过冷度对气体水合物合成影响的实验研究
影响因素
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一 气体水合物生成的影响因素 (两篇英文文献) 两篇英文文献)
二 科技制作
气体水合物生成的影响因素
1.温度压力 1.温度压力 2.搅拌速率 2.搅拌速率 3.过饱和度——驱动力 3.过饱和度——驱动力 过冷度——对水合物的生成有很大促 过冷度——对水合物的生成有很大促 进作用 4.气体的组分 4.气体的组分 5.水的状态 5.水的状态 6.流型影响，系统几何形状与表面面积及 6.流型影响，系统几何形状与表面面积及 其他
一 温度、压力
压力恒定 生成速率随温度的升高而降低——因为 生成速率随温度的升高而降低——因为 温度升高反应趋向于平衡条件，反应将会 停止。 温度恒定 生成速率随压力的升高而增大——压力 生成速率随压力的升高而增大——压力 增大，气相逸度差（主要推动力）增大。
二 过饱和度——驱动力 过饱和度——驱动力
水合物生成的驱动力：过饱和度，它取决 于气体在溶液中的实际浓度。 过饱和度的表达式适用于甲烷、乙烷或其 他单组分气体的水合结晶。 （“Driving force for crystallization of gas hydrates” hydrates”）
当溶液和气相化学平衡时过饱和溶液的等温和等压区 用不同的形式。 当溶液和气相非化学平衡时，过饱和度与时间有关 ， 相应表达式。
三 搅拌速率
搅拌可以有效的缩短诱导时间
提高传热、传质的速率， 更易溶解 （5Mpa,274.35K时搅拌速度400r/min,搅拌时间30min） 5Mpa,274.35K时搅拌速度400r/min,搅拌时间30min）
关系
搅拌速度的增加——紊流强度增加 ——对传质速 搅拌速度的增溶解时间减少
水合物抑制剂研究综述
水合物生成的抑制1背景1.1水合物的形成条件水合物合成条件：必要条件—液相水的存在、高压低温条件（即①气体处于水汽饱和或过饱和状态并存在游离水；②有足够高的压力和足够低的温度）；辅助条件—压力波动、气体流向的突变、晶种的存在。
水合物生成需要一定的条件，促使水合物生成的重要条件有3个：(1)有足够高的压力条件。
在系统压力足够高时，才能促使饱和水蒸气的气体形成水合物；(2)有足够低的温度条件。
在系统中的温度小于临界温度时，才有可能生成水合物；(3)天然气中含有足够生成水合物所需要的水分。
另外，由现场的实际经验可以知道，气体压力变动、气体流动方向改变所导致的涡流、可能存在的酸性气体、水合物晶核的诱导等因素对水合物的形成也存在影响。
除温度、压力和含水量等三个主要因素外，油气井的产量、运输管线的长度、运输油管的直径、运输油管中气体的温度、压力变化以及管线埋藏的环境也对水合物形成产生影响。
1.2运输管线中天然气水合物的形成原因高压、低温：管线中高压、管线所处环境低温；水合物晶种存在：井筒内有加剧天然气水合物形成的晶种存在，加上井温偏低，遇凝析水便会形成天然气水合物堵塞。
节流降温效应：埋地管线积液处、分离器出口变径处(分离元件)、排污阀、弯头、三通和分离器积液包等部位。
这些部位由于节流降温效应，加上未采取加热保温措施，必然会发生天然气水合物堵塞。
积液（聚积的液体）：为天然气水合物的形成提供了物质基础。
导致积液的原因是:（1）部分气井井口温度较高或出站计量温度控制较高，管线下游末端温度较低，增加了管线的含水量；（2）管线高低起伏较大，大量凝析水或气田水易聚积在管内低洼处，不仅使天然气与积液形成段塞流，增大流动阻力，更会因节流效应导致天然气输送温度降低，最终形成大量天然气水合物堵塞管线。
井筒中的污染物：钻完井的残留物、生产过程中加注的缓蚀剂及腐蚀产物等，也会引起井筒和地面设备管道堵塞，造成气井不能正常生产。
1.3危害在天然气输送管道及多相混输管道中，低分子量烃类及硫化氢、二氧化碳等气体和管道中的水，在一定的温度和压力条件下会形成水合物，轻则使气流通道减小，重则将导致管道或设备堵塞，从而堵塞管道，严重制约气井的开发，影响安全生产。
