天然气水合物论文
天然气管道输送过程中的水合物形成机制分析
天然气管道输送过程中的水合物形成机制分析天然气是一种在现代社会中广泛使用的清洁能源，其在国家的工业、民生生产中扮演着至关重要的角色。
为了满足日益增长的能源需求，我们需要建设更加完善的天然气输送系统。
然而，在天然气运输过程中，常常会遇到水合物的形成问题。
本文将讨论天然气管道输送过程中的水合物形成机制，并探讨其防治措施。
一、水合物形成的原因1、低温低压环境下天然气和水分子结合而形成水合物。
当天然气的温度和压力在水的存在下降到临界点以下时，天然气中的甲烷、乙烷等气体分子会被水分子“包裹”起来形成水合物。
2、管道内的杂质和微生物会促进水合物的形成。
管道内存在的异物如污垢、灰尘、油脂等均可作为水合物形成的催化剂。
另外，管道中的微生物也是水合物形成的重要催化剂。
二、水合物的危害水合物的形成会导致管道内径变小，阻力增大，甚至堵塞管道。
此外，水合物的形成也会引起管道的腐蚀和破裂，严重危害天然气输送系统的安全性。
三、水合物防治措施1、控制温度和压力。
通过控制天然气输送管道内部的温度和压力，可以减缓水合物的形成速度。
一般情况下，提高管道内的温度和压力可以抑制水合物的形成。
2、清洗管道。
经常对管道进行清洗和维护，可有效减少管道中的异物，从而减少水合物形成的催化剂。
3、使用添加剂。
可添加一定量的防水合物剂，如甲醇、乙醇等混合物，以减少水合物的形成。
4、提高管道的质量。
在天然气输送管道的铺设和设计上，应严格按照标准施工，尽可能减少管道内径变小、弯曲或坡度变化的情况，从而降低水合物形成的风险。
总之，天然气管道输送过程中的水合物形成机制是一个既有理论支撑又有实践指导的工程问题。
合理运用各种技术手段和防治措施，能有效降低水合物对天然气输送系统的危害，提高系统的可靠性和安全性。
天然气水合物(可燃冰)生成机理和热力学模型研究毕业论文
毕业论文天然气水合物生成机理和热力学模型研究摘要目前解决能源需求的问题显得越来越紧迫。
开发利用新的清洁能源，降低能源使用与技术发展对环境造成的负面影响，是解决本世纪能源问题的主要出路。
在我国能源发展战略中，高效、清洁的天然气水合物将成为重要的后续能源。
在天然气水合物的研究方面，相平衡是天然气水合物开采和各种应用技术的基本原理，因此对天然气水合物相平衡热力学模型的研究十分重要。
本论文针对目前存在的热力学模型进行分析研究，选取不同的热力学模型，运用BWRS状态方程结合单级平衡分离过程求取逸度对模型进行有效修改，最后在陈郭和杜郭模型的基础上选取三种不同的计算方法。
通过编程对不同组分的气体进行预测计算，实现了对现有模型的综合性评价，确立了较好的热力学模型。
此外本文还针对含有醇、盐抑制剂的体系进行编程计算，并将其与不含抑制剂体系进行比较。
结果表明：以陈郭模型基础上的计算方法，在压力稍高时较为精确，以杜郭模型为基础的计算方法在压力较低时依然可以得到较好的预测结果。
对于加入抑制剂的体系，在相同压力下，同一组分的生成温度明显降低。
最后对管道天然气水合物的形成、防治及预防进行了介绍。
关键词：天然气水合物热力学模型逸度活度抑制剂Research on Natural Gas Hydrate Formationand Thermodynamic ModelAbstractThe problem of energy shortage is becoming more and more urgent currently. Developing new clean energy, reducing the negative influence of the energy utilization and technology development for the environment are the main solutions to the energy problem of this century. In our country’s energy development strategy, high-efficient and clean natural gas hydrate will be an important energy resource. On the research of the