无机盐分解水合物作用机理的分子模拟

摘要

水合物堵塞是油气安全生产的一大隐患,添加化学抑制剂能有效防止水合物形成,无机盐作为传统热力学抑制剂已被广泛应用.本文为研究无机盐分解水合物的微观作用机理,采用分子动力学方法模拟了273K条件下甲烷水合物在不同浓度的NaCl,KCl和CaCl2溶液中的分解过程,分析了无机盐-水合物体系中离子间的结构、运动参数和能量变化.模拟结果很好地显示了水合物的逐步分解过程和分解速率的不均匀性.水合物在不同无机盐溶液中分解所需吸收的能量不同,其中KCl最大,当CaCl2浓度超过30％(w/w)时,水合物分解所需吸收能量较低.计算了体系中氧原子、阳离子、阴离子的配位数及各组分的扩散系数,分析了三种无机盐对模拟体系结构和运动的影响规律,探讨了无机盐分解水合物的作用机理.