水合物生成记忆效应研究进展.pdf

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1、第４４卷第５期化工机械４６３①水合物生成记忆效应研究进展１１２１１１３１宋尚飞史博会许海银丁麟阮超宇柳扬杨葳宫敬（１．中国石油大学（北京）油气管道输送安全国家工程实验室石油工程教育部重点实验室城市油气输配技术北京市重点实验室；２．中石油管道联合有限公司西部兰州输气分公司；３．中国石油天然气股份有限公司北京油气调控中心）摘要从水合物生成记忆效应的形成机理和影响因素角度出发，对当前水合物生成记忆效应的研究现状进行梳理与总结。针对水合物生成记忆效应的形成机理，简要分析了目前比较公认的两种假说。简述了水合物生成分解后的处理历史对水合物生成记忆效应的影响，提出矿物离子、热力学

2、抑制剂及动力学抑制剂等物质都会对水合物生成记忆效应存在显著影响。同时指出不同类型水合物之间的记忆效应以及体系压力、矿物离子、化学添加剂及蜡晶的析出等对记忆效应的影响，都是需要进一步深入研究的问题。关键词水合物记忆效应结晶成核生长中图分类号ＴＥ６５文献标识码Ａ文章编号０２５４-６０９４（２０１７）０５-０４６３-０８在特定温度与压力条件下，水分子通过氢键气水合物的生成会引发聚并甚至阻塞管道，不仅作用会形成多面体的笼形孔穴结构。这些孔穴可影响正常的工业生产，严重的还会造成巨大的生［８，９］以将客体分子包裹在里面并形成类似于冰状晶体命和财产损失。［１］物质，即笼形水合物。

3、客体分子主要是指低分在水合物的科学研究过程中，一种记忆效应［１０］子量气体，如甲烷、乙烷及丙烷等。除此之外，四的现象被提出。水合物分解后的水再次生成［２］氢呋喃、环戊烷等也能与水形成水合物。天然水合物的诱导期要明显减小。这种水合物生成历气水合物（俗称可燃冰）可以作为一种潜在的清史导致的诱导期减小的现象，被称为水合物成核洁能源。目前，据估计全球天然气水合物矿藏的生长过程中的记忆效应。由于记忆效应的存在，总储量相当于全球已探明矿物燃料（煤、石油、天水合物生成的过程被明显加快。水合物生成记忆［３］然气）的两倍。在我国南海、青藏高原等地，业效应的存在与证实，正是解释发生过水

4、合物冻堵已探测到水合物矿藏的存在。随着人们对水合物的管道易于再次发生冻堵的原因。同时也可利用性质了解的不断深入，基于水合物相关技术得到水合物生成记忆效应进行水合物储存装置的设［１１］了很大发展，涉及到油气储运、环保、温室效应、石计，大幅提高反应速率，促进水合物储存技术［４，５］油化工及生化制药等多个领域。对于石油工在工业上的广泛应用。在天然气水合物开采过程程领域来说，随着石油天然气资源开发不断转向中，其基本思路是在地下将水合物分解为水和天［１２］深海领域，开发过程中的流动保障问题成为安全然气，再将气采出。整个生产系统会产生大量［６，７］生产的关键。海底高压低温的恶劣

5、条件为天的水，包括天然气水合物分解水和地层水，而井下然气水合物形成提供了有利的环境，管道中天然气、水快速分离较为困难，在天然气和水由矿藏输①基金项目：国家自然科学基金（５１５３４００７）；国家科技重大专项（２０１６ＺＸ０５０２８-００４-００１，２０１６ＺＸ０５０６６００５-００１）；国家重点研发计划（２０１６ＹＦＣ０３０３７０８）；中国石油大学（北京）科研基金（２４６２０１４ＹＪＲＣ００６、２４６２０１５ＹＱ０４０４）。作者简介：宋尚飞（１９９３-），博士研究生，从事水合物流动安全保障及多相流动的相关研究。联系人：史博会（１９８４-），讲师，从事流动保障、长距离输

6、气管道工艺输送、天然气水合物相关技术及多相流动的研究，ｂｈ．ｓｈｉ＠ｃｕｐ．ｅｄｕ．ｃｎ。４６４化工机械２０１７年送至平台过程中，一旦其温度和压力条件进入水显小于初次生成水合物诱导期，其中抑制剂含量合物生成区，又会迅速再次生成水合物。记忆效均为０．１ｍｍｏｌ／Ｌ。应的存在，大大增加了开采过程中水合物堵管的表１不同抑制剂条件下水合物生成风险，严重影响其安全生产。与再生成实验诱导期ｓ随着水合物相关基础研究的不断深入，关于初次生成再次生成抑制剂种类天然气水合物生成记忆效应的研究也逐步开展，诱导期诱导期包括水合物生成记忆效应的形成机理、影响因素无６４５６５等。笔者将以水合物

7、生成记忆效应相关基础研究ＩＩＩ型抗冻蛋白（ＴｙｐｅＩＩＩＡＦＰ）１９５５９５为着眼点，对当前的研究现状进行梳理与总结，为Ｔｍ型抗冻蛋白（ＴｍＡＦＰ）１２６０６０水合物技术在油气储运安全与水合物储存技术等绿色荧光蛋白（ＧＦＰ）２６８０１００方面的研究，提供理论与实验基础研究参考。ＩＩＩ型抗冻蛋白-绿色荧光蛋白复配２３７５７５1水合物生成记忆效应Ｌｐ型抗冻蛋白-绿色荧光蛋白复配３９６０７５当满足热力学条件时，水合物并不能瞬间生ＰＶＰ（Ｐｏｌｙ-Ｎ-ｖｉｎｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）１８４０１４０成，形成过程是需要有一定过渡时间的，这个形成ＨＩＷ８５２８１５０６０９５