不同类型体系下复合型添加剂对水合物生成的影响

天然气化工2009年第34卷

不同类型体系下复合型添加剂对水合物生成的影响

王树立1,宋琦芦,郑志2,谢磊2,余汇军2

(1.江苏工业学院机械与能源工程学院,江苏常州213016;

2.江苏工业学院江苏省油气储运技术重点实验室,江苏常州213016)

摘要:通过实验研究了纯水和盐类体系下复合型添加剂对水合物生成的影响,选用甲基环己烷(MCH)与NaCl分别和阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)混合溶液作为实验溶液。研究发现,两种类型体系相比较,NaCl+SDBS混合溶液在SDBS浓度为255mg/kg时诱导时间最短,为复合型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NaCI溶液、MCH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;生成;复合添加剂;十二烷基苯磺酸钠;氯化钠

中围分类号:TQ21文献标识码:A文章编号:1001-9219(2009)06-44-05

天然气水合物(NGH)储运技术是一种新型的天然气的储运技术,水合物应用技术开发的技术瓶颈是水合物的自然生成速度十分缓慢,并且大部分的水不能参与反应,水合物实际储气量低于理论值,远远不能满足工业应用的需要。因此所有基于气体水合物的技术都有一个共性问题,即如何对水合物的生成过程进行强化以达到快速形成水合物的目的。那么实际生产的水合物的生成速度快慢和储气量高低就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已非常必要,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,加速水合物的生成【l捌。本文探讨了液态烃甲基环己烷(MCH)和盐类体系(NaCl)中,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、搅拌对水合物合成实验结果的影响,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。

收稿日期:2009.07-20:基金项目:中石化总公司基金项目(2050534),江苏省科技计划国际合作项目(BZ2007032),江苏省常州市科技计划项目(Cz2008013)作者简介:王树立(1957.),男,教授,博士,从事油气管输、水合物技术、天然气净化的研究工作,电话0519-86330033、13813698610,电邮wsl@jpu.edu.cn;+联系人:电话13861221656,电邮davidson9530@sin&com。1实验研究

1.1实验装置

图1是本实验所采用的天然气水合物合成实验装置结构简图嘲。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实验设备系统,专用于天然气水合物的合成和分解模拟实验研究。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:

l一储气瓶;2-压力表;3-气体增压泵;4一空压机;5-针阀;6一抽水泵;7-真空泵;8-反应溶液;9一恒温水浴;10一循环槽;1l一磁力搅拌装置;12一高压反应釜;13一计算机;14一排气口;15一玻璃视镜;16一水浴搅拌;17一釜内磁搅拌子;18一截止阀

图1天然气水合物合成实验装置

Fig.1Experimentalequipmentfornaturalgashydrateformation

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