李乐 陈小康 李青岭 朱倩谊

(1. 江苏城乡建设职业学院公用事业学院， 江苏 常州 213147；2. 陕西延长中煤榆林能源化工有限公司，陕西 榆林 719000；3. 中国石油山东销售分公司， 济南 250000)

随着水合物应用技术的不断推广和天然气水合物的持续开采，CH4和CO2水合物的生成及其特性成了当前的研究热点。CO2水合物浆液是一种新型的两相蓄冷介质，其蓄冷密度大、相变温度适宜，具有良好的流动特性，适用于蓄冷系统载冷剂。水合物在0 ℃以上温度环境中可以稳定存在，其潜热输送密度为水密度的2～4倍，显示出较好的应用前景[1-4]。CH4水合物俗称“可燃冰”，污染小，是世界上最高效的清洁能源之一。CH4和CO2既有共性，也有差异。当CH4、CO2水合物处于低压环境时，其结构均为sI型，光谱性能、机械性能、热力学性能一致，且其浆液具有牛顿流体的特点，密度小于水。但在相同的温度条件下，与CO2相比，CH4分子进入主体水分子所需的压力较高，在水相中的溶解度较低。研究CO2水合物的生成及其堵塞特性，对于海底CO2封存技术和水合物应用技术具有指导性意义。

1 水合物的结构及性质

1.1 基本结构

笼形水合物是在低温高压条件下形成的似冰状络合物(见图1)。这些笼形水合物的主体晶格由水分子组成，水分子形成的空腔包裹着客体分子，每个空腔都足够大，至少可以容纳一个客体分子[5-6]。水合物的结构分为Ⅰ、Ⅱ、H型3种(见表1)，其稳定性通常取决于客体分子的种类及其所处环境的温度、压力条件。Ⅰ型水合物的晶胞属于体心立方结构，Ⅱ型水合物的晶胞属于面心立方结构，H型水合物的晶胞属于简单六方结构。……