甲烷和乙烷混合物形成的天然气水合物分解速率的测试和模型

甲烷和乙烷混合物形成的天然气水合物分解速

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甲烷和乙烷混合物形成的天然气水合物 分解速率的测试和模型 Mate Cak, R j i n i t w A. l e P. a Bs o h r h 摘要利用半间歇式搅拌反应器测试了甲烷和乙烷混合物形成的天然气水合物分解 速率。Cak和 Nsr曾用同样的实验装置来测定纯甲烷和乙烷形成的水合物的分解动力 l e r h￣ 学 ( l . n . e. 5(0 0, 8 9 C n J C e E g (00,即将出版) C岫 E g Si 5 20 ) 46; a .. hm. n . 2 0 )。实验分别

在甲烷占甲烷/乙烷混合物中 2%到 7%、温度和压力分别界于 24 5 5 7K到 28K以及 63 7 .9巴到 1.8巴之间的条件下进行。Ca e和 Bsni 48 lk r i o建立的纯组分水合物模型推广到气体化 h 合物形成的水合物。对于 I型结构的水合物，不需要引进新的参数，模型就能正确地预测结果。而对于Ⅱ型结构的水合物，由于乙烷仅占据大的空腔，模型假定乙烷的速率常数与结构无关。测定的Ⅱ型结构的水合物中甲烷的速率常数和活化能分另为 80×l3 l 2 f .6 o mo m j / P和 7 .3/ o。 a S 7 3 t l o

关键词

天然气水合物动力学分解结晶

一

、

引言 {

天然气水合物属于一种被称为包合物的非化学计量结晶的固体化合物。当含氢键的水分子形成可以为客体分子占据的空腔时，就会形成天然气水合物。适合空腔的分子包括轻烃，c 2 2, o,H S氩，氪和氙。没有客体分子时，空腔结构处于热力学不稳定状态。 至于形成 I型、Ⅱ型、H型还是目前尚未命名的新的结构 ( os ni,Ucai K nt t a n hdn和

Rp es r 19 ) i et, 99,取决于客体分子和形成条件。S ba na,Ki,D e和 Son m e ur i ma n n e i l a (o0 2o )观察到，甲烷和乙烷的混合物既能形成 I型结构水合物，也能形成Ⅱ型结构水

合物，其取决于温度、压力以及气相的组成。 天然气水合物的发现归功于 Hu p r a m hyD v y爵士，他于 11 80年首次注意到了天然气

水合物( ay 11) a m r h i (9 4发现水合物阻塞天然气管道。此后， D v, 1。H m e cmd 13 ) 8 s t人们

发现永久冻土带和海洋中存在大量天然气水合物。据信，世界范围内天然气水合物中的 碳的总量是

所有常规储量(石油和天然气 )煤、中的两倍 (u, or a, r nr和 S m Bhm r Ge e m i t Lue,99。因此， ash 19 )人们日益关注天然气水合物形成和分解动力学研究。 V si su和 Bsni yna ks u i o最先测定了天然气水合物形成动力学 (93 95。 h 18,18 ) E ge s D o ba, l eai和 Bsni 18a )认识到，水合物的形成是一个 nlo, hl hi Ka gr s i o (97,b z a o k h

结晶过程，并结合数量平衡来说明固体水合物总的表面积与反应有关。Eg zs nlo等 e 一

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