natural gas hydrates, phase equilibrium is the basic principle of recovering the natural gas equilibrium and various application technologies, so it is very important to study the natural gas hydrate phase equilibrium thermodynamic models. The various thermodynamic models were analyzed and studied in this paper, and also revised through the application of BWRS state function and combining single stage equilibrium separation process for the fugacity, in the end three kinds of calculation methods were selected on the basis of Chen-Guo and Du-Guo models. The gas with different components were calculated and predicted through programming, and the current models were thoroughly evaluated, a better model was established. Besides the system with alcohol, salt inhibitors were calculated and compared with the system without inhibitors. It is shown that the method of Chen-Guo modal is more accurate when the pressure is high, whereas the Du-Guo modal is better under the condition of low pressure. For the system with inhibitor, under the same pressure, the generating temperature of the same component reducesdramatically. In the end the formation and prevention of the pipeline natural gas were introduced in this paper.Keywords: natural gas hydrate, thermodynamics model, fugacity, activity, inhibitor第1章绪论1.1 前言在自然界中，天然气水合物(NGH)，又称可燃冰，大多存在于大陆永久冻土带和海底沉积层中。
应用化工论文【天然气水合物现状分析】
摘要人类的生存需要能源，随着薪柴、煤、石油等燃料日渐衰减，地球的能源逐年减退，各行各业需求量不断增加，面对日益严峻的经济危机，需要开发最新一代以核聚变能，氢能和天然气水合物为人类将来使用能源克服难题，本文简介了天然气水合物和全球对其水合物的资源调查，研究现状。
关键词：天然气水合物能源利用环境污染AbstractSurvival needs of human energy, as firewood, coal, oil and other fuels eroding the earth's energy gradually subside, growing demand for all walks of life, the face of increasingly severe economic crisis, most need to develop a new generation of fusion energy, hydrogen energy and natural gas hydrates for the use of energy to overcome the problems of mankind in the future, the paper introduces the global gas hydrate and hydrate resources of its investigation and research.Keywords: Gas hydrates; energy; environmental pollution1天然气水合物现状分析首先我们先来了解一下天然气。
