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螺旋内槽管内天然气-水-表面活性剂体系的水合物生成动力学计算

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化工学报 2018年第6期69卷 2463-2473页

作者：辛亚男张建文张淑珍姜爱国北京化工大学化学工程学院北京100029 朔州市地震局山西朔州038500

针对多组分气体(天然气)-水-表面活性剂体系在螺旋内槽管内的水合物生成过程,首先采用CFD方法结合群体平衡模型(PBM),基于溶质渗透模型和Kolmogorov各向同性湍流理论对螺旋内槽管内气液传质系数进行了模拟;其次基于Kashchiev和Firoozab... 详细信息

针对多组分气体(天然气)-水-表面活性剂体系在螺旋内槽管内的水合物生成过程,首先采用CFD方法结合群体平衡模型(PBM),基于溶质渗透模型和Kolmogorov各向同性湍流理论对螺旋内槽管内气液传质系数进行了模拟;其次基于Kashchiev和Firoozabadi的经典水合物成核和生长理论,将其体系从单组分-水系统扩展到多组分气体(天然气-水-十二烷基硫酸钠)系统,同时结合经典结晶理论利用传质系数对水合物生长模型进行了修正,建立了适用于螺旋内槽管流动体系内天然气水合物生成动力学模型。通过模拟计算,获得不同水合物生产条件下天然气在水中的平均传质系数;进而利用Microsoft Visual C++编程计算得到不同条件下水合物生成动力学数据,在考察范围内,天然气水合物的成核速率随着反应体系有效表面能的增大而锐减,而水合物生成驱动力和生长速率未受影响,同时水合物生长速率随着流速和反应压力的增大及温度的降低而增大,成核速率随着压力的增大和温度的降低而增大。

关键词：螺旋内槽管群体平衡模型气液传质系数天然气水合物生成动力学

低剂量超吸水树脂溶液微滴中甲烷水合物生成动力学

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化工学报 2022年第10期73卷 4659-4667页

作者：胡慧慧杨亮刘道平张柯上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

高储气密度水合物的快速生成对气体水合物技术应用至关重要。将水与疏水性气相纳米二氧化硅和低剂量[0.1%~1.0%(质量)]的超吸水树脂在搅拌器中高速混合分散,制备出一种超吸水树脂改性的干水。该改性干水实质上是由高分子聚合物支撑且可... 详细信息

高储气密度水合物的快速生成对气体水合物技术应用至关重要。将水与疏水性气相纳米二氧化硅和低剂量[0.1%~1.0%(质量)]的超吸水树脂在搅拌器中高速混合分散,制备出一种超吸水树脂改性的干水。该改性干水实质上是由高分子聚合物支撑且可自由流动的分散微滴堆。在8.0 MPa和274.2 K条件下,研究该改性微滴中甲烷水合物生成动力学特性。结果表明,松散的聚合物微滴极大地改善了液相连续水比表面积,为气体扩散至微滴表面提供了丰富的通道。水合物在聚合物微滴中快速生成,储气速率可达5.15~8.78 cm^(3)·g^(-1)·min^(-1),储气量高达158.0~175.0 cm^(3)·g^(-1)。质量分数为0.3%的微滴表现出最快储存速率和最高储气量,且其循环水合储气过程中前6次储气量均超过120 cm^(3)·g^(-1)。研究结果对水合物储运天然气技术规模化应用有一定的参考价值。

关键词：甲烷水合物超吸水树脂分散微滴生成动力学促进

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甲烷水合物在纯水中的生成动力学

化工学报 1998年第3期49卷 383-386页

作者：裘俊红郭天民浙江工业大学化工学院杭州310014 石油大学化工学部北京102200

The kinetic behavior of methane hydrate formation in pure water was investigated.12 sets of experimental data on methane hydrate formation were determined at temperatures ranging from 273.65 to 276.15K and pressures ranging from 4.47 to *** duration of three stages in methane hydrate formation,known as the dissolution,nucleation and growth periods,that are lacking in open literature,was *** effect of pressure and temperature on the kinetics of methane hydrate formation was also studied.

