作為地球上資源量最大的非常規(guī)天然氣之一,天然氣水合物廣泛分布于深海沉積物或陸域永久凍土層的巖石裂隙、空隙中。此外,水合技術(shù)在油氣儲運(yùn)、氣體混合物分離、海水淡化及溫室氣體的海底封存等領(lǐng)域也都有著廣泛應(yīng)用前景。鑒于此,綜合不同天然氣水合物快速合成技術(shù)特點(diǎn),并根據(jù)天然氣水合物能夠穩(wěn)定存在的條件,本文設(shè)計了不同強(qiáng)化方式下的天然氣水合物合成實(shí)驗(yàn)工藝流程,并根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)對實(shí)驗(yàn)過程中甲烷水合物的誘導(dǎo)期進(jìn)行了重新界定;以尋求高效強(qiáng)化天然氣水合物生成的方法及規(guī)律,縮短天然氣水合物的誘導(dǎo)時間,促進(jìn)天然氣水合物短時間內(nèi)的高效、快速合成。研究了鼓泡及壓力擾動下天然氣水合物的生成動力學(xué)及其生成機(jī)理,闡明了氣液體系水合反應(yīng)的驅(qū)動力、天然氣水合物生成過程中的傳質(zhì)速率的計算方式;根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程中反應(yīng)釜內(nèi)天然氣水合物的生成過程,建立了鼓泡過程中水合物生成的半經(jīng)驗(yàn)物理模型,并推得了表征天然氣水合物生成過程中合成速率快慢的表達(dá)方式,并系統(tǒng)研究了水合反應(yīng)過程中的傳質(zhì)機(jī)理對天然氣水合物生成過程的影響。利用二次增壓研究了不同溫度、壓力、增壓時間及壓差條件下壓力擾動對甲烷水合物生長過程的影響,結(jié)果表明:1)在滿足水合物生成條件下... 

【文章來源】：西南石油大學(xué)四川省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１天然氣水合物沉積物成藏模式及賦存介質(zhì)圖??天然氣水合物常見結(jié)構(gòu)有Ｉ型、ＩＩ型和Ｈ型三種［２］，其具體結(jié)構(gòu)參數(shù)如表１－??１所示

〇／４）與水分子在低溫和高壓條件下依靠范德華力形成的一種非化學(xué)計量性籠型??晶體物質(zhì)［｜］，廣泛分布于深海沉積物或陸域的永久凍土層中巖石的裂隙、空隙中，??其常見賦存介質(zhì)及成藏模式如圖１－１所示；其中，水合物在沉積物中常見的賦存??方式主要分為以下三種情況：（１）賦存于尚未固結(jié)的泥質(zhì)或沙質(zhì)沉積物顆粒中，??（２）賦存于團(tuán)塊狀和薄層狀的砂層或巖石介質(zhì)下，（３）以細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀填充于??沉積物的裂隙或空隙中。??茁粉砂和砂的主Ｓｉ枳物??￣一－??Ｅ??????飭粘上的主沉枳物??Ｉ？嗖代動；Ｘ枳杓屮的孔取ｆｃＪＡＶ水六物’⑴ｕｋｃｉＫｆｔ?１?受優(yōu)動變形的，Ｘ枳杓屮的跤鏈允】ＡＶ水５枸??ｉｉｃＧｆｃ?地地?ｊ??＾?４５＼?（＞？？？?許’??Ｉ〇〇？＊?ｉｌｉＡ?ｔ：?ＪＬ（０．０００１?�。纾唬椋椋螅蓿�?ｌｏｏｆｌｋ?家??水。杓飽ｉ、１??塊狀賦存（無主沉枳物）?閬結(jié)的上沉枳物（Ｖｆ石）??（隳㈧?ＲＪ?灣．Ｃａ？ｃａｄ丨？．?Ｈｔｔｌ?Ｉ?Ｍｃｗｏｙａｈｋ丨．Ｂａｒｒｃｎｖ?丨?ＷＰ?ＩＲ?粕）？?？違山?ｌｉ?丨丨？藏＞）??（?Ｌ?ｖ?ｍ?ｉ?）?．？ｍｖ５〇？?２議它?ｉｉｒｔ??免善■影?麵咬：＇１“．＇??圖１－１天然氣水合物沉積物成藏模式及賦存介質(zhì)圖??天然氣水合物常見結(jié)構(gòu)有Ｉ型、ＩＩ型和Ｈ型三種［２］，其具體結(jié)構(gòu)參數(shù)如表１－??１所示。實(shí)際上，在水合物形成過程中，其晶體結(jié)構(gòu)、客體分子組成、溫度、壓??力及空穴占有率等是影響水合物能否穩(wěn)定存在及儲氣能力大小的重要Ｗ素。此外，??在化學(xué)性質(zhì)和物理特征等方面

