天然气水合物生成影响因素及稳定性研究

论文摘要

天然气水合物储存运输技术的开发有利于近海伴生气及零散气田的回收与利用,但是这种技术仍存在一系列问题需要解决。本论文对水合物的物理性质、生成影响因素和稳定性进行实验研究,为其工业应用打下基础。论文开展了实验装置的设计、水合物物性测试、水合物生成实验、水合物储存实验、储运装置的设计、储运技术路线及其经济性分析等研究。对水合物储气量、密度、比热和可燃性等进行了一系列实验测试,得到以下结论:实验测得的水合物的密度在0.8～0.95g/cm3之间;水合物的比热较小,零下20℃时水合物的比热为2.1J·g-1·℃-1;水合物燃烧受分解速度的影响不会发生爆炸。很多因素能影响水合物的生成,一定范围内,压力越高,温度越低,形成水合物的含气率越高;一定时间内,水合物含气率随着反应时间的增加逐渐增大;与纯水相比,加入十二烷基硫酸钠能大大提高了水合物的生成速度;水历史能缩短水合物形成的诱导时间,但其影响较小;搅拌能提高水合物的生成速度。研究了温度、压力、压实成型等对水合物稳定性的影响,水合物在不同温度（低温）常压储存,当水合物的自保性发挥作用后,水合物分解速度比较小;一定压力和压实处理都能提高了水合物的稳定性。对水合物陆上储存运输技术路线进行了初步研究,并与其它运输方式进行了技术、安全和经济方面的对比,水合物技术有一定优势,但是作为一种新技术,需要进一步开发和研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 课题研究的目的与意义
• 1.2 发展与研究现状
• 1.2.1 天然气水合物介绍
• 1.2.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的工作内容
• 第二章 水合物物性参数测量
• 2.1 水合物储气量测量方法及其评价
• 2.1.1 基本定义
• 2.1.2 测量方法
• 2.1.3 试验结果及其分析
• 2.2 水合物的密度测量
• 2.2.1 测试方法及步骤
• 2.2.2 测试结果及分析
• 2.3 水合物比热测量
• 2.3.1 测量方法
• 2.3.2 测试结果及其分析
• 2.4 水合物的可燃性
• 2.5 小结
• 第三章 水合物含气率影响因素研究
• 3.1 反应时间对水合物含气率的影响
• 3.1.1 试验步骤
• 3.1.2 实验结果及分析
• 3.2 活性剂浓度对水合物生成的影响
• 3.2.1 试验设计及步骤
• 3.2.2 试验结果及分析
• 3.3 温度和压力对水合物生成速度的影响
• 3.3.1 实验设计及步骤
• 3.3.2 实验结果及分析
• 3.4 水历史对水合物含气率的影响
• 3.4.1 实验设计及步骤
• 3.4.2 试验结果及分析
• 3.5 搅拌对水合物生成的影响
• 3.5.1 实验设计及步骤
• 3.5.2 实验结果及分析
• 3.6 小结
• 第四章 水合物稳定性实验研究
• 4.1 研究背景及目的
• 4.1.1 水合物自保性
• 4.1.2 水合物稳定性影响因素
• 4.1.3 基本定义
• 4.2 水合物不同温度下常压分解
• 4.2.1 试验方法及步骤
• 4.2.2 试验结果及分析
• 4.3 不同压力下水合物的分解
• 4.3.1 试验方法及步骤
• 4.3.2 实验结果及分析
• 4.4 水合物在不同温度下压实常压分解
• 4.4.1 试验方法及步骤
• 4.4.2 试验结果及分析
• 4.5 压实密闭分解
• 4.5.1 试验方法及步骤
• 4.5.2 实验结果及分析
• 4.6 小结
• 第五章 陆上天然气水合物储运技术
• 5.1 水合物储运工艺流程
• 5.1.1 水合物的合成
• 5.1.2 水合物的储存和汽车运输
• 5.1.3 水合物的气化
• 5.2 与CNG、LNG技术、经济和安全性对比
• 结论与建议
• 结论
• 建议
• 参考文献
• 附录
• 附录I 水合物试验装置介绍
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