天然气水合物生成影响因素及稳定性研究

【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。 【关键词】：天然气水合物 生成影响因素 储存稳定性 储运技术 经济性
【学位授予单位】：中国石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TE822
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 前言9-14
• 1.1 课题研究的目的与意义9
• 1.2 发展与研究现状9-13
• 1.2.1 天然气水合物介绍9-10
• 1.2.2 国内外研究现状10-13
• 1.3 本文的工作内容13-14
• 第二章 水合物物性参数测量14-31
• 2.1 水合物储气量测量方法及其评价14-20
• 2.1.1 基本定义14
• 2.1.2 测量方法14-18
• 2.1.3 试验结果及其分析18-20
• 2.2 水合物的密度测量20-24
• 2.2.1 测试方法及步骤20-22
• 2.2.2 测试结果及分析22-24
• 2.3 水合物比热测量24-28
• 2.3.1 测量方法24-26
• 2.3.2 测试结果及其分析26-28
• 2.4 水合物的可燃性28-29
• 2.5 小结29-31
• 第三章 水合物含气率影响因素研究31-53
• 3.1 反应时间对水合物含气率的影响31-34
• 3.1.1 试验步骤31-32
• 3.1.2 实验结果及分析32-34
• 3.2 活性剂浓度对水合物生成的影响34-39
• 3.2.1 试验设计及步骤35-36
• 3.2.2 试验结果及分析36-39
• 3.3 温度和压力对水合物生成速度的影响39-44
• 3.3.1 实验设计及步骤40
• 3.3.2 实验结果及分析40-44
• 3.4 水历史对水合物含气率的影响44-49
• 3.4.1 实验设计及步骤45
• 3.4.2 试验结果及分析45-49
• 3.5 搅拌对水合物生成的影响49-51
• 3.5.1 实验设计及步骤49
• 3.5.2 实验结果及分析49-51
• 3.6 小结51-53
• 第四章 水合物稳定性实验研究53-69
• 4.1 研究背景及目的53-54
• 4.1.1 水合物自保性53-54
• 4.1.2 水合物稳定性影响因素54
• 4.1.3 基本定义54
• 4.2 水合物不同温度下常压分解54-58
• 4.2.1 试验方法及步骤54-56
• 4.2.2 试验结果及分析56-58
• 4.3 不同压力下水合物的分解58-62
• 4.3.1 试验方法及步骤58-59
• 4.3.2 实验结果及分析59-62
• 4.4 水合物在不同温度下压实常压分解62-65
• 4.4.1 试验方法及步骤62-64
• 4.4.2 试验结果及分析64-65
• 4.5 压实密闭分解65-67
• 4.5.1 试验方法及步骤65
• 4.5.2 实验结果及分析65-67
• 4.6 小结67-69
• 第五章 陆上天然气水合物储运技术69-80
• 5.1 水合物储运工艺流程69-74
• 5.1.1 水合物的合成70-73
• 5.1.2 水合物的储存和汽车运输73-74
• 5.1.3 水合物的气化74
• 5.2 与CNG、LNG技术、经济和安全性对比74-80
• 结论与建议80-83
• 结论80-81
• 建议81-83
• 参考文献83-86
• 附录86-90
• 附录I 水合物试验装置介绍86-90
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果90-91
• 致谢91

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