TBAC+Tween80+CO2 体系下水合物生成动力学
2021-04-08王娇娇闫超生周诗岽饶永超赵书华
石油化工 2021年3期
关键词:体系
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。……
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