天然气水合物生成机理和热力学模型研究

【摘要】： 目前解决能源需求的问题显得越来越紧迫,开发利用新的清洁能源,降低能源使用与技术发展对环境造成的负面影响,是解决本世纪能源问题的主要出路。在我国能源发展战略中,高效、清洁的天然气水合物将成为重要的后续能源。在天然气水合物的研究方面,相平衡是天然气水合物开采和各种应用技术的基本原理,因此对天然气水合物相平衡热力学模型的研究十分重要。本论文针对目前存在的热力学模型进行分析研究,选取不同的热力学模型,运用BWRS状态方程结合单级平衡分离过程求取逸度对模型进行有效修改,最后在陈-郭和杜-郭模型的基础上选取三种不同的计算方法。通过编程对不同组分的气体进行预测计算,实现了对现有模型的综合性评价,确立了较好的热力学模型。此外本文还针对含有醇、盐抑制剂的体系进行编程计算,并将其与不含抑制剂体系进行比较。结果表明:以陈-郭模型基础上的计算方法,在压力稍高时较为精确,以杜-郭模型为基础的计算方法在压力较低时依然可以得到较好的预测结果。对于加入抑制剂的体系,在相同压力下,同一组分的生成温度明显降低。最后对管道中天然气水合物的形成、防治及预防进行了介绍。 【关键词】：天然气水合物 热力学模型 逸度 活度 抑制剂
【学位授予单位】：中国石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：P618.13
【目录】：

• 中文摘要4-5
• 英文摘要5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 前言9-10
• 1.2 天然气水合物研究的意义10-12
• 1.3 天然气水合物的结构12-16
• 1.4 国内外研究历程及现状16-18
• 1.5 本文研究内容18-19
• 第2章 天然气水合物的生成及分布19-25
• 2.1 天然气水合物的形成条件与机制19-21
• 2.2 影响天然气水合物生成的条件21-22
• 2.3 天然气水合物的分布22-25
• 第3章 天然气水合物模型的确立25-51
• 3.1 简单的统计热力学方法26-27
• 3.2 波洛马列夫方法27
• 3.3 气体水合物相平衡理论27-36
• 3.3.1 水合物相的计算28-34
• 3.3.2 富水相的计算34-36
• 3.4 热力学模型的确立36-50
• 3.4.1 选取的热力学模型36-42
• 3.4.2 逸度的计算42-50
• 3.5 本章小结50-51
• 第4章 不含抑制剂体系的预测计算51-64
• 4.1 单组分气体生成水合物相平衡比较52-59
• 4.1.1 纯甲烷气体水合物计算结果的比较52-55
• 4.1.2 纯乙烷气体水合物计算结果的比较55-58
• 4.1.3 纯丙烷气体水合物计算结果的比较58-59
• 4.2 混合气体生成水合物相平衡比较59-63
• 4.3 本章小结63-64
• 第5章 抑制剂体系的研究及应用64-79
• 5.1 抑制剂体系的基本理论64-71
• 5.2 含有醇、盐体系的预测计算71-76
• 5.3 管道天然气水合物的防治技术76-78
• 5.4 本章小结78-79
• 第6章 总结与建议79-80
• 主要符号表80-82
• 参考文献82-87
• 致谢87-88
• 个人简历88

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