天然气水合物生成与相平衡曲线的试验分析
过技术手段 ，解决天然气水合物的大量 、快速生成 烷 （南京上元工业气体厂生产 ），纯度 ９９．９９％；氯
的问题是如今摆在眼前的科研难题 。借助室 内物 化钠 （山东九 重化 工有 限公 司生产 ），纯度 为 ９４．５％； 理模拟实验 ，本文研究了天然气水合物的生成量和 实验 所用 蒸馏 水 为实 验 室 自制 。
水 合物生成 以及分解过程 中压力一温度 曲线 的拟合 ，放缓反 应釜内温度 的升 幅 ，可 以得到更 长更精确的拟合 曲
线 。
关 键 词 ：天然气水合物 ；动力学抑制剂 ；过冷度 ；搅拌 ；相平衡 曲线
中 图 分 类 号 ：ＴＥ８９
文 献 标 识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ： １６７１—０４６０ （２０１８）０８—１５８５—０４
摘 要 ：通 过改变动力学抑制剂 、过冷度 、搅拌Байду номын сангаас，借助生成实 验装 置 ，分析天然气水合物 的生成效果 ，比
较 以上三个条件下的天然气水合物 的生成速 度和生成量 ，进而得 出以上三个变量 的对天然气水合物生成效果 的
贡献 。结果表 明 ：增加搅拌在天然气水合 物生成过程 中起 主要作用 ，其次是 过冷 度以及动力学抑制剂 。通过对
ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ａｇｉｔａｔｉｏｎ ｐｌａｙｅｄ ａ ｍａｊｏｒ ｒｏｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｇａｓ ｈｙｄｒａｔｅ，ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ
ｓｕｐｅｒｃｏｏｌｉｎｇ ａｎｄ ｋｉｎｅｔｉｃ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ． Ａ ｌｏｎｇｅｒ ａｎｄ ｍ ｏｒｅ ａｃｃｕｒａｔｅ ｆ ｉｔｔｉｎｇ ｃｕｒｖｅ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｆ ｉｔｔｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｈｙｄｒａｔｅ ｆｏｒｍ ａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ａｎｄ ｓｌｏｗｉｎｇ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔ ｕｒｅ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅａｃｔｏｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｎａｔ ｕ ｒａｌ ｇａｓ ｈｙｄｒａｔｅ；Ｋｉｎｅｔｉｃ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ；Ｓｕｐｅｒｃｏｏｌｉｎｇ；Ａｇｉｔａｔｉｏｎ； Ｐｈａｓｅ ｅｑｕｉｌｉｂｒ ｉｕｍ ｃｕｒｖｅ
过冷度对气体水合物合成影响的实验研究
摘 要 ：过 冷 度 是 甲烷 水 合 物合 成 过 程 的 主 要 驱 动 力 ，在 沉 积 物 中 进 行 不 同过 冷 度 下 甲烷 水 合 物 合 成 实 验 ，有 利 于 找 出
