李文昭， 马贵阳， 潘 振， 郝成名

(辽宁石油化工大学 石油天然气工程学院，辽宁 抚顺 113001)

水合物是主体分子水与客体分子(CH4、CO2、H2等)在低温高压条件下形成的非化学计量型化合物[1]。1 m3的水合物可储存160～180 m3天然气，说明其储气能力巨大，而且通过主体分子与客体分子之间的范德华力，水合物在一定温压条件下可以保持热力学稳定，使水合物成为气体储存、运输、分离的一种潜在手段[2]。合理利用水合物技术既可有效改善CO2气体造成的温室效应[3]，又可回收工业废气中的有效能源[4]，与现有天然气水合物储运技术形成优势互补[5]。但在自然条件下水合物生长速率缓慢，成为妨碍其工业化的关键问题。

自然界中天然气水合物生成需要经历三个过程：①深海气源形成，气源分为热解成因气源及生物成因气源；②地壳运动形成断层、裂隙等地质结构为深海气液混合流体向浅海移动提供运移通道；③在流体运移过程中遇到水合物生成稳定区，此区域内的温压条件适宜水合物生长，单纯的气流即使在水合物生成稳定区也仍以游离气形式存在[6]。这三个过程为人们指示了水合物生成的三个必要条件：充足的气源、水源；合适的温压条件(低温、高压)；气-液间发生传质。在实验室条件下前两个条件很容易得到满足，但在水合物合成过程中气-液间传质往往受到物理阻碍，导致水合物反应速率降低甚至停止。因此，如何在水合物生成过程中使气-液间传质连续快速进行，是提高水合物生成速率及储气量的关键。……