甲烷水合物在不同體系中的生成動力學(xué)研究

【摘要】： 本文對甲烷水合物在純水和含抑制劑體系中的生成動力學(xué)進(jìn)行了研究。研究內(nèi)容包括文獻(xiàn)綜述、生成動力學(xué)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析以及動力學(xué)模型的參數(shù)估計(jì)與模型考核五個(gè)部分。 文獻(xiàn)綜述部分對水分子簇的研究進(jìn)展、水合物生成動力學(xué)研究的現(xiàn)狀進(jìn)行了簡要的概括。針對水合物抑制這一動力學(xué)研究領(lǐng)域的重要問題，本文從熱力學(xué)抑制和動力學(xué)抑制的角度對眾多學(xué)者的研究工作進(jìn)行了詳細(xì)的分類評述。 實(shí)驗(yàn)部分建立并完善了一套水合物生成動力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置有效體積大、攪拌效率高，水合物在該裝置中更容易生成。實(shí)驗(yàn)中測定了甲烷水合物在純水、NaCl—H_2O、CH_3OH—H_2O以及CH_3OH—NaCl—H_2O四類體系中的44個(gè)實(shí)驗(yàn)的生成動力學(xué)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)壓力范圍為4.41～7.48MPa，溫度范圍為273.35～273.85K，抑制劑的濃度范圍為1～20wt％(質(zhì)量濃度)，攪拌速率范圍為200～400r／min。 實(shí)驗(yàn)中得到了水合物生成過程中的誘導(dǎo)時(shí)間數(shù)據(jù)，并對實(shí)驗(yàn)中影響誘導(dǎo)時(shí)間長短的因素進(jìn)行了分析。 動力學(xué)模型參數(shù)估計(jì)部分獲得了甲烷水合物在純水體系中生成的動力學(xué)參數(shù)估計(jì)值，并通過分析得到了設(shè)定實(shí)驗(yàn)條件下具有代表性的動力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 動力學(xué)模型考核部分考核了模型對壓力的敏感性以及模型在含抑制劑體系中的適應(yīng)性?？己私Y(jié)果表明：模型能較好的描述水合物在不同體系中的生成動力學(xué)行為，并能對含抑制劑體系中的某些異常的動力學(xué)行為作出合理的預(yù)測。本文還重點(diǎn)考察了不同種類抑制劑的抑制劑性能，并結(jié)合水合物生成機(jī)理，對抑制劑的抑制機(jī)理給出分子水平的解釋。 【關(guān)鍵詞】：甲烷水合物 動力學(xué) 參數(shù)估計(jì) 抑制劑
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號】：O643.1
【目錄】：

• 前言8-9
• 第一章 文獻(xiàn)綜述9-22
• 1.1 引言9-10
• 1.2 水分子簇研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.1 水簇結(jié)構(gòu)性質(zhì)10-11
• 1.2.2 水簇?zé)釀恿W(xué)性質(zhì)11
• 1.3 水合物生成動力學(xué)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.1 微觀動力學(xué)12
• 1.3.2 宏觀動力學(xué)12-13
• 1.4 水合物抑制研究進(jìn)展13-22
• 1.4.1 熱力學(xué)抑制14-16
• 1.4.1.1 熱力學(xué)抑制劑作用機(jī)理及相平衡預(yù)測模型14-15
• 1.4.1.2 熱力學(xué)抑制劑實(shí)驗(yàn)研究15-16
• 1.4.2 水合物動力學(xué)抑制16-22
• 1.4.2.1 低用量水合物抑制劑分類17-18
• 1.4.2.2 動力學(xué)抑制劑作用機(jī)理及實(shí)驗(yàn)研究18-20
• 1.4.2.3 防聚劑作用機(jī)理及實(shí)驗(yàn)研究20-22
• 第二章 甲烷水合物生成動力學(xué)模型22-27
• 2.1 引言22
• 2.2 甲烷水合物生成動力學(xué)模型22-27
• 2.2.1 生成機(jī)理22-23
• 2.2.2 動力學(xué)方程23-25
• 2.2.3 動力學(xué)方程的轉(zhuǎn)換25-27
• 第三章 甲烷水合物生成動力學(xué)實(shí)驗(yàn)27-31
• 3.1 引言27
• 3.2 實(shí)驗(yàn)裝置27-29
• 3.2.1 高壓釜27-28
• 3.2.2 緩沖罐28
• 3.2.3 氣體壓縮機(jī)28
• 3.2.4 低溫恒溫槽28
• 3.2.5 溫度壓力測量系統(tǒng)28-29
• 3.3 實(shí)驗(yàn)配置29
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)樣品29
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)步驟29
• 3.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容29-31
• 第四章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和動力學(xué)模型的考核31-54
• 4.1 引言31
• 4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論31-35
• 4.3 參數(shù)估計(jì)結(jié)果與討論35-40
• 4.3.1 具有相同設(shè)定條件的實(shí)驗(yàn)參數(shù)估計(jì)結(jié)果與討論36-39
• 4.3.2 具有相同設(shè)定壓力的實(shí)驗(yàn)39
• 4.3.3 具有同一設(shè)定溫度的實(shí)驗(yàn)39-40
• 4.4 動力學(xué)模型的考核40-54
• 4.4.1 模型參數(shù)對壓力的依賴性40-46
• 4.4.2 動力學(xué)模型在抑制劑體系中的考核46-52
• 4.4.3 模型中虛擬臨界晶核籠形數(shù)取值的思考52-54
• 第五章 結(jié)論54-55
• 符號表55-56
• 參考文獻(xiàn)56-62
• 致謝62-63

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