化学化工前沿讲座论文

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1、论文气体水合物的动力学研究进展••院船系、材料科学与工程学院姓名：年级：学号：专业：高分子材料与工程指导教师：气体水合物的动力学研究进展【摘耍】对由小分子的烃类及非烃类的N2,（：02等气体和水形成的非计量笼形化合物即气体水合物进行了介绍。从冰点以上和冰点以下W个温区对国内外水合物增长动力学的研究现状进行了分类与评述。对水合物生成动力学的进一步研究进行了展槊。同时对气体水合物分解动力学研究现状进行了文献综述，总结了对气体水合物分解动力学的基础研究和成用研究。基础研究着眼于气体水合物本分解动力学研究和传热、传质对分解的影响。应用研究主要介绍了

2、针对天然气储运技术、多孔介质和地层水合物开采的气体水合物分解动力学研究，并展望Y米来气体水合物分解动力学的研究方向。【关键同】气体水合物；晶体增长；动力学；分解；多孔介质[Abstract]thesmallmoleculehydrocarbonandnonhydrocarbonN2,nonstoichiometricclathratecompoundsC02gasandwaterformationofgashydratesareintroduced.Thepaperclassifiesandreviewsthecurrentsituatio

3、nfromthehydrateaboveandbelowicepointtwotemperaturezonesathomeandabroadonthegrowthkinetics.Furtherresearchonthehydrateformationkineticsarediscussed.Atthesametime,theresearchonthekineticsofgashydratedecompositionofaliteraturereview,summarizesthebasicresearchandappliedresearc

4、honkineticsofgashydratedecomposition.Basicresearchfocusedonthekineticsofthedecompositionofgashydrateandheattransfer,masstransfereffectsondecomposition.Appliedresearchmainlyintroducedfornaturalgasstorageandtransportationtechnology,studyonthedecompositionkineticsofporousmedi

5、aandhydrateexploitationofgashydrate,andprospectsthefutureresearchdirectionofgas.【Keywords】gashydrate;crystalgrowth;kinetics;decomposition;porousmedia—、引言气体水合物是指由小分子的烃类及非烃类气体如N2,（：02等气体和水形成的非计量笼形化合物，可以在高压低温的自然和人为的环境屮形成，在地球的永冻区和近海的大陆架的沉积层冇广泛的分布和巨大的储量［1］。1体积的水合物里可以容纳150-170体积

6、的气体,还可在常压卜稳定存在长达2年。以水合物的方式对天然气进行储运将史加安全和有效。气体水合物作为新的分离技术在海水淡化、气体混合物的分离、提取氦和浓缩同位素中也有很好的前景。对气体水合物动力学的研究有助于对地壳屮气体水合物的储量、分布与富集浓度进行正确的评价并开发利用，还冇助于开发高效的动力学抑制剂以及能够快速、大量的人工合成水合物以满足储运气体和分离混合物的需耍。到目前为止，有关气体水合物的基础研究主耍集屮在3个方而：（1）相平衡热力学，即有关水合物初始生成/分解条件的计算和预测：（2）水合物生成动力学的研究；（3）水合物分解动力学的

7、研究。有关水合物的相平衡热力学研究已比较成熟［2生成动力学的研究迅然是近几年的研究热点，冇很多这方面的文献报道，但理论还远不成熟。而宥关分解动力学的文献报道较少，主要是因为人们以前还未充分认识到系统定量地研究水合物分解动力学规律的意义，另一方而分解动力学研究的难度较大。但不论是解决石油工业中天然气输送管线中的水合物生成问题，还是开发地球上存在的巨大的天然气水合物资源以及□前研究的天然气储运技术等，都需要了解和掌握水合物的分解动力学规律，因此开展气体水合物分解动力学研究具有重要意义。水合物的生成类似于结晶过程，通常可以人为地分为成核和晶体增

8、长两个阶段。水合物的成核指水合物晶核形成并增长到临界粒径的过程。晶核的粒径达到临界值时，晶核立即开始晶体增大的过程。由于成核过程的不确定性较大，更多的学者把研究的重点集屮在晶体增