天然气（NaturalGas）是埋藏在地下的古生物经过亿万年的高温和高压等作用而形成的可燃气，是一种无色无味无毒、热值高、燃烧稳定、洁净环保的优质能源。
天然气其主要成分为甲烷，热值为8500大卡/m3，是一种主要由甲烷组成的气态化石燃料。
天然气水合物的研究和开发
天然气水合物的研究和开发天然气水合物是一种新型能源。
它是一种天然气的固态形式，是一种包含氧化亚氮和甲烷等化合物而形成的天然矿物质。
在自然形成过程中，天然气水合物被压缩，变成一种特殊的固体形态，可以在非常低的温度和高压下稳定存在。
由于它是一种新型能源，因此对于其研究和开发是非常重要的。
天然气水合物是世界上最大的未被开发的自然资源之一。
它的储量可能达到全球化石燃料的总和，远高于传统的天然气、石油矿藏。
因此，研究和开发天然气水合物可以为世界提供巨大的能源供应。
目前，世界各国已经开始开展天然气水合物的研究和开发工作，包括美国、日本、韩国、印度、中国等国家。
天然气水合物在深海和北极等极端环境中存在，这使得研究和开发天然气水合物极具挑战性。
因此，天然气水合物的研究和开发需要仔细考虑使用什么技术和设备。
一些先进的技术和设备，例如带有SAS模块和DP模块的动力定位输送船、深海海底钻探设备、冷却技术等，可以被利用来实现天然气水合物的研究和开发。
天然气水合物的开发需要了解它在自然环境中的分布规律。
目前，在世界范围内，天然气水合物的分布区域是比较广泛的，其中最大的储藏区主要位于北极及其周边海区，以及东海、南海等地区。
天然气水合物的开发不仅需要寻找储藏区，还要确定储层性质、开采条件和采矿工艺等相关因素。
天然气水合物不仅是一种新型的能源，还是一种重要的储层。
近年来，天然气水合物的开发和利用已经引起了全世界的注意。
在开发和利用天然气水合物的过程中需要注意其环保问题。
天然气水合物的开采与传统石油、天然气的开采不同，可能会对环境造成一定的影响，因此需要采取一系列的环保措施。
总之，天然气水合物的开发可以为全球能源安全做出重要的贡献。
目前，各国都在积极的开展相关工作，以期实现天然气水合物的开发和利用，将其转化为一种新的清洁能源，为人类的发展带来更为广阔的前景。
天然气水合物的研究与开发
天然气水合物的研究与开发引言天然气水合物是一种具有广泛应用前景的天然能源资源。
它是在高压、低温条件下，天然气分子和水分子结合形成的晶体物质。
天然气水合物具有高能量含量、相对低的碳排放以及丰富的储量等优点，因此受到了研究和开发的广泛关注。
本文将介绍天然气水合物的研究与开发现状，并探讨其应用前景和挑战。
天然气水合物的形成与特性形成过程天然气水合物的形成需要天然气和水分子在适当的压力和温度条件下结合形成。
当水分子的结构具有空腔时，天然气分子可以进入这些空腔，形成天然气水合物。
一般情况下，天然气水合物的形成需要较低的温度和较高的压力，通常发生在海洋和陆地沉积物中。
特性天然气水合物具有以下特性：•高能量含量：因为天然气水合物中含有大量的天然气分子，所以其能量含量相对较高。
•低碳排放：与传统燃烧燃料相比，天然气水合物燃烧释放的二氧化碳较少，对环境的影响较小。
•储量丰富：据估计，全球天然气水合物储量约为20万亿立方米，远远超过常规天然气储量。
•相对稳定：天然气水合物在适当的压力和温度条件下相对稳定，有利于储存和运输。
天然气水合物的研究与开发现状研究状况天然气水合物的研究始于20世纪30年代，但直到最近几十年才受到广泛关注。
目前的研究主要集中在以下几个方面：1.形成机制：研究人员通过实验和模拟，深入研究天然气水合物的形成机制，以便更好地理解其在自然界中的分布规律。
2.存储与运输：天然气水合物的储存和运输是其应用的关键问题，目前的研究主要集中在提高储存和运输效率，以及探索新的存储和运输技术。
