天然气的水合物生成预测与节流过程数值模拟

摘要

自然界中可作为未来能源的大量天然气水合物的发现，海洋中油汽开采时新问题的出现，管输中时有水合物堵塞输气管道现象的发生，以及气体水合物技术在化工、生物、能源及环保等领域的广泛应用，使得气体水合物的研究近年来日益受到重视。对于管道内的天然气，其组成和所含水量一定，能否形成水合物主要取决于气体的压力和温度。所以预测气体水合物的形成条件和研究气体经过节流装置时的流场和温度场变化情况，对输气工程防止水合物的形成、制定合理的生产制度、设计安全的地面生产系统等，都有着重要的理论价值和现实意义。 根据相平衡热力学模型，编制了气体水合物形成条件预测程序，计算了天然气水合物形成的压力温度关系，同已有的文献结果进行了对比，结果吻合较好。比较甲烷＋乙烷体系和甲烷＋丙烷体系的水合物形成条件表明：一定压力下，体系中乙烷或丙烷含量越多，水合物形成温度越高，越容易形成水合物；而且，与乙烷相比，丙烷使体系水合物形成温度升高的幅度更大。对含抑制剂体系的气体水合物形成条件计算表明：一般情况下，富水相中所含抑制剂浓度越大，对体系水合物形成的抑制作用越明显；相同浓度的甲醇和氯化钠溶液对甲烷水合物形成的抑制作用基本相同；在较低压力下，浓度为5％的甲醇溶液和浓度为10％的氯化钠溶液对丙烷水合物形成的抑制作用基本相同。 考虑到输气管道中的水合物一般都是在节流件附近形成，故采用流动与传热软件模拟了节流过程中压力、温度和速度的变化，并与气体水合物的形成条件结合起来，判断节流过程中是否可能形成水合物。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第1章绪论

第2章天然气水合物相平衡模型简介

第3章轻烃体系水合物形成条件计算

第4章含抑制剂体系的水合物形成条件计算

第5章天然气节流过程数值模拟

第6章结论

主要符号表

参考文献

致谢

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