水合物合成过程 的动力学 影响因素 ，进而研究 自然界 沉积物 中水合 物的成 藏过程 。在定容 条件 Ｆ，以不 同的过冷度 进 行 甲烷水合物在沉积 物中的合成实验。实验结果表 明 甲烷水 合物在 沉积物 条件下 的合成 过程包 括气液 溶解 、核 化 、生 长 、稳定 ４个阶段 。在相 同初始状态 ，不 同过冷度 条件 下的水合 物合成 后系统状 态均 处在相 平衡 曲线上 ，而随着过 冷 度 的减小 ，气体转换率 和水合 物的饱 和度不断降低 。通过实 验数据 回归得 出在沉 积物条 件下过 冷度与 甲烷水 合物诱 导 时 间的经验关系式 。通过对 比发现 ，沉积 物 中水合 物 合成 所需要 的过冷 度仅 为 ２ ５℃ ，大大 低 于不 含沉 积物 的纯水 ．
Ｌ ｎ ＩＧａ ｇ 一． Ｌ ａ — ｅ ＩＸｉｏ ｓ ｎ ’
（ ． ｕ ｎｚＯ ｎｔｕｅｆＥ ｅ ｙＣ ｎｅ ｉｎ Ｃ ｉｅ ｃｄｍ ｃ ｎｅ，Ｇ ａｇｈ ｕ ｕ ｎ ｄｎ ５ ０ ４ ，Ｃ ｉａ １ Ｇ ａｇｈ ＵＩｓｉ ｔｏ ｎｒ ｏｖｒｏ ， ｈｎｓ Ａａ ｅ ｙｏ Ｓｉ ｃｓ ｕ ｎｚｏ ，Ｇ ａｇ ｏｇ ６ ０ ｈｎ ； ｔ ｇ ｓ ｅ ｆ ｅ １ ２ Ｋ ｙＬ ｂｒｔｒ ｅｅ ａ ｌ Ｅ ｅ ｙａｄ ＧｓＨ ｄａｅ Ｃ ｉｅ ｃｄｍ Ｓｉｗｓ ｕｎ ｚｏ ，Ｇ ａ ｇｏ ｇ ５０ ４ ． ｅ ａ ｏａｏ ｏ ｎｗ ｂｅ ｎｒ ｎ ａ ｙ ｒｔ， ｈｎｓ Ａａ ｅ ｙｏ ｃ ｒｅ，Ｇ ａ ｇｈｕ ｕｎ ｄｎ １６０，Ｃ ｉａ ｙ ｆＲ ｇ ｅ ｆ ｅ ｈｎ ）
一种动力学天然气水合物抑制剂合成研究
３ ０ ％） 、 成本 高 、 难回收、 毒性 大 等缺 点 ｌ 】 ｑ Ｊ ， 近年
来 为替 代 或 部 分 替 代 热 力 学 水 合 物 抑 制 剂 。 国外 开发 了一类 新 型的 水合 物 抑 制 剂 ， 即动力 学 水 合 物 抑制 剂 ￣ ４ － ｓ ３ 。该种 抑制剂 在油 相温 度不太 低 的情 况 下， 能有效 抑 制 天然 气 水 合 物 的生 成 ， 防 止 水 合 物 堵塞 管线 。这 类 抑 制 剂 不 仅 十分 有 效 而 且 用 量 很
评 价装 置 图所示 ， 打 开摄 像 头 观 察 溶 液变 化 和 温 度
变 化 。 当观 察 到水 合 物大量 生成 时 ， 记 下 温度 。 表 示水 合物形 成温 度 即溶液结 冰 时 的环 境温
第 １ ３卷
第１ ４期
２ ０ １ ３年 ５月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ １ ．１ ３ Ｎｏ ． １ ４ Ｍａ ｙ ２ ０１ ３
１ ６ ７ １ —１ ８ １ ５ （ ２ ０ １ ３ ） １ ４ — ３ ９ ８ ６ — ０ ４
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｄｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ￣ ｎ ｅ ｅ ｉ ｆ ｎ ｇ
２ ０ １ ３年 １月 ６日收到 四川省教育厅重点项 目（ １ ｌ Ｚ Ａ ０ １ ８ ） 资助
℃－ ５ ０℃
第一作者 简 介 ： 全 红平 （ １ ９ ８ ２ 一） ， 讲 师博 。研 究 方 向： 油 田化 学。
Ｅ— ｍｍｌ ： ｑ ｕ ａ ｎ ｈ ｐ ２ ０ ０ ５＠ １ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ。
咯 烷 酮 的性 能 ， 采用Ｎ 一 乙烯 基 吡 咯 烷 酮 与 马 来 酸 酐合 成 了聚合 物 ＭＶ Ｐ 。利 用 四氢 呋 喃 法研 究 了 ＭＶ Ｐ的合 成 条 件 及 对 水 合 物
元坝集输系统酸性天然气水合物形成规律研究
元坝集输系统酸性天然气水合物形成规律研究摘要:含硫天然气在集输过程中较不含硫天然气更易出现水合物，水合物的出现将严重影响天然气正常集输，因此水合物形成条件是集输系统方案设计及工艺参数确定的基础信息。
本文针对元坝酸性气藏气样组份，通过室内模拟实验，开展了不同气质组分下的水合物形成条件实验，定量化的确定了元坝的水合物形成温度和压力，测定了不同甲醇加量下水合物形成条件变化情况，掌握了元坝酸性天然气水合物形成规律，将为元坝气田酸性集输管网的建设提供基础数据支撑。
