水合物与固体表面粘附的分子模拟

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题目:An interfacial gas-enrichment strategy for mitigating hydrate adhesion and blockage
来源:CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL,2022通讯作者:Zhang, Zhiliang,NTNU, zhiliang.zhang@ntnu.no

摘要:天然气水合物堵塞对油气管道系统的安全构成威胁。涂装抗水合物表面是永久解决水合物问题的一种很有前途的方法,准确理解水合物和固体表面之间的相互作用是创建此类表面的先决条件。本文通过大规模分子动力学模拟,探讨了水合物粘附的潜在机制和关键影响因素。模拟中,在水合物与固体表面之间设置了气体中间层(IML),固体表面具有不同的润湿性和粗糙度,气体中间层含有不同的气体组成。发现IML的最终结构由气体浓度决定。提高固体表面附近的气体含量对于降低水合物粘附强度至关重要。结果表明,在固体表面上形成气体分子层或气泡可以使最终形成的水合物在剪切流作用下从管道壁表面上自动分离。本研究证明了我们利用界面气体富集策略(IGES)减弱水合物粘附力的方法可作为一种新的抗水合物的表面设计。

DOI:10.1016/j.cej.2022.139918




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