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降低表面张力,可提高天然气水合物的生长速率

来源:深??蒲в牍こ萄芯克?/span> 浏览 138 次 发布时间:2024-08-16

天然气水合物的热力学研究关注水合物赋存的温度、压力等环境参数,而动力学研究主要关注水合物形成及分解速率的影响因素。相关的应用基础研究可为天然气水合物的开采、储运提供基础数据和理论支持。


中国科学院深??蒲в牍こ萄芯克詈<嘶肪衬D庋芯渴矣τ么筇寤侗κ从Ω肴廴诿腹韫苁笛槠教ǎ岷侠馄资侄?,开展了甲烷水合物的热力学及动力学研究。研究发现,表面活性剂(CTAB)不会改变甲烷水合物的相平衡条件(图1)。在微观尺度(毛细硅管),CTAB对甲烷水合物的生长速率无明显影响;而宏观尺度(蓝宝石反应釜)的实验过程表现出不同的特征。水合物形成初期,它的生长过程与微观实验过程相似,CTAB无明显影响;随着大量水合物的形成,气体传质受阻,CTAB会明显提升水合物的生长速率。对比实验的结果揭示了表面活性剂的作用机理,即通过降低表面张力,增大气液固接触面积,从而提高水合物的生长速率。

图1.甲烷水合物在纯水与表面活性剂溶液中的相平衡条件

图2.甲烷水合物阶段生长模式

结合微观与宏观尺度的实验结果,该研究总结出两阶段水合物生长模式——第一阶段为颗粒分散生长过程、第二阶段为颗粒聚集生长过程(图2)。