天然气水合物生成机理和热力学模型研究

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。