TBAC+Tween80+CO2 体系下水合物生成动力学

王娇娇，闫超生，周诗岽，饶永超，赵书华

（常州大学 石油工程学院 江苏省油气储运技术重点实验室，江苏 常州 213164）

近年来，天然气水合物越来越受到全世界的关注［1-2］，水合物技术在工业中也被广泛应用，如海水淡化［3-4］，气体分离［5-6］，碳捕集与封存技术［7］等。确保此类技术可行的关键是使水合物快速且容易生成，因此如何促进水合物生成已成为当下的研究热点。促进剂的使用是有效促进水合物快速生成的方法之一。常见的添加剂有很多，其中四丁基氯化铵（TBAC）作为一种热力学添加剂，可改变水合物的相平衡，降低水合物的生成条件［8］，且自身能形成半笼型结构而得到广泛关注。Shi 等［9］探究了TBAC 含量对水合物生成的影响，实验结果表明，在过饱和环境中，较高压力或较低温度下TBAC可促进水合物生成。Kim 等［6］研究了在TBAC 存在下，模拟烟道气混合物中CO2的捕集，与20%（φ）CO2+80%（φ）N2的天然气水合物体系相比，加入TBAC 后显示出了显著的热力学稳定性。Lim等［10］在50%（φ）CH4+50%（φ）CO2+促进剂的体系下，进行气体吸收、气体组成测量和光谱分析，13C NMR 和拉曼光谱结果表明在TBAC 溶液中形成的半笼型水合物相对CO2有更高的选择性，存在扭曲的D 笼，对CO2分子具有强烈偏好。由于TBAC 形成的半笼水合物只有小笼可捕捉气体，且单位单元内可用于捕获气体分子的空笼数量较少［11］，促进水合物生成能力有限，所以单独添加TBAC 已经不能满足水合物快速生成的需求，聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯（Tween80）作为一种表面活性剂也广泛应用在促进水合物生成中。……