3.开发利用技术：天然气水合物的开发利用是一个复杂的过程，涉及到开采、提取和转化等方面的技术。
目前，研究人员致力于改进开发技术，以提高天然气水合物的利用效率。
开发现状天然气水合物的开发目前还处于初级阶段，但已经有一些开发项目取得了一定的进展。
例如，日本、韩国和加拿大等国家都在海洋天然气水合物的开发上进行了一系列试验和项目。
这些项目主要集中在水合物开采、提取和转化等方面，以解决天然气水合物的开发与利用问题。
天然气水合物的危害与防止
天然气水合物的危害与防止天然气水合物（Natural Gas Hydrates）是一种在高压和低温条件下形成的固态结构，它由天然气分子（主要是甲烷）和水分子组成。
尽管天然气水合物具有巨大的储量和能源潜力，但其开采和利用过程中存在一些危害和安全隐患。
本文将分析天然气水合物的危害，并探讨如何预防这些危害。
天然气水合物的危害主要有以下几个方面：1. 环境破坏：天然气水合物存在于大部分海洋沉积物中，开采和提取过程中可能对海洋生态系统造成破坏。
例如，钻井过程可能导致海底沉积物的搅动和悬浮物的释放，影响海洋生物群落的生存。
此外，开采过程中可能产生有害物质的排放，对周围环境和生物多样性造成损害。
2. 碳排放：天然气水合物是一种含有高能量的化石燃料，其燃烧会产生二氧化碳和其他温室气体。
大规模开采和利用天然气水合物可能导致更多的碳排放，加剧全球变暖和气候变化。
3. 安全风险：天然气水合物在高压和低温条件下稳定，但一旦被提取和运输，其结构会发生解体，释放出大量的天然气。
如果在处理和储存过程中不能有效控制这些天然气的释放，可能会导致爆炸和火灾等事故，对工作人员和设施造成威胁。
面对这些危害，我们可以采取以下措施来预防和减轻天然气水合物的危害：1. 发展清洁能源：减少对天然气水合物的依赖，积极发展和利用可再生能源，如太阳能和风能。
这样不仅可以减少天然气水合物的开采和利用，还可以降低碳排放和减缓气候变化的影响。
2. 做好环境保护：在天然气水合物的开采和提取过程中，应采取一系列措施来保护生态环境。
例如，选择适当的钻井技术，减少对海底沉积物的搅动和破坏；加强环境监测，及时发现和解决可能对海洋生物造成的威胁。
3. 加强安全管理：在天然气水合物的处理和储存过程中，应严格遵守安全操作规程，确保操作人员的安全。
这包括对设施和设备进行定期检查和维护，建立应急预案，以及培训操作人员的安全意识和技能。
4. 技术研发和创新：加大对天然气水合物开采和利用技术研发的投入，提高开采的效率和可持续性。
天然气水合物的开采与利用研究
天然气水合物的开采与利用研究随着世界经济的不断发展和人口的不断增长，能源问题已经成为了一个越来越突出的问题。
传统的煤、油、气等化石能源正在逐渐枯竭，加之其所带来的环境污染和气候变化等问题，开发新型清洁能源已经成为不可或缺的任务。
而天然气水合物就是一种潜力巨大的清洁能源。
天然气水合物是一种结晶状态的天然气，在高压、低温条件下形成。
它主要存在于深海沉积物中，是一种潜力巨大的天然气资源。
据估计，全球海洋中的天然气水合物储量相当于煤、油、天然气总储量的两倍以上，尤其是在我国南海和东海，天然气水合物的储量丰富，已经成为了开发的热点。
然而，天然气水合物的开采技术还处于探索和研究阶段，难度系数并不低。
天然气水合物的开采需要在严酷的海洋环境下进行，包括高压、低温、深海等多种困难条件。
目前主要的开采方法是静压气化（或称为减压解离），即通过减小压力来释放天然气。
这种方法需要消耗大量能量，而且还有可能带来环境污染等问题。
因此，如何提高开采效率、降低成本、减少环境污染等都是当前研究的重点方向。
为了解决这些问题，需要开展系统的开采技术研究。
首先，在开采过程中需要加强各种传感器的监测技术，实时监控水合物的分布情况、水合物的解离过程等。
其次，需要研发新型的开采装备，包括钻井平台、采气设备、管道输送等。
同时还需要建立完善的开采流程和管理体系，确保海洋环境和生态系统得到有效保护。
除了加强天然气水合物的开采技术研究，还需要进一步深入研究天然气水合物的利用方式。
天然气水合物是一种理想的清洁能源，其主要成分是甲烷，燃烧后可以产生大量的热能和二氧化碳。
