大连理工大学张毅等-鼠李糖脂对CH4水合物形成和通过水合物形成分离CH4/N2的影响-FUEL

Title(题目):

The effects of rhamnolipid on the formation of CH4 hydrate and separation of CH4/N2 via hydrate formation(鼠李糖脂对CH4水合物形成和通过水合物形成分离CH4/N2的影响)

Authors(作者): Yi Zhang （张毅）

Jingru Zhang（张敬茹）

*, Xingang Xu（徐兴昂）, Wanting Liu(刘婉婷), Yongsheng Xu , Mingjun Yang（杨明军） , Yongchen Song（宋永臣）

Source(来源): FUEL, 2024，357：129873

Abstract(摘要): 鼠李糖脂（Rha）是一种高效的绿色表面活性剂，能促进水合物的生成，可应用于水合物的分离方法。然而，鼠李糖脂对水合物法分离甲烷和氮气的影响尚不清楚。因此，本文通过水合物法研究了鼠李糖脂对甲烷水合物形成和甲烷与氮分离的影响。首先，分别研究了五种浓度（0 ppm、200 ppm、400 ppm、600 ppm和800 ppm）、温度和压力对甲烷水合物形成的影响。甲烷水合物的形成速率与实验压力呈正相关。气体消耗随着鼠李糖脂浓度的增加而迅速增加，然后缓慢增加到稳定状态。与纯水条件相比，高于200ppm鼠李糖脂浓度的最终气体消耗可以增加五倍以上。甲烷水合物生成的促进在274.15K时最为明显，主要取决于气体分子在溶液中的扩散和水合物成核的容易程度。然后，通过悬浮液滴法测量了不同浓度下的界面张力，并研究了界面张力与水合物形成速率之间的关系。水合物形成速率和界面张力呈幂函数关系。此外，在274.15K和7MPa下，研究了5种浓度下3:1 CH4/N2的水合物形成动力学和气体分离效果。发现200ppm是分离的最佳浓度，分离因子为8.25。最后，对274.15 K、9 MPa条件下1:1 CH4/N2的水合物生成动力学、热力学和气体分离效果进行了研究，在800 ppm条件下，分离因子达到最大值12.7，甲烷气回收率达到最大值40.46%。研究结果可为水合物法分离中绿色表面活性剂的优选提供一定的理论指导。