薛倩，王晓霖，李遵照，刘名瑞，赵巍

（中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，辽宁大连116045）

天然气水合物最早于1811 年由汉弗莱·戴维爵士（Sir Humphrey Davy）报道，并首次合成了氯气 水 合 物[1]， 但 直 到1934 年， 哈 默 施 密 特（Hammerschmidt）发现天然气水合物是造成管道阻塞的原因时[2]，才引起了工业兴趣。随着对水合物基本物性、微观结构、热力学和动力学等特性研究的不断深入，并且在深海和永久冻土发现了储量丰富的天然气水合物，才在全世界引起了对水合物的高度重视。天然气水合物不仅是潜在的清洁能源，也是一项造福人类的新技术。利用水合物技术进行海水淡化是最早的水合物利用技术，至今，水合物利用技术已发展到气体分离、气体存储与运输、溶液浓缩分离、水合物蓄冷和置换开采等方面[3-9]。本文主要对近年研究广泛的水合物利用技术研究进展进行系统综述，分析了水合物利用技术的研究成果并探讨了其未来的发展前景。

1 结构性质

气体水合物是一种晶体化合物，水和气体在较高的压力和较低的温度下生成。在分子尺度上，水分子通过氢键形成空穴，单个客体分子被空穴所包裹，这些空穴结构结合起来生成三个轮廓分明的晶体结构，目前常见的水合物结构有sⅠ、sⅡ和sH型，如图1 所示[10-12]。小分子气体（CO2、CO、N2、CH4、C2H6、H2S 和H2）与水接触时生成sⅠ型的水合物，在sⅠ型水合物中，客体分子被包裹在12个五边形（512）或12 个五边形和2 个六边形（51262）组成的笼子中。sⅡ型水合物除了可以包容小分子外，较大的晶穴（512和51264）可以容纳丙烷（C3H8）和异丁烷。……