因此，天然气水合物的利用不仅可以降低对传统煤、油、气等化石能源的依赖度，减少环境污染，还可以推动清洁能源的发展。
可以利用天然气水合物来发电、供暖等，同时还可以用来生产氢气、合成甲醇等化工品。
另外，天然气水合物还可以作为储气库，通过制冷系统将其转化为气态储存，以备普通天然气不足时使用。
总的来说，天然气水合物的开采和利用是一个系统、复杂的问题，需要加强不同领域专家的合作，形成多学科、多方位的研究。
利用天然气水合物的资源开发研究
利用天然气水合物的资源开发研究一、引言天然气水合物（Gas Hydrate）是一种特殊的气体矿物形态，由水分子形成的晶状结构，在正常压力和温度下稳定存在。
天然气水合物是一种极为丰富的能源资源，被认为是未来能源领域的潜在矿藏。
本文将重点探讨利用天然气水合物的资源开发研究。
二、天然气水合物资源概述天然气水合物的资源分布广泛，主要分布于极地和深海地区。
全球天然气水合物资源估计达到数万亿立方米，是传统天然气资源储量的数倍甚至数百倍。
这使得天然气水合物具备了成为未来重要能源的潜力。
三、天然气水合物的开发技术1. 采气技术天然气水合物的开采是一项极具挑战性的任务。
目前主要采用的方法有温度和压力改变法、化学添加剂法、物理刺激法等。
这些方法可通过改变水合物稳定的压力和温度条件，使天然气水合物分解为天然气和水。
2. 储运技术天然气水合物的储存与运输也是一个关键问题。
水合物的体积非常大，需要采取适当的技术手段将其稳定地储存和运输。
目前研究较为成熟的方法有减压脱水储气罐、液化技术等。
3. 天然气水合物的利用技术天然气水合物中的天然气是主要的利用目标。
利用天然气水合物的核心技术是水合物分解，将水合物中的天然气释放出来。
此外，还需要进一步研究气体分离和提纯、气体转化等关键技术，以实现天然气水合物的有效利用。
四、天然气水合物开发的挑战与前景1. 环境影响天然气水合物的开发可能会对环境造成一定的影响。
天然气水合物储层相对较脆弱，开采过程可能会引发地质灾害。
此外，水合物分解释放的二氧化碳也可能对环境产生一定的负面影响。
2. 技术挑战目前，天然气水合物的开发技术仍然处于起步阶段，许多关键技术有待进一步研究和突破。
例如，如何提高水合物的开采效率以及如何实现水合物的有效储存和运输等问题都需要深入研究。
3. 市场前景天然气水合物开发的市场前景广阔。
天然气作为一种清洁能源，具有巨大的需求潜力。
天然气水合物作为天然气资源的重要补充，将能够满足国内外市场对能源的需求，同时也有利于推动能源结构的优化与绿色低碳发展。
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浅析天然气水合物
油气储运09-1 杜小均2009440128 序号：2
摘要：本文分别介绍了天然气水合物作为能源的重要意义以及存在的开采技术问题，以及天然气水合物生成和分解可能造成的危害以及防止危害发生的措施。
关键词：天然气水合物生成意义危害
天然气水合物是在一定温度和压力条件下，含水天然气生成的水与烃类气体的结晶体，外表类似致密的雪，是一种笼形晶状包络物，义称“可燃冰”。
形成天然气水合物的条件；（1）必要条件：气体处于水汽的饱和或则过饱和状态并存在游离水。
有足够高的压力和足够低的温度。
（2）辅助条件：压力的脉动，气体的高速流动，因流向突变产生的搅动，水合物的晶种的存在及晶种停留在特定物理位置如弯头，孔板，阀门等。
1天然气水合物作为能源的重要意义
天然气水合物是全球第二大碳储库，仅次于碳酸盐岩，其蕴藏的天然气资源潜力巨大。
据保守估算，1立方米可燃冰可转化为164立方米的天然气和0.8立方米的。
燃烧后只生成水和二氧化碳，对环境污染小。
据专家估计，全世界石油总储量在2700亿吨到6500亿吨之间。
按照目前的消耗速度，再有50-60年，全世界的石油资源将消耗殆尽。
海底可燃冰分布的范围约4000万立方米，占海洋总面积的10%，据保守统计，全世界海底天然气水合物中储存的甲烷总量约为1.8亿亿立方米，约合1.1亿万吨。
海底可燃冰的储量可够人类使用1000年。
作为新型的高效清洁能源，天然气水合物具有广阔的开发前景，据估计，目前至少有30多个国家和地区针对天然气水合物进行了调查和研究，有相当的投入且取得了重大的发现。
1960年，前苏联在西伯利亚发现了第一个可燃冰气藏，并于1969年投入开发，采气14年，总采气50.17亿立方米。
