由气态小分子和水分子在适宜的温度和压力条件下形成的水合物,具有许多应用场景,例如天然气储存、二氧化碳捕获和封存、海水淡化、制冷等。由于水合过程释放出大量的水合热,抑制了水合物的生成速率,延长了诱导时间。为了加速甲烷或二氧化碳的水合过程,提高水的转化率,本论文采用了压力体积温度（PVT）可调的实验装置,在接近或达到水合的条件下,采用间歇操作的压降法研究了甲烷在三种正构烷烃中的溶解度和烷烃存在下的甲烷或二氧化碳水合过程。包括的研究内容如下:1)建立了测定浆液体系中水合物形成速率的实验装置,实验研究了甲烷在含癸烷、庚烷和辛烷三种不同的正构烷烃中的水合过程。其间,通过冰粒的相变移除甲烷水合释放的热量。首先,根据癸烷、辛烷和己烷的较低熔点和较高的甲烷溶解度,制成癸烷、辛烷和己烷的油包水乳液。随后,降温使乳液过冷,进而在上述正构烷烃中形成含冰粒浆液。冰粒既是水合物的成核中心,又是直接相变移热的载热体,与此同时,利用甲烷在石蜡和水中的溶解度差异,增大了油水相的传质驱动力。在初始温度为-1至-5.7℃、压力为5.90MPa、含水量为10–30 Vol.%和700rpm的搅拌速度的条件下,实验测定了甲烷在间歇式高压釜中的水合速率,研究了含水率、烷烃中类和实验温度对水合物形成过程的诱导时间、水合速率,水转化率和总水合物形成量的影响,并优化了操作条件。2)使用温度-压力-体积变化的测定方法,在接近水的冰点和甲烷水合温度的267.15K、269.15K和271.15K,和1.5至6MPa的压力范围下,测定了甲烷在三种正构烷烃中的溶解度。并将获得的相平衡数据用Peng-Robinson（PR）和Soave-Redlich Kwong（SRK）状态方程（EOS）进行热力学关联。获得了令人满意地拟合结果。3)采用和甲烷水合相同的方法,即利用在油相中制得冰粒的相变,直接吸收水合热。首先,制取癸烷、庚烷和己烷三种不同的正构烷烃的W/O乳液,然后制冷使乳液中的水转变成为直接相变移热剂和成核中心的冰粒,随后,在267.15K的恒定温度、1.9-2.5MPa的压力范围和600rpm的搅拌速度下,在间歇式高压釜中进行水合实验。使用同样的PVT模型处理实验数据,确定了CO2水合物的形成速率、诱导时间、水合持续时间等。4)利用收缩核模型,关联了不同表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）浓度和实验压力下的甲烷水合过程的实验数据。其中,基于扩散控制的收缩核模型能够取得令人满意的数据关联结果。