探究结合水合物生成机理研究甲烷在水中的溶解度

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1、浙江工业大学硕士学位论文结合水合物生成机理研究甲烷在水中的溶解度姓名：耿昌全申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：裘俊红2002.5.1塑坚三些盔堂堡主兰堡堡苎一———————!!翌摘要本盘结合水合物生成机理研究甲烷在水中的溶解度。研究内容主要包括文献综述、实验装置建立、模型参数估计和模型考核、溶解度计算4个部分。文献综述部分综述了水合物的结构、性质和应用、关联气体溶解度的方法以及低温中压下甲烷在水中的溶解度的研究现状。实验装置部分介绍了实验流程、主要实验设备的设计与选型、实验过程以及实验内容。重点阐述了高压釜、缓冲罐、气体压缩机、数控低温恒温槽的特点、结构和主要技术指标。实验测定

2、了纯水中甲烷水合物生成动力学数据。水合物生成动力学模型参数估计部分获得了临界晶核中的笼形数和动力学／参数的最优解。动力学模型的考核部分初步考察了参数估计值的可靠性。俦察结果表明：参数估计值可以较好地描述水合物生成过程中气相压力的变化趋势。户’一溶解度计算部分分别用动力学模型和状态方程法计算出各组实验条件下甲烷在水中的溶解度。比较两者发现：动力学模型计算出的溶解度比状态方程法计算出的溶解度高出约17．6～33．4％。结合水合物生成机理，用逸度和相平衡的知识对结果进行了分析和讨论。关键词：溶解度，甲烷，水合物，动力学，7平衡i朔1＼／塑垩三些奎兰堡主兰垡丝苎垒璧翌堡垒!三ABSTRACTI

3、nthispaper，thesolubilityofmethaneinwaterwasstudiedcombinedwithkineticmechanismofmethanehydrateformation．Theworkperformedcanbedividedimofourparts．Inthefirstpart，theliteratureonthecrystalstructure，properties，andapplicationsofgashydrates，correlationofthesolubilityofhydrocarbonsinwater，aswellasthepr

4、ogressofgassolubilityinwateratlowtemperatureandintermediatepressurewasrexiewed．Inthesecondpart，experimentalapparatus，experimentalprocedure，anddesignofmainequipmentwereintroduced．Attentionisfocusedonthecharacteristic，structureandmaintechnologicalparametersofhigh—pressurereactor,buffertank，gascomp

5、ressor，digitalrefrigeratedcirculatorbath．Thekineticdataofhydrateformationinpurewaterwasobtainedexperimentally．Inthethirdpart，basedontheexperimentaldata，thenumberofcagesandkineticparameterswereestimatedAndtherationalityofparameterswasexamined．111eresultsshowthatthekineticparametersCandescribethek

6、ineticbehaviorofmethanehydrateformation．Inthelastpart，thesolubilityofmethaneinwaterathydrateconditionsWascalculatedbykineticmodelandequationofstate．Todrawcomparison，theformerissubstantiallyhigherthanthelaterCombinedwithhydrateformationmechanism，thecalculatedresultswereanalyzedanddiscussedwithmet

7、hanefugacityinbothphasesandphaseequilibrium．Keywords：solubility,methane，hydrate，kinetics，equilibrium塑垩三些盔兰堡主兰垡丝奎————————————————盟前言气体在水中的溶解度在化工工艺、地球化学、环境科学及生物医药工艺等方面发挥着非常重要的作用，尤其是油气工业和科研中，气体在水中的溶解度显得尤为重要。最常见的、也是研究得最多的气体是烃类气体