美国于1969年开始实施可燃冰调查。
1998年，把可燃冰作为国家发展的战略能源列入国家级长远计划，计划到2015年进行商业性试开采。
日本关注可燃冰是在1992年，目前，已基本完成周边海域的可燃冰调查与评价，钻探了7口探井，圈定了12块矿集区，并成功取得可燃冰样本。
它的目标是在2012年进行商业性试开采。
加拿大、印度、韩国、挪威也各自制定了研究计划。
“可燃冰”的取样和探矿上，我国从1999年起开始实质性的调查和研究，虽比美、日等国起步晚、水平低，
但近年来基础研究进步很快，我国已在南海北部陆坡、南沙海槽和东海陆坡等地发现“可燃冰”存在的证据。
发改委的报告称，目前仅在南海北部估计的“可燃冰”储量，就相当于中国陆上石油总量的50%左右，预计可在2010~2015年试开采。
2开采天然气水合物存在的问题
众多的优点和巨大的储量，让人们对“可燃冰”的应用前景充满期待，但从目前的情况看，实现“可燃冰”的商业开发，最少要解决两个瓶颈问题。
一是技术关。
开采“可燃冰”最大的难点是保证井底稳定和甲烷气不泄漏、不引发温室效应。
天然“可燃冰”呈固态埋藏于海底的岩石中，不管是勘探还是开发，最终都需要通过钻探来实现目标，一方面需要深水作业，对技术要求很高，另一方面，“可燃冰”遇减压便会迅速分解，如果处理不当，或者“可燃冰”矿藏受到破坏，都会导致甲烷气体的大量泄漏，加剧全球温室效应。
此外，海底开采还可能破坏地壳稳定和平衡，造成大陆架边缘动荡而引发海底塌方，甚至导致海啸。
目前世界上许多国家都在研究开采方法。
科学家们提出的开采方案主要有三种。
第一种是热解法，使其由固态分解出甲烷蒸汽，但如何布设管道并高效收集是难以解决的问题。
第二种是降压法，利用核辐射效应使其分解，但也面临着布设管道和收集的难题。
第三种是置换法，设想将二氧化碳液化注入“天燃冰”储层，用二氧化碳将甲烷分子置换出来。
二是成本关。
美国和日本的研究表明，目前“可燃冰”开采成本高达200美元/立方米，按照每立方米“可燃冰”释放的能量相当于180立方米天然气计算，折合成本达到每立方米1美元以上，而国内天然气的开采成本不到其八分之一。
“可燃冰”成本居高不下的原因，首先是勘探规模太小，其次是勘探费用高。
由此看来天然气水合物被真正的广泛利用还需要一定的时间。
3天然气水合物的危害
天然气水合物产生和分解都有可能产生灾害，主要有以下三种灾害；
（1）油气管道堵塞
天然气水合物一旦形成后，它与金属结合牢固，会减少管道的流通面积，产生节流加速水合物的进一步形成，进而造成管道，阀门和一些设备的堵塞，严重影响管道的安全运行。
我国某长距离输送管道，在多次投产后出现多系水合物的堵塞，造成很大的经济损失。
（2）海底滑坡
在海底，天然气水合物是及其脆弱的，轻微的温度增加或压力释放都有可能使它失稳而产生分解，从而影响海底沉积物的稳定性，甚至导致海底滑坡（3）海水毒化
一旦海底天然气水合物因突发因素而失稳分解，大量的甲烷气体将进入海水，结果是海水被还原，造成缺氧环境，进而引起海洋生物大量死亡，甚至导致生物事件发生。
地史上不排除这种可能性。
4预防天然气危害的措施
油气管道堵塞防治：①天然气进入输气管道之前应进行充分脱水，使天然气水露点低于管线周围介质最低温度5～7℃，这是预防形成水合物及冰堵的根本方法。
②天然气进入输气管道时应进行必要的监督、检测，由供气方定期提供气质化验单(内容有天然气露点、水分、天然气成分等)，防止水及污物的进入。
③向输气管道中添加化学反应剂，吸收天然气的水分，降低天然气的水露点。
④在输气管道的天然气入口处应安装除液器，并适当缩短除液器、分离器排水、排污周期。
⑤场站的调压阀、分离器、除液器等易产生冰堵部位加电伴热或水加热。
从以上两个方面可以看出天然气水合物的发现给人类带来新的希望，具有重要的战略意义，但是同时天然气水合物的形成和分解又会造成很大的灾难。
所以我们在开发利用的同时也应高提高技术防止水合物在管道中形成以及在海底中不被破坏。
参考文献：
梁平王天祥天然气集输技术石油工业出版社 2008年
樊栓狮天然气水合物储存与运输技术化学工业出版社 2004年
金庆焕张光学杨木壮天然气水合物资源概论科学出版社 2006年
刘鹏关于天然气水合物开采引发的海底滑坡的思考《科协论坛（下半月） 2010
年05期。