关键词: 含硫天然气元坝气田天然气水合物Abstract: Comparing to the nature gas, it is easier to find hydrate during the gathering and transporting in sour gas reservoir, which will seriously disturb the normal work, so the hydrate formation conditions become the basic information for the design of gathering and transportation system and the determination of the process parameters. According to different gas components, the laboratory experiment was carried out, then the temperature and pressure of hydrate formation was quantitatively determined and the change of hydrate formation was tested under different amount of methanol. So the regularities of hydrate formation was mastered, which will provide data support for the construction of the sour transportation pipeline for YuanBa gas reservoir.Key words :Sour gas; YuanBa reservoir; The hydrate根据“十二五”规划，元坝气田一期工程天然气建设产能规模将达17×108m3/a，主要气源产于长兴组气藏，其天然气中甲烷含量75.54% ~ 87.12%，H2S含量3.34% ~ 7.18%，CO2含量6.22% ~ 15.51%，还有少量N2等气体，为高含硫化氢、中-高含二氧化碳天然气。
气体水合物的研究进展及应用
１气体水 合物 的结构
气体 水合 物 （ ａ ｙ ｒ ｅ ）是 指 由水 Ｇ ｓＨ ｄ ｔ ａｓ 和 甲 烷 、乙烷 、丙 烷 、 丁 烷 、正 丁烷 、氮 异
同 ．分 为 ｌ 、Ｉ 型 Ｉ 型 Ｈ型 三 种 结构 。ｌ 型水
合物 为 １ 面 和 １ 面体 ． 立 方 晶体 结 构 ． ２ ４ 属 能 容 纳 甲 烷 、乙 烷及 二 氧 化碳 、硫化 氢 、 气 氮
源 量 计 算 、水 合 物 地 球 化 学 和 地球 物 理 调
查 ， 以及 模 拟 开 采 等 ； （ ３）输 运 管 道 中 气 体 水 合 物 抑 制 研 究 ，包 括 抑 制 剂 的开 发 以及 抑 制 方 法 的研
究；
分 子 数 。 当其 中 甲烷 含 量 超 过 气 体 总 量 的
通 入 常压 下 ０Ｃ的水 中 ， 次 发 现 了 气体 水 。 首 合 物 ，但 当 时 他 没 有 将 这 种 晶体 命 名 为 水 合 物 。３ 年 后 ，Ｈ ｍｐ ｒ Ｄ ｖ 发 现 了液 态 ３ ｕ ｈｙ ａ ｙ
（ ２） 天 然 气 水 合 物 资 源 勘 探 开 发 研 究， 包括 气体 水 合 物地 质学 、 藏 分 布 、 矿 资
Ｈ ｍ ｒ ｈ ｔ 究 发现 在 冬 季 堵 塞 油 气 管 ａ ｍｅ ｃ ｍＪ 研 ｓ ｄ 路 的 固体 是 气 体 水 合 物 ．而 不 是 之 前 认 为 的水 压 试 验水 和冷 凝 水 结 的 冰 。 研 究 气体
水 合 物 的形 成 条件 以及 寻 找 有 效 的 抑 制 管
氯 的络 合 物 ， 将 其 命 名 为气 体 水 合 物 。 并 因
