冰粉生成甲烷水合物的影響因子研究

【摘要】：已經(jīng)探明我國(guó)南海大陸架邊緣和青藏高原凍土區(qū)中擁有大量的天然氣水合物資源。天然氣水合物資源具有資源利用率高而且燃燒沒有污染的特點(diǎn),可以作為我國(guó)未來重要替代能源中的一種。因其實(shí)際樣品獲取難度大,因此實(shí)驗(yàn)室中人工制取成為重要的研究手段。本文采用實(shí)驗(yàn)室中常用的PVT方法制取水合物,在實(shí)驗(yàn)釜中一次充氣后進(jìn)行反應(yīng),通過觀察氣體壓力和溫度的變化情況,來判斷水合物的生成情況。實(shí)驗(yàn)研究了初始溫度、初始?jí)毫Α⒊跏急w粒粒徑對(duì)水合物生成反應(yīng)的影響,并深入研究了生成反應(yīng)過程中二次升壓、二次升溫和采取溫度震蕩變化等方法對(duì)純冰粉生成甲烷水合物和含有表面活性劑的冰粉生成水合物的實(shí)驗(yàn)影響規(guī)律。探索提高水合物生成量及冰粉轉(zhuǎn)化為水合物的轉(zhuǎn)化率的方法,主要工作如下：本文研究冰粉生成甲烷水合物實(shí)驗(yàn)中影響因子對(duì)甲烷水合物生成過程的影響規(guī)律。在純冰粉與甲烷氣生成水合物的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),實(shí)驗(yàn)中使用相同的初始溫度,高的初始?jí)毫?duì)水合物的生成有很明顯的促進(jìn)作用。同樣在相同的初始?jí)毫ο?在不接近冰熔點(diǎn)下的溫度情況下,初始的實(shí)驗(yàn)溫度越低,水合物的生成過程越快。對(duì)于水合物生成進(jìn)入擴(kuò)散階段后,二次補(bǔ)充壓力相比于二次升溫更有助于促進(jìn)水合物的生成。將溫度升高到分解溫度附近穩(wěn)定一段時(shí)間以后再迅速降溫到冰熔點(diǎn)以下,這種溫度大范圍震蕩變化對(duì)水合物的生成有一定的促進(jìn)作用,可以提高水合物的生成量及冰粉的轉(zhuǎn)化率。在含有表面活性劑的冰粉與甲烷氣發(fā)生水合物生成反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),在相同的初始?jí)毫蜏囟认?不同種類的表面活性劑,達(dá)到水合物生成最佳的情況所需要的表面活性劑的濃度是不同的。通過含有表面活性劑SDS濃度分別100ppm、300ppm、500ppm的冰粉在與甲烷氣生成甲烷水合物的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)采用的表面活性劑SDS的濃度為300ppm時(shí),表面活性劑SDS對(duì)冰粉水合物生成反應(yīng)的促進(jìn)作用最為顯著。在含有非離子表面活性劑APG的冰粉中,對(duì)比濃度分別為100ppm,300ppm,500ppm和1000ppm的冰粉實(shí)驗(yàn)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)當(dāng)表面活性劑濃度為1000ppm的冰粉的水合物反應(yīng)初始階段生成水合物最迅速。同時(shí)發(fā)現(xiàn),在使用表面活性劑后,初始?jí)毫?duì)水合物生成初始階段的影響不顯著,而初始溫度的影響比較明顯。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到穩(wěn)定的擴(kuò)散階段,二次補(bǔ)充壓力的影響不明顯,而二次升溫對(duì)反應(yīng)也沒有很明顯的影響。溫度升高到分解壓力附近后,無論是迅速降溫還是補(bǔ)充氣體壓力后再迅速降溫都對(duì)水合物的生成有一定的促進(jìn)作用。此外甲烷氣飽和的初始生成環(huán)境對(duì)冰粉與甲烷氣的水合物生成反應(yīng)也有促進(jìn)作用。 【關(guān)鍵詞】：水合物 溫度 壓力 表面活性劑
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TE64
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 1 氣體水合物10-15
• 1.1 氣體水合物概述10-12
• 1.2 甲烷水合物的概念12-13
• 1.3 氣體水合物的化學(xué)特性13-15
• 2 氣體水合物生成方法和機(jī)理15-21
• 2.1 實(shí)驗(yàn)室生成水合物常用方法15
• 2.2 水合物生成動(dòng)力學(xué)模型15-18
• 2.3 表面活性對(duì)水合物形成的影響機(jī)理18-21
• 3 實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)方法21-30
• 3.1 實(shí)驗(yàn)裝置21-23
• 3.2 實(shí)驗(yàn)室制冰方法的研究和方案設(shè)計(jì)23-24
• 3.3 實(shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)步驟24-25
• 3.4 實(shí)驗(yàn)工況點(diǎn)的選取25-27
• 3.5 冰粉轉(zhuǎn)化率的計(jì)算27-30
• 4 純冰粉與甲烷氣反應(yīng)生成甲烷水合物的影響因子研究30-41
• 4.1 冰粉初始粒徑對(duì)甲烷水合物生成實(shí)驗(yàn)的影響30-32
• 4.2 初始?jí)毫?duì)甲烷水合物生成實(shí)驗(yàn)的影響32-33
• 4.3 初始溫度對(duì)甲烷水合物生成實(shí)驗(yàn)的影響33-34
• 4.4 溫度變化對(duì)甲烷水合物生成實(shí)驗(yàn)的影響34-38
• 4.5 冰粉生成甲烷水合物的記憶效應(yīng)研究38-41
• 5 含有表面活性劑的冰粉生成甲烷水合物的影響因子研究41-64
• 5.1 表面活性劑濃度對(duì)甲烷水合物生成實(shí)驗(yàn)的影響41-47
• 5.2 初始?jí)毫?duì)含有表面活性劑的冰粉生成甲烷水合物的影響47-49
• 5.3 初始溫度對(duì)含有表面活性劑的冰粉生成甲烷水合物的影響49-51
• 5.4 表面活性劑的種類對(duì)冰粉生成甲烷水合物的影響51-52
• 5.5 二次升溫和升壓對(duì)含有表面活性劑的冰粉生成水合物的影響52-53
• 5.6 溫度變化對(duì)含有表面活性劑的冰粉生成水合物的影響53-64
• 6 充分飽和甲烷氣條件下冰粉生成水合物的研究64-73
• 6.1 純冰粉在充分飽和甲烷氣的條件下生成水合物的實(shí)驗(yàn)研究64-68
• 6.2 含有SDS的冰粉在充分飽和甲烷氣的條件下生成水合物的實(shí)驗(yàn)研究68-73
• 結(jié)論73-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 致謝78-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況79-80

