盐类体系下添加剂对天然气水合物生成条件的影响试验

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1、学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报(江汉石油学院学报)2010年4月第32卷第2期JournalofOilandGasTechnology(J．JpI)Apr．2010Vo1．32No．2盐类体系下添加剂对天然气水合物生成条件的影响试验王树立(江苏工业学院机械与能源工程学院，江苏常州213016)宋琦，郑志余；[军，谢若：i5．15(江苏工业学院江苏省油气储运技术重点实验室，江苏常州’。。’)[摘要]基于天然气水合物的各种应用技术具有广泛的工业应用前景，通过试验研究了盐类体系下添加剂对水合物生成的影响，选用氯

2、化钠(NaC1)和阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)混合溶液作为试验溶液，发现NaC1+SDBS混合溶液在SDBS浓度为255mg／kg时诱导时间最短，为复合添加剂的最佳反应浓度，此时的溶液体系能很好地优化水合物形成过程，且比单一的NaC1溶液或SDBS溶液的诱导时间都有明显缩短，此时的氯化钠溶液浓度为海水浓度。此数据对今后储存运输水合物有着重要的指导意义。[关键词]天然气水合物；盐类；添加剂；最佳反应浓度[中图分类号]TE832．3[文献标识码]A[文章编号]1000—9752(2010)02—0138—04天然

3、气水合物(NGH)储运技术是一种新型的天然气储运技术，目前NGH技术需要解决的关键技术问题是水合物的大规模快速生成、固化或型、集装和运输过程的安全问题。那么实际生产中水合物的生成速度快慢和储气量高低是该技术能否实施和具有优势的关键。近年来，水合物的研究领域不断扩大，已从最初石油与天然气工业中的水合物形成预测与防治扩展到化工、能源和环境保护等领域。但就目前国内外研究现状看，天然气水合物生产和储运工艺还远未成熟。因此对天然气水合物的基础性研究非常必要，人们采用和提出了各种不同的方法和措施来增加水合物储气量、缩短诱导时间以及加速水

4、合物的生成口]。笔者探讨了盐类体系中(Nac1)十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为添加剂条件下，不同因素(包括温度、压力、搅拌)对水合物合成试验结果的影响，测定了相平衡点、诱导时间，同时分析选择出了最佳反应浓度。1试验1．1试验装置图1是试验所采用的天然气水合物合成试验装置结构简图[3]。该装置是由江苏工业学院、南京工业大学和南京理工大学共同研发的天然气水合物低温高压试验设备系统，专用于天然气水合物的合成和分解模拟试验研究。系统由高压可视化釜体、制冷及浴槽温控系统、磁力搅拌系统、水下光纤摄像、参数控制台及计算机数据采集系统、模

5、拟天然气配气系统、天然气高压增压系统共7个系统组成。同时，还设计预留了直接和釜内介质接触的接口，用于监测天然气水合物的合成与分解和直接观察釜内的变化情况。其各部分的设计和性能简述如下：反应釜的设计压力为30MPa(可以模拟海底3km水深处压力)，设计温度为一10℃，容积为0．5L，工作介质为试验配置溶液、合成天然气。同时装有水下光纤摄像视镜光波通路及声波通路，密封预紧力[收稿日期]2009—07—11[基金项目]中国石油化工集团公司资助项目(20050523)；江苏省科技计划国际合作项目(BZ2007032)。[作者简介]王

6、树立(1957一)，男，1982年大学毕业，博士，教授，现主要从事油气管输、水合物技术、天然气净化等方面的研究工作。学兔兔www.xuetutu.com第32卷第2期王树立等：盐类体系下添加剂对天然气水合物生成条件的影响试验小(防止玻璃压裂)，密封可靠，拆卸方便(可快速取出水合物进行分析)。此外，釜体具备测温、测压及其他物料进出口接口，且方便内部搅拌。温度调节范围为一10～25℃，显示分辨率为0．1℃。合成天然气经过高压增压系统快速增压后导人反应釜，通过磁搅拌子进行搅拌从而达到充分混合。同时通过调节转速调节旋钮，达到釜内搅拌

7、子的无级调速。参数控制台主要功能有浴槽制冷温度控制、釜内温度显示、釜内悬浮磁豆搅拌转速控制、釜内压力显示、开机计时等功能。同时，反应釜内外的温度和压力数显数据被统一转换为电流和电压数据后由计算机统一采集并作瞬时图样分析，从反应釜中获得的光纤摄像通光率信号也由计算机进行采集、瞬时图样分析和储存。1—截止阀；2--'％压表；3—气体增压泵；4-空压机：5-NaCI溶液池；6_液体加料泵；7—温度计；8—计算机采集系统；9_-接受气瓶；10-放气口；II-高压平衡釜；12-m力搅拌装置：l3_视镜；l4-压缩机；15—针阀；16-

8、配气瓶；17—合成天然气气瓶图1天然气水合物合成试验装置结构简图1．2试验方法该试验体系旨在测定天然气水合物在盐类溶液中添加阴离子表面活性剂条件下的相平衡点、诱导时间和反应时间。试验所用气体为南京特种气厂生产的合成天然气，其摩尔分数为91．41CH、5．70CzH、2．89％C。H。。试验