气液比对表面活性剂复配促进甲烷水合物生成影响

王平，马贵阳，黄仙智

(辽宁石油化工大学 石油天然气工程学院，辽宁 抚顺 113001)

天然气水合物是在合适的pH值下[1]由水和天然气在高压、低温下[2]形成的笼形化合物[3]。天然气水合物中的碳储量是化石燃料的2倍多[4]。将来会大力发展天然气水合物储运天然气[5]。促进天然气水合物的有效方法包括加入表面活性剂、搅拌、鼓泡及喷雾等[6]。水合物受气液比影响也较大。气液比是指一定温压下，釜内气体与液体体积之比[7]。刘有智等[ 8]研究发现气液比70～200间水合物含气量随气液比增大出现先增大后减小的趋势。魏国栋等[9]研究表明CO2水合物气液比较高时石英砂中最大储气量为3.078 mol。

因此，本文研究不同气液比下SDS、APG1214以及复配溶液对甲烷水合物的影响。

1 实验部分

1.1 实验材料

甲烷(CH4，纯度为99.9%)；十二烷基硫酸钠(SDS，纯度≥86%)，化学纯；烷基多糖苷(APG1214，纯度≥75%)，工业品；实验室自制的去离子水。

1.2 实验装置

实验所采用仪器为 KDSD-Ⅱ型水合物动力学实验装置。设备主要有五大模块，包括甲烷气瓶、反应釜装置、水浴装置、压力控制系统以及数据采集系统，简图见图1。

图1 KDSD-Ⅱ型水合物动力学实验装置Fig.1 KDSD-Ⅱ hydrate kinetic experimental apparatus

其中水合物在图中所示的高压反应釜中生成。反应釜材质为不锈钢，有效容积350 mL，最高工作压力25 MPa，工作温度为-10～90 ℃。反应釜内温度由恒温水浴控制，其精度为±0.1 ℃。采用两个Pt100/φ3 mm铂电阻传感器测量水浴温度，其精度为±0.2 ℃；实验压力由平衡釜控制，压力传感器测量压力值，其精度为±0.01 MPa。

1.3 实验方法

①采用去离子水反复清洗反应釜内壁并进行干燥，通氮气吹扫反应釜近2 min，之后将反应釜抽成真空，来避免残留气体和杂质干扰实验结果。……