三年來，查閱了有關(guān)甲烷水合物相關(guān)文獻(xiàn)120多篇，了解了國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)，分析了當(dāng)今甲烷水合物研究存在的問題—資源量估算、氣體水合物生產(chǎn)、管道堵塞、鉆探安全、海底穩(wěn)定性及全球氣候變化影響。針對(duì)這些問題，本文選擇解決這些問題的科學(xué)關(guān)鍵—不同介質(zhì)條件下甲烷水合物存在的穩(wěn)定性作為論文研究的主要任務(wù)，圍繞這一核心，系統(tǒng)地設(shè)計(jì)了鹽、醇類介質(zhì)中甲烷水合物的相平衡實(shí)驗(yàn)，以純水、甲醇以及具有不同陰離子半徑、陽離子半徑、電荷數(shù)的鹽類溶液體系為研究對(duì)象，在前人研究的基礎(chǔ)上，運(yùn)用地球化學(xué)、物理化學(xué)、數(shù)學(xué)等多學(xué)科理論和方法，緊緊圍繞甲烷氣體水合物在不同介質(zhì)中形成／分解的相平衡特征、條件、影響機(jī)制以及分析甲烷水合物的形成過程、結(jié)構(gòu)特征等方面開展工作，十分重視宏觀與微觀分析相結(jié)合，以實(shí)驗(yàn)為手段，密切與室內(nèi)微觀測(cè)試—拉曼光譜相結(jié)合，積極應(yīng)用數(shù)學(xué)手段，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，建立了一組符合甲烷水合物相平衡條件的經(jīng)驗(yàn)公式，同時(shí)利用相平衡數(shù)學(xué)模型進(jìn)一步計(jì)算并證實(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性，在現(xiàn)有甲烷水合物相平衡研究的基礎(chǔ)上，研究開發(fā)出了描述不同陰離子、陽離子、電荷數(shù)的鹽類溶液中甲烷水合物相平衡的現(xiàn)象和規(guī)律，優(yōu)化了甲烷水合物相平衡理論... 

【文章來源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院蘭州地質(zhì)研究所)甘肅省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

已發(fā)現(xiàn)合物主要分布區(qū)Figl一IT五e(cuò)maindistributlonofthePresentmethane場(chǎng)drates美國(guó)能源部對(duì)甲烷水合物研究信心十足，最近宣布將在10一巧年內(nèi)解決甲

I型結(jié)構(gòu)水合物。除富HZS氣體外，I型結(jié)構(gòu)與天然氣的甲烷相關(guān)，其穩(wěn)定性受其它氣體組分影響不大。而n型結(jié)構(gòu)水合物則受其它氣體組分影響較大。因此，探討天然氣水合物的穩(wěn)定條件，主要是甲烷水物的I型水合物(圖2一4)。這種水合物的分子式可寫為C風(fēng)·5.75H20(理想狀態(tài)下)，由此可以推出一個(gè)單位體積的甲烷水合物能夠包含標(biāo)準(zhǔn)大氣壓和溫度(STP)下164單位體積的甲烷(圖2一4)。型水合物結(jié)構(gòu)甲烷水合物籠狀結(jié)構(gòu)圖2一4甲烷氣體水合物結(jié)構(gòu)圖FigZ一4The，trUctUreofmethanehydrates閱耐﹄甲烷水合物立方籠型格子l型結(jié)構(gòu)1耐氣水合物可產(chǎn)生164砂的氣體和0.8擴(kuò)水圖飛.天然氣水合物結(jié)構(gòu)圖水合物的形成與分子大小有關(guān)，分子直徑大小與所含水分子數(shù)存在相關(guān)關(guān)系。但也存在不相關(guān)的例外，比如，0:和CC14水合物的I型水合物。圖2一5為分子直徑與含水分子數(shù)的相關(guān)關(guān)系(Lederhos，et.al.，1992)。翻矛

圖2一5不同分子占據(jù)水合物不同空穴的示意(Lederhos，et.al.，1992)FigZ一5Sizeofhydratecavitiesandguestmoleeules(Lederhos，et.al.，1992)由圖2一5中可以看出，由于氣體分子大小不同，導(dǎo)致它們所可能占據(jù)的空穴也不同。例如:在生成簡(jiǎn)單水合物時(shí)，甲烷可以同時(shí)存在于I型水合物的大孔、小孔，而乙烷只能存在于I型水合物的大孔中。氣體分子太小(小于氫氣分子)不能起到支撐空穴的穩(wěn)定作用、太大(大于正丁烷分子)又不能進(jìn)入空穴，都不能生成水合物。另外，不同客體分子生成水合物的條件不同。表2一2中列出了�！鏁r(shí)，不同氣體生成水合物的條件。特別是有些物質(zhì)極易生成水合物，如常壓下四氫吠喃(THF)4.3℃、環(huán)氧乙烷n.o℃時(shí)即可生成水合物。表2一20℃時(shí)不同氣體水合物生成(相平衡)壓力比較TableZ一2Thee明ilibriumpressuresond遷民rentgas場(chǎng)dratesatooC氣體生成壓力(MPa)CH、C:H。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]甲烷水合物地質(zhì)特征[J]. 鄭艷紅,雷懷彥.  天然氣地球科學(xué). 2001(Z1)
[2]氣體水合物生成機(jī)理和熱力學(xué)模型的建立[J]. 陳光進(jìn),馬慶蘭,郭天民.  化工學(xué)報(bào). 2000(05)
[3]天然氣水合物地質(zhì)前景[J]. 雷懷彥,王先彬,鄭艷紅,張中寧,周曉峰.  沉積學(xué)報(bào). 1999(S1)
[4]天然氣水合物研究現(xiàn)狀與未來挑戰(zhàn)[J]. 雷懷彥,王先彬,房玄,鄭艷紅.  沉積學(xué)報(bào). 1999(03)



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