此 ，水 合 物 界 一 致 认 为 Ｄ ｖ 是 气 体 水 合 物 ａｙ
天然气水合物抑制剂BVP性能研究
究人员的重视。为抑制天然 气水合物 的生成 ， 急需研 究开发 出加量少、 效率高 的水合 物抑制剂。为 此， 自主合成 了新型 动力 学水合物抑制剂 Ｂ Ｖ Ｐ 。采 用 自制评 价设 备 ， 以四氢 呋 喃法 ［ Ｔ Ｈ Ｆ ］ 对 其 性能进 行 了评 价。评价 结果 ：Ｂ Ｖ Ｐ加 量 为 ０ ． ５ ％ ～ ０ ． ７ ５ ％ 时， 水合 物结冰 温度为 一８ ｏ Ｃ， 过冷度 为 一１ ０℃ 。结合天 然气水 合物 抑制剂 Ｐ Ｖ Ｐ做 性 能对 比， Ｂ Ｖ Ｐ的性 能 明显优 于
状结构的低分子量聚合 物如 （ 聚乙烯 吡咯烷酮 、 聚
乙烯 己 内酰胺 等 ） 。 国外机 构 在 ２ ０世 纪 ９ Ｏ年代 后
期对该类聚合物进行 了大量研究 ， 发现该类 聚合物 虽对水合物形成有一定抑制性 ； 但受过冷度影 响巨
大， 不能在过冷度过高时有效抑制水合物 的生长。
２ ０ １ ２ 年１ ０ 月１ １日收到 四川省教育厅重点项 目（ １ ｌ Ｚ Ａ ０ １ ８ ） 资助
Ｐ Ｖ Ｐ ； Ｂ Ｖ Ｐ浊 点较 Ｐ Ｖ Ｐ浊点提高 了２ ７ ． ２ ℃， 相同 加 量条件 下 Ｂ Ｖ Ｐ承受过冷度较 Ｐ Ｖ Ｐ承受过冷度低 ２ — ３ ｏ Ｃ。结合热力 学抑制
剂复配 ， 最优复配方案 ： ５ ％ 一１ ０ ％Ｎ ａ Ｃ １ ＋０ ． ５ ％Ｂ Ｖ Ｐ， 该复配方案下溶液能够承受过冷度达 一１ ２℃ 一一１ ６℃。 关键词 天然气水合物 动力 学抑制剂 过冷度 Ｔ Ｈ Ｆ Ｂ Ｖ Ｐ Ｐ Ｖ Ｐ
中图法分类号
Ｔ Ｅ ６ ４ ８ ；
文献 标志码
Ｂ
天然 气开采 、 集 输 和 加工 过 程 中 ， 由于 温度 、 压
针对该 种酰胺 类 聚合 物 对 水合 物 的抑 制 机理 ， 结 合 热力学 抑制剂 的抑 制 机 理 ， 考 虑 向酰 胺 类 水合 物抑 制剂 中引入 热力 学抑制 功 能性 基 团 （ 如 羟基 ） ， 希望 热力学 抑 制 功 能性 基 团的 引 入 能 通 过 热 力 学 抑 制 机理对 酰胺类 水合 物 抑 制 剂性 能 有 所 改 善 ； 并 为水 合物抑 制剂 性能 进一步 提 高提供 一种 可行 的方法 。
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过冷度对气体水合物合成影响的实验研究
气体水合物是一种重要的天然气存储和运输方式。
气体水合物是由水分子和天然气分子在高压高温下形成的冰状物质，具有很高的稳定性和储气密度。
过冷度对气体水合物的合成过程有着重要的影响，本文将对其进行实验研究。
实验使用的装置是利用等压升温法合成气体水合物的自动化实验装置。
在装置中，它通过一个高压室和一条电加热管连接起来，高压室内装有氢气和水的混合物。
当电加热管通电时，高压室内温度升高，水和氢气混合物开始形成气体水合物。
实验中，通过改变升温速率和高压室内混合液的溶液温度，控制实验条件，得到不同的过冷度。
实验结果表明，过冷度对气体水合物的合成有着明显的影响。
随着过冷度的增加，气体水合物的合成速率降低，最终合成产物的水合物含量也降低。
此外，随着过冷度的增加，气体水合物的结晶度也降低，晶体表面的缺陷和空穴增加，从而导致气体水合物的稳定性降低。
这是因为，在过冷度状态下，溶液中的水分子和气体分子的活动性降低，形成水合物晶体的生成能力也降低。
过冷度状态下，水合物的结构和稳定性受到很大的影响，晶体结构也变得更加松散。
因此，过冷度会影响气体水合物的结晶过程和晶体缺陷的形成，导致水合物产量和结晶度的下降。
总之，过冷度对气体水合物的合成影响明显。
在实际的气体水合物合成过程中，需要选择合适的实验条件，以获得较高的气
体水合物产量和结晶度。
这项实验研究有助于更好地理解气体水合物合成机理，为气体水合物的应用研究提供参考。