天然气水合物奇异自保护效应研究发展及其应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com82天然气化工(C。化学与化工)2014年第39卷天然气水合物奇异自保护效应研究发展及其应用温永刚L2，陈秋雄，陈运文，樊栓狮，郎雪梅，王燕鸿(1．深圳市燃气集团股份有限公司，广东深圳518040；2．华南理工大学传热强化与过程节能教育部重点实验室，广东广州510640)摘要：采用水合物法进行天然气储运是目前国内外正着力开发的一种新型天然气储运技术．水合物在不同温度压力条件下的稳定性及其分解特性是该技术应用发展的重要基础。奇异自保护效应的存在表明水合物在特定的

2、低温温区内具有良好的稳定性，这也为开展水合物法储运天然气提供了有力的理论和试验依据。综述了气体水合物自保护效应的研究『万史及其应用于天然气储运的工程应用，指出了自保护效应研究中依然存在的困惑及发展水合物法储运天然气技术所面临的挑战。关键词：奇异自保护效应：天然气储运；气体水合物；研究进展中图分类号：，I'E8文献标识码：A文章编号：1001．9219(2014)01．82．06天然气水合物(NGH)作为一种未来极具潜力重要的意义嘲。的能源．其开发及应用技术的研究已引起了国内外本文主要综述了水合物

3、奇异自保护效应的研研究者的极大兴趣和热情【。利用lm的NGH可究历史及其应用于天然气储运的工程化应用，指出以储存150m3—180m3天然气的特性，可以在较高的了水合法储运天然气存在的技术挑战，展望了利用温度和较低的压力下以水合物形式存储和运输天自保护效应开展水合物储运的未来工业化应用前然气。相比于传统的天然气储运方式，水合物法储景。运技术具有储气密度高、安全可靠、环境友好且成1水合物自保护效应研究历史发展本较低等优势．特别适用于海上及陆地偏远小气田的开发和中远距离的天然气运输[3,41。及现状

4、采用水合物技术进行天然气储运，掌握水合物对于NGH的研究最初是为了解决因水合物导在不同温度压力条件下的分解特性及其稳定性是致的油气管线的堵塞问题。1968年Makogon对取自该技术发展的重要基础。研究表明，甲烷水合物在东西伯利亚雅库特Ust．Vilui气田管道中的气体水常压和低于冰点温度以下的温区内具有一种独特合物观察后发现。在低于273K的条件下这些水合的稳定性，其分解率远远低于其它温区，该现象被物的分解异常缓慢[71。这是最初对水合物在低温下称为水合物的奇异自保护效应[51。开展水合物自保

5、异常分解的观察和报道。1973年Cherski等嘲用渗透护效应的研究对于深刻理解水合物分解过程中的率为50roD的水合物岩芯开展了分解试验并持续特性参数变化及其稳定性特征具有重要意义，由此了数小时，试验结果表明，在273K、0．1MPa条件下为水合物法储运天然气技术的工业化应用奠定基气体分解速率随时间变化越来越小。该现象被认为础。此外，开展基于水合物自保护效应的水合物分是由于岩芯内部的冰层覆盖于水合物表面后融化解特性研究对于评估陆地NGH赋存和开采也具有缓慢所致。上世纪8O年代中期。Handa及

6、其科研团队发现气体水合物在处于冰点温度以下的非平衡状态时收稿日期：2013．06．20：基金来源：国家自然科学基金(51176051、51106054)，973计划(2009CB219504．03)，中国具有一种异常的稳定现象O-u1。在对合成的Xe和Kr石油科技创新基金资助项目(2012D．5006．0210)，中国博士的笼状水合物进行热量测定的过程中，Handa首先后科学基金面上资助项目(2013M542l73)，中央高校基本科报道了水合物在初始分解后发生的品格稳定现研业务费专项资金资助项目

7、(2013ZM0036)；作者简介：温永刚f1978．)，男，博士，高级工程师，主要从事天然气储运及应象19]。他指出，如果存在整体的水合物晶体的话，水用技术研究，电话020．87110453，电邮cewenyg@scut．edu．cn；合物的分解过程可分为两个步骤。分解首先发生在通讯作者：樊栓狮(1965．)，男，教授，博士生导师，电话020．晶体表面．在分解过程中，水合物表面会被一层冰2223658l，电邮ssfan@seut．edu．crl。学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www

8、.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com第1期温永刚等：天然气水合物奇异自保护效应研究发展及其应rfl85注：(1)o表示无自保护效应；●表示有冉保护效应；△表示CF,水合物在200K左右表现白保护效应；(2)Pd为273K温度下水合物的分解压力，MPa；(3)Vo表示初始状态下合成样品中所含的水合物的比例；(4)、分别为客体分子的熔点和沸点温度；(5)表中数据按水合物分解压力从小到大的顺序排列。究，对于实际的工程化应用而言。已有结果的应用目，并与Advantica技术有限公