关键词：水合物甲烷水合物生成动力学气体水合物

磁场下NiMnGa-THF-SDS复合强化甲烷水合物生成动力学

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哈尔滨工程大学学报 2024年第11期45卷 2274-2280页

作者：吴琼王新妍李珍 MAGED Elhefnawy 李莉哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院黑龙江哈尔滨150001 黑龙江科技大学安全工程学院黑龙江哈尔滨150022 哈尔滨工程大学面向创新应用的先进纳米材料国际联合实验室黑龙江哈尔滨150001 谢赫村大学工程学院机械工程系埃及谢赫村33516 黑龙江省先进纳米材料国际联合实验室(国际合作) 黑龙江哈尔滨150001

针对天然气水合反应进程缓慢、生成量低等动力学问题,本文在磁场作用下将NiMnGa磁性微纳米颗粒与十二烷基硫酸钠(SDS)和低浓度四氢呋喃(THF)复配开展甲烷(CH_(4))水合物生成动力学研究,考察复配体系对CH_(4)水合动力学影响。结果表明:Ni... 详细信息

针对天然气水合反应进程缓慢、生成量低等动力学问题,本文在磁场作用下将NiMnGa磁性微纳米颗粒与十二烷基硫酸钠(SDS)和低浓度四氢呋喃(THF)复配开展甲烷(CH_(4))水合物生成动力学研究,考察复配体系对CH_(4)水合动力学影响。结果表明:NiMnGa微纳米颗粒协同动态磁场作用可有效缩短CH_(4)水合物诱导时间、提高气体消耗量;进一步添加少量THF能够将诱导时间缩短至2 min,并将气体消耗量提高了15.2%,适当解决因THF占笼因素导致的气体消耗量低的问题,且与其他体系相比提高气体消耗速率效果最优,该体系可有效强化CH_(4)水合物快速生成,本研究为促进天然气水合物利用技术应用提供了借鉴。

关键词：天然气 CH_(4)水合物微纳米颗粒铁磁形状记忆合金 NiMnGa 磁场生成动力学促进剂

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盐水微滴/泡沫铜复合体系中甲烷水合物生成动力学研究

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化工学报 2024年第9期75卷 3287-3296页

作者：徐宏标杨亮李子栋刘道平上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

提高海水水合储气速率和储气密度对水合物技术规模化应用至关重要。将一定浓度的NaCl溶液与疏水性气相纳米二氧化硅高速搅拌分散成微米级盐水微滴。8.0 MPa、274.15 K条件下,利用不同硅含量的盐水微滴进行水合储甲烷实验,研究甲烷水合... 详细信息

提高海水水合储气速率和储气密度对水合物技术规模化应用至关重要。将一定浓度的NaCl溶液与疏水性气相纳米二氧化硅高速搅拌分散成微米级盐水微滴。8.0 MPa、274.15 K条件下,利用不同硅含量的盐水微滴进行水合储甲烷实验,研究甲烷水合物生成动力学特性。结果表明,硅含量2.5%(质量分数)的盐水微滴分散性和储气性能最佳,储气量达141.01 cm^(3)·cm^(-3),储气速率达7.37 cm^(3)·cm^(-3)·min^(-1)。进一步将该硅含量盐水微滴填充至开孔泡沫铜中,构建盐水微滴/泡沫铜复合水合储气体系。研究发现,泡沫铜三维巢状金属骨架能显著加速水合反应热的转移,提高微滴水合储气性能。5.0~8.0 MPa下,相较于盐水微滴单一体系,复合体系水合储气量提高4.72%~21.70%,最大储气速率提高38.25%~110.58%。

关键词：盐水微滴泡沫铜甲烷水合物生成动力学促进

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基于化学亲和力模型的水合物生成动力学

化工进展 2020年第3期39卷 966-974页

作者：王树立黄俊尧闫朔饶永超贾茹刘滨常州大学石油工程学院江苏常州213016 中国石化集团管道储运公司江苏徐州221000

水合物生成促进及动力学模型是水合物利用技术的关键问题。本文回顾了水合物生成促进技术的发展,实验研究了氧化石墨烯(GO)与十二烷基硫酸钠(SDS)复配促进剂体系下CO2水合物的生成动力学,揭示了不同浓度对水合物生成时间、耗气的影响规... 详细信息

水合物生成促进及动力学模型是水合物利用技术的关键问题。本文回顾了水合物生成促进技术的发展,实验研究了氧化石墨烯(GO)与十二烷基硫酸钠(SDS)复配促进剂体系下CO2水合物的生成动力学,揭示了不同浓度对水合物生成时间、耗气的影响规律。研究结果表明,在GO与SDS复配体系下,CO2水合物生成速度加快,诱导时间和生成时间缩短,耗气量增大。得出最佳复配浓度为0.005%GO+0.2%SDS,与纯水和单一0.005%GO体系相比,水合物的生成时间分别缩短69.7%和12.2%,耗气量提高11.24%和3.2%。建立了该体系下CO2水合物生成化学亲和力模型,并从模型角度研究了GO与SDS复配比例、温度和压力对化学亲和力模型参数的影响。利用Matlab对模型编程计算并与实验结果进行了对比分析,吻合很好。通过研究认为,化学亲和力模型可准确预测复配体系水合物的生成。

关键词：氧化石墨烯十二烷基硫酸钠水合物化学亲和力模型生成动力学

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煤成气生成动力学研究进展

石油勘探与开发 2009年第3期36卷 297-306页

作者：彭平安邹艳荣傅家谟中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室 510640

生烃动力学在煤成气藏形成研究中具有重要的应用价值,这一领域近几年的研究进展主要有:与热史结合可进行烃源灶的动态评价,描绘地质历史时期烃源灶的演化;根据煤成气碳同位素分馏动力学编制新的煤成气判识图版,这一图版包含了不同碳数... 详细信息

生烃动力学在煤成气藏形成研究中具有重要的应用价值,这一领域近几年的研究进展主要有:与热史结合可进行烃源灶的动态评价,描绘地质历史时期烃源灶的演化;根据煤成气碳同位素分馏动力学编制新的煤成气判识图版,这一图版包含了不同碳数烃类的动力学关系;将成分动力学与碳同位素分馏动力学结合,发展出多指标约束的煤成气生成过程研究方法;将煤成气的生成动力学与储集层的地球化学记录相结合,使之可以研究天然气的生成、运移以及改造过程。进一步分析煤成气生成定量研究存在的科学问题后认为,今后应加强低熟煤成气的生烃动力学、压力在煤生烃过程中的作用、地质催化剂和水的影响以及残留可溶有机质生气问题的研究。

关键词：煤天然气煤成气生成动力学进展

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活性炭中甲烷水合物的生成动力学

石油学报（石油加工） 2002年第3期18卷 1-7页

作者：阎立军刘犟陈光进郭天民北京石油大学油气藏流体高压相态及物性研究实验室北京102200

在温度 2 75 75～ 2 79 95K和压力 5 6～ 9 6MPa的静置条件下 ,测定了 14组甲烷水合物在活性炭中的生成动力学数据 (压力时间关系 )。分析了甲烷水合物在活性炭中生成的物理过程 ,结合边界层理论和结晶学原理 ,提出了单液膜传质控... 详细信息

在温度 2 75 75～ 2 79 95K和压力 5 6～ 9 6MPa的静置条件下 ,测定了 14组甲烷水合物在活性炭中的生成动力学数据 (压力时间关系 )。分析了甲烷水合物在活性炭中生成的物理过程 ,结合边界层理论和结晶学原理 ,提出了单液膜传质控制机理的生成动力学模型 ,并求得了解析解。使用Levenberg Marquardt方法拟合模型参数。

关键词：活性炭甲烷水合物生成动力学单液膜传质控制机理

Span 80促进甲烷水合物生成动力学研究

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工程热物理学报 2011年第2期32卷 197-200页

作者：杜建伟梁德青戴兴学唐翠萍李新军中科院广州能源研究所中科院可再生能源与天然气水合物重点实验室广东广州510640 中国科学院研究生院北京100039

促进水合物快速生成是天然气水合物技术产业化的关键,表面活性剂作为水合物生成的促进剂,对其动力学促进作用进行研究十分必要。本文在已有的天然气水合物储气实验台上,利用高压反应釜,在温度为(274.15±0.10)K,压力为(8.30±0.10)MPa... 详细信息

促进水合物快速生成是天然气水合物技术产业化的关键,表面活性剂作为水合物生成的促进剂,对其动力学促进作用进行研究十分必要。本文在已有的天然气水合物储气实验台上,利用高压反应釜,在温度为(274.15±0.10)K,压力为(8.30±0.10)MPa条件下研究了非离子表面活性剂失水山梨醇单油酸酯(Span 80)存在下的甲烷水合物生成过程。结果表明:Span 80的加入有利于甲烷气体分子进入水相中,加快了晶核形成过程,缩短了甲烷水合物生成的诱导时间,提高了生成速率和表观速率常数,并提高了相应反应时间内甲烷水合物的储气密度。通过分析Span 80的分子结构,对其促进甲烷水合物的生成机理进行了研究,认为Span 80分子中的三个羟基和四氢呋喃结构与水分子形成氢键以及羰基对水分子的固定作用共同促进了甲烷水合物的生成。

关键词：甲烷水合物表面活性剂生成动力学形成机理