為氣體的生產(chǎn)設(shè)備及管道輸送時的堵塞問題提供了理森美孚■公司的Ｄｏｕｇ?Ｔｕｒｎｅｒ１３１］等人測定了光滑管中水合物楽靜態(tài)混合器作用下水合物漿液的生成情況以及誘導(dǎo)作用下實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)水合物晶核的提前注入、較小粒徑的水滴或氣一定的促進(jìn)作用。??ｌｌｅｙ?Ｌ?Ｄ［３２］等人設(shè)計發(fā)明了一種合成非堵塞性的水合物漿液物質(zhì)輔助的情況下，利用主要管線和冷流反應(yīng)器相連接在輸送管線中成核、生長、聚集，以減少輸送管線中的水；利用該方法消除了利用帶電電器設(shè)備或轉(zhuǎn)動設(shè)備溶解、物固體顆粒的影響，防止天然氣水合物在管線中的產(chǎn)生ｄｍｕｎｄｓｓｏｎ，Ａｌｆｈｅｉｍｓｖｉｎｇｅｎ［３３］設(shè)計發(fā)明了一種合成氣體水前處理、反應(yīng)器（帶有噴霧裝置）、后處理、運(yùn)輸系統(tǒng)、供循環(huán)系統(tǒng)６大模塊組成，如圖１－３所示。其特征在于通過體水合物，并對其進(jìn)行造球處理，再通過運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)輸?shù)?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]初始壓力對丙烷水合物生成過程的影響[J]. 張學(xué)民,姚澤,李洋,李金平,吳青柏.  過程工程學(xué)報. 2016(06)
[2]水合物漿液流動與流變特性研究進(jìn)展[J]. 閆柯樂,鄒兵,姜素霞,張紅星,尚祖政,王倩.  化工進(jìn)展. 2015(07)
[3]水合物法天然氣管道輸送的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王樹立,饒永超,周詩崠,李建敏,王淼.  天然氣工業(yè). 2014(11)
[4]基于PVM的可視化水合物生成實(shí)驗(yàn)[J]. 呂曉方,史博會,王瑩,于達(dá),唐一萱,宮敬.  實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2014(11)
[5]輸氣管線中天然氣水合物的防治[J]. 崔青.  應(yīng)用能源技術(shù). 2014(10)
[6]壓力擾動對丙烷水合物生成過程的影響[J]. 李金平,張學(xué)民,吳青柏,王春龍,焦亮.  天然氣工業(yè). 2014(09)
[7]多相混輸管道水合物生成及其漿液輸送[J]. 宮敬,史博會,呂曉方.  中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2013(05)
[8]氣體水合物生成過程強(qiáng)化方法研究進(jìn)展[J]. 張學(xué)民,李金平,吳青柏,王春龍,焦亮.  過程工程學(xué)報. 2013(04)
[9]表面活性劑對氣體水合物反應(yīng)液表面張力的影響[J]. 周詩崠,余益松,張曉萍,王樹立,張國忠.  天然氣化工（C1化學(xué)與化工）. 2013(01)
[10]進(jìn)氣方式影響CO2水合物噴霧合成的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 李剛,謝應(yīng)明,劉道平,肖楊,魏晶晶.  低溫與特氣. 2008(02)

博士論文
[1]甲烷水合物生成的靜態(tài)強(qiáng)化技術(shù)[D]. 楊亮.華南理工大學(xué) 2013



本文編號：3474590