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

形成水合物的基本條件    Lan Lerche ,Elchin Bagirov ,謝力

海底微生物在水合物識(shí)別中的應(yīng)用    王文娟;陳建文;竇振亞;張劍;

注甲醇溶液分解丙烷水合物實(shí)驗(yàn)?zāi)M    董福海;臧小亞;樊栓獅;梁德青;

水合物模擬實(shí)驗(yàn)裝置的對(duì)比研究    楊明軍;宋永臣;劉瑜;

天然氣中的水合物對(duì)在運(yùn)管線造成的影響及控制方法    屠明剛;張德慶;吳鳳芝;

井筒水合物的防治措施探討    郭玉慧;楊鳳玉;

水合物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)    鞏艷;林宇;陳星杙;

深水鉆井中水合物的預(yù)防和危害處理方法    許明標(biāo);唐海雄;黃守國(guó);王曉亮;林平;

沉積物中水合物形成機(jī)理及分解動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展    李清平;張旭輝;魯曉兵;

低場(chǎng)核磁共振在研究四氫呋喃水合物形成過程中的應(yīng)用    田慧會(huì);魏厚振;顏榮濤;馬田田;韋昌富;

四氫呋喃水合物沉積物力學(xué)性質(zhì)研究    魯曉兵;王麗;王淑云;趙京;王愛蘭;

白云凹陷水合物成藏條件研究及水合物的預(yù)測(cè)    張樹林;陳多福;

南海北部神狐區(qū)域海底沉積層工程地質(zhì)條件對(duì)水合物成藏影響    關(guān)進(jìn)安;梁德青;吳能友;萬麗華;李棟梁;

海底沉積物中水合物成礦機(jī)理與分布規(guī)律    呂萬軍;郭依群;莊新國(guó);梁金強(qiáng);沈銘;黃國(guó)成;

水合物開采后的地層穩(wěn)定性    矯濱田;魯曉兵;

水合物安全處理推薦    劉偉安;王均;楊秀夫;何玉發(fā);魏劍飛;黃小龍;趙維青;劉保波;

環(huán)戊烷水合物生長(zhǎng)過程實(shí)驗(yàn)研究    孫志高;劉成剛;

水合物在蓄冷及制冷(熱泵)領(lǐng)域的應(yīng)用    魏晶晶;謝應(yīng)明;劉道平;

聯(lián)用型水合物抑制劑研究    閆柯樂;孫長(zhǎng)宇;申得濟(jì);尹海霞;陳光進(jìn);

天然氣組成對(duì)水合物形成的影響及災(zāi)害預(yù)防研究    徐文新;陳多福;陳先沛;陳光謙;

氣水合物提取天然氣三種方法    春溪

我國(guó)近?？扇急{(diào)研方興未艾    陳偉立

海水淡化，期待新技術(shù)    蘇光路

可燃冰的開發(fā)及對(duì)我國(guó)鋼管業(yè)發(fā)展的影響    彭在美 董帥 翁博

陸域天然氣水合物地震響應(yīng)與特征分析研究    劉杰

二氧化碳置換甲烷水合物微觀實(shí)驗(yàn)研究    王菲菲

南海沉積物的水合物聲學(xué)特性模擬實(shí)驗(yàn)研究    胡高偉

多孔介質(zhì)中水合物飽和度與聲波速度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)研究    張劍

海底天然氣滲漏系統(tǒng)水合物形成分解動(dòng)力學(xué)及微生物作用    陳多福

多孔介質(zhì)中水合物開采影響因素的實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究    阮徐可

藥物水合物結(jié)晶熱力學(xué)及轉(zhuǎn)晶過程研究    劉崇峻

原位條件下水合物形成與分解研究    楊明軍

海洋天然氣水合物地層鉆井的鉆井液研究    涂運(yùn)中

天然氣水合物開采模擬與能效分析    楊圣文