碳酸鈣和SDS協同體系對甲烷水合物生成影響的特性研究

尹斯文，靳 遠，夏 彬，馬貴陽

（遼寧石油化工大學石油天然氣工程學院，遼寧撫順113001）

天然氣水合物是一種外觀類似冰霜的固體化合物，由于其主要成分是甲烷（CH4），故又稱為甲烷水合物（methane hydrates）[1]。甲烷水合物（以下簡稱水合物）沒有嚴格意義上的化學式，為了便于計算通常寫為CH4?nH2O，n為水分子數（也就是水合指數）[2]。水合物通常存在于永久凍土層和大陸架海底地層的沉積物中。由于其成藏形式豐富，儲能密度較高，且分布范圍較廣，受到了眾多研究機構的重視，為水合物開采、氣體儲運等行業提供了新的工業技術[3]。自然界中水合物的形成受地形、溫度、壓力和多孔介質等綜合因素影響[4]。水合物一般存在于海水及由沉積物形成的多孔介質的孔隙中，孔隙中通常含有一種細菌，它會分泌出類似于表面活性劑性質的水合物生成催化酶[5-7]。因此，海底水合物的存在受到了多孔介質和催化酶等多種因素的影響。

研究發現水合物的生成是一個極其復雜的過程，受熱力學、動力學、傳質和傳熱等多因素的影響[8]。由于表面活性劑、多孔介質和溶液成分等的不同，生成的天然氣也存在不同程度的差異。表面活性劑可以降低液體表面張力，提高氣體的溶解度，阻礙水合物形成團簇[9-10]。在溶液中加入多孔介質，可以增大氣液接觸面積，為水合物提供更多的成核位置，改變溶液的導電性和導熱性，從而改善傳熱條件[11]。同時，多孔介質的表面特性和粒徑大小對水合物的生成也有著重要的影響[12]。……