穩(wěn)定的天然氣水合物制備工藝設計

【摘要】： 我國天然氣資源豐富，消費潛力巨大，但是現(xiàn)有的氣態(tài)或液態(tài)天然氣儲運方式都不同程度地受地理條件的限制，使我國天然氣市場的覆蓋面呈現(xiàn)出區(qū)域性；同時，日益增長的天然氣消費量也急需開發(fā)出一種新的高效的天然氣儲運方式來滿足我國廣大天然氣用戶的需求。本文正是試圖從一種全新的角度研究出一種能夠利用固態(tài)形式對天然氣進行儲運的方式，利用天然氣水合物在特定條件下的穩(wěn)定性及安全性，設計出一種水合物生產工藝流程，旨在將氣田來氣直接連續(xù)地轉換成濃縮的固態(tài)天然氣，用以進一步地儲存與運輸，為拓展天然氣的輸儲效率作出努力與嘗試。 本文從水合物的微觀結構出發(fā)，探討了水合物的三種基本結構，包括每種結構的空間組成，對于不同的原始氣體，將以怎樣的比例與水形成何種結構的水合物，總結出水合物的典型物化性質，為下一步研究水合物儲運的技術可行性以及水合物生產流程的設計起到技術指導的作用。對水合物儲運可行性的研究，在技術上，從水合物的自身導熱率、制備難度、我國某些氣田的生產現(xiàn)狀以及成品水合物的安全性等方面作了有力的論證；在經濟上，通過對比管線運輸、液化天然氣運輸、合成原油運輸及天然氣水合物運輸幾種輸送方式與運輸距離間的成本關系，得出水合物經濟運輸距離的范圍。對水合物進行熱力學及動力學研究，是為水合物制備尋找進一步的理論依據(jù)。本文歸納了國內外幾乎所有的水合物熱動力學模型，并對模型中的參數(shù)進行分析，尋找出對水合物的生成具有重要意義的因素，使得在工藝流程的設計中做到有的放矢，將反應控制在有利于水合物生成的條件下進行。在對流程中主要反應設備的設計中，對設備選型或結構設計，說明了設計原因或給出了相關的理論依據(jù)，設備的其它主要參數(shù)均采用了代數(shù)式的表示方法，只要氣田根據(jù)自身特點給出相應的原始數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)代入對應的代數(shù)式，即可求出該設備的性能參數(shù)。 【關鍵詞】：天然氣水合物 固態(tài) 儲運 熱力學 動力學 流程 工藝參數(shù)
【學位授予單位】：西南石油學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2002
【分類號】：TE644
【目錄】：

• 中文摘要2-3
• 英文摘要3-6
• 1 我國天然氣工業(yè)的發(fā)展趨勢及儲運現(xiàn)狀概述6-9
• 2 制備穩(wěn)定的天然氣水合物的意義9-13
• 3 國內外水合物研究概況13-15
• 4 天然氣水合物的基本結構及物化性質15-23
• 4．1 天然氣水合物的基本結構15-20
• 4．2 天然氣水合物的物化性質20-23
• 5 水合物法固態(tài)儲運天然氣的可行性研究23-29
• 5．1 技術可行性23-25
• 5．2 經濟可行性25-29
• 6 天然氣水合物熱力學及動力學研究29-42
• 6．1 熱力學研究29-34
• 6．2 動力學研究34-42
• 6．2．1 微觀動力學35-38
• 6．2．2 宏觀動力學38-42
• 6．2．2．1 成核動力學38-39
• 6．2．2．2 生長動力學39-42
• 7 穩(wěn)定的天然氣水合物制備工藝流程設計42-54
• 7．1 設計思路42-49
• 7．2 工藝流程及說明49-52
• 7．3 流程特點52-54
• 8 主要設備的工藝參數(shù)設計54-71
• 8．1 噴嘴54-56
• 8．2 換熱器56-59
• 8．3 壓縮機59-62
• 8．4 反應釜62-64
• 8．5 分離器64-71
• 9 結論與建議71-72
• 致謝72-73
• 參考文獻73-76

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