【《天然气的水合物生成的促进方法综述》1400字】

天然气的水合物生成的促进方法综述自然条件下，水合物的自行形成是一个复杂、漫长的过程。促进水合物的生成是促进水合物的工业化应用的关键。目前提出的主要方法有机械强化法、动力学促进剂法、使用多孔材料等方法。1.1机械强化法机械强化法主要是通过增物理手段来增大天然气和水的接触面积来实现，如连续搅拌法、鼓泡法和喷雾法等，其中喷雾法的反应效率最高。三种反应方式的反应釜如图1.6所示。图1.6搅拌、鼓泡和喷雾法水合物反应釜示意图[4]搅拌法是研究中使用频率最高的的机械强化法，搅拌桨快速的旋转可以使气体和液相水更充分地混合，使水合物更快地形成并生长。范兴龙[16]等采用机械搅拌法研究甲烷水合物在冰浆中的生成特性和陈英楠[17]等利用磁力搅拌装置研究搅拌速率对水合物生成的影响。实验结果表明，搅拌转速搅拌器与液面的距离能影响甲烷水合物的生成速率。相同转速下，搅拌器与液面距离越近，影响越大。同时，相同距离下，转速越大，水合物生成越快，并存在最佳搅拌转速；当超过最佳搅拌转速后，天然气水合物的生成速度不会再因为搅拌转速增大而增加。图1.7搅拌式天然气水合物合成装置图[6]鼓泡法是使天然气以气泡的方式在反应釜底部进入到水中，天然气以气泡形式缓慢上升过程中，能更好的与液体水进行接触，进而使气体水合物更加容易生成。但存在一定缺陷：因反应釜底部的气体喷嘴口径小，容易被生成的水合物堵塞，影响进气。陆引哲[18]等通过悬浮气泡表面生成气体水合物的过程，发现悬浮气泡法可有效缩短诱导时间，且高压低温环境会加速水合物的生成。

图1.8鼓泡式天然气水合物合成装置图[6]喷雾法法是将水或液体促进剂经过喷嘴喷射进入到气相中，使液体小水珠可以与气体充分的接触。Li[19]等人研究了反应釜喷射器喷雾角度对二氧化碳水合物生成的影响，研究表明：喷嘴液体喷雾的角度越大会导致液体和气体接触的面积越大，从而使水合物生成的速率越快。与搅拌式合成装置相比，喷雾式装置能源消耗更小。但喷雾法也存在一些缺点，反应过程中，由于雾化液滴有很高的比表面积，会很容易在其表面形成一层致密的水合物膜，液滴内部的水分子就无法与气体继续反应，影响了水合物的进一步生成，同时液滴表面形成水合物释放的热量会聚集在液滴的内部不易散出，使水合反应中热传递效率降低。图1.9喷雾式天然气水合物合成装置图[6]1.2动力学促进剂法动力学促进剂法是指在不改变水合物形成所需要的环境条件下，添加促进剂加快水合物形成的方法。近年来，表面活性剂是动力学促进剂研究的热点。表面活性剂有获取方便、成本较低、促进效果明显等优点，是公认的促进效果最好的水合物促进剂。其工作原理为通过具有极性的亲水基团和碳链结构的疏水基团分子结构，改变溶液的界面状态，使液体表面张力减小，并增加非极性气体的溶解度，是更多的气体分子和水分子接触，增大反应面积，促进水合物生成。Ganj[22]等在2007年时，采用控制变量法同时测试了十二烷基硫酸钠（SDS）、直链烷基苯磺酸盐（LABS）、阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、非离子表面活性剂乙氧基壬基酚（ENP）等表面活性剂在甲烷水合物生成过程中的影响。其中，SDS因促进效率高、在268.2K下产生的水合物稳定且储气量大，最适合被应用用在甲烷水合物的储存和运输中。1.3使用多孔材料法使用多孔介质促进反应的最初目的是为了模拟研究沉积环境下可燃冰生成与分解的过程。翟玲玲[23]等在2015年