conditions is studied, and the effect of multicomponent guest molecules on hydrate stability is analyzed. The results show that the structure of hydrate changes with the increase of the proportion of large scale guest molecules, the binding of guest molecules and water molecules is closer, the force of cage structure is more uniform, the interaction energy of hydrate decreases and the stability of hydrate is enhanced. It can provide guidance for improving the stability of hydrate and optimizing the condition of hydrate storage and transportation.
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TE81

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本文編號(hào)：1958498