中科院广州能源研究所余益松等-环戊烷存在下甲烷水合物形成和解离的动力学研究-Fuel

Title(题目): Kinetics studies of methane hydrate formation and dissociation in the presence of cyclopentane(环戊烷存在下甲烷水合物形成和分解的动力学研究)

Authors(作者): Yi-Song Yu (余益松）* , Wen-Zhe Sun, Chang Chen, Xiao-Sen Li (李小森）* , Zhao-Yang Chen

Source(来源): Fuel,2024,356:129651

Abstract(摘要): 通过测量诱导时间、水合物形成速率和气体吸收量，系统地研究了环戊烷(CP)存在下甲烷(CH4)水合物形成的动力学。结果表明，在CP存在下，CH4水合物的生成分为两个步骤:第一步，纯CP水合物的生成。第二步，气体进入纯CP水合物的空笼，形成CP/CH4混合水合物。此外，水合物形成速率快，CH4吸收量高。在288.15K和5.6mol%的CP摩尔分数的最佳条件下，