不同颗粒级配下分解压力及分解时间对水合物二次形成影响

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随着人们对于水合物的不断研究,水合物的相关技术涉及到人类生活的各个领域。而对于水合物开发及储运过程中,当气体与水相结合并达到水合物形成温压条件时,管道中会再次生成水合物从而堵塞管道。基于此,本研究搭建了一套多用途环境友好型水合物生成实验平台,研究的重点是不同颗粒级配下不同一次分解压力、分解时间对水合物二次形成的动力学影响。论文具体研究内容及结论如下:(1)基于降温法使甲烷水合物在不同颗粒砂样的多孔介质中形成,并使用恒压升温法在不同的一次分解时间、分解压力条件下对一次形成的水合物进行分解,再向反应釜中充入甲烷气,并利用分解后的水溶液进行水合物二次形成。通过分析水合物二次形成过程及特征指标来分析一次分解时间对水合物二次形成影响。实验结果表明:0-0.5mm颗粒级配中,水合物形成主要受多孔介质内部孔径限制,且此时水合物基本不形成;0.075-1mm及0.075-2mm颗粒级配中,水合物形成先随着分解时间增长而增多,当增长到一定分解时间时,水合物形成量、形成速率等随着分解时间的增大而减少。此现象表明,相同粒径时,存在临界分解时间,此分解时间下水合物二次形成所受影响最大。(2)多孔介质颗粒级配为0.075-1mm及0.075-2mm时,一次分解时间越短,水合物生成速率峰值点出现越早,但是当水合物分解时间过短时,水合物的二次生成受分解水中的笼型结构及分解水含量的影响,水合物快速生成阶段所持续的时间也很短。同一粒径下,存在一次分解时间临界值,在此临界值分解时,水合物生成速率峰值点均为最大且持续时间也相对较长。(3)多孔介质颗粒级配为0-0.5mm时,介质颗粒级配对水合物二次生成耗气量的影响较大。多孔介质颗粒级配为0.075-1mm及0.075-2mm时,水合物一次分解时间对水合物二次生成耗气量影响较大。且存在临界分解时间,在此临界分解时间不同颗粒级配的多孔介质水合物的耗气量均最大。(4)在相同多孔介质颗粒级配下,不同的一次分解压力会导致水合物二次生成时出现两种不同的生成形态。且对水合物二次生成过程中水合物生成速率、生成量、甲烷耗气量等影响很大。(5)当多孔介质颗粒级配过于分散或者过于单一时,水合物的二次生成受其影响压力下降幅度小、水和饱和度低。且此粒径下分解压力为2.6MPa时,水合物二次生成过程所受影响最小;当多孔介质颗粒级配适当时,水合物二次生成的压力下降幅度大、水合物饱和度高。在此粒径下分解压力为2.6MPa时,水合物二次生成过程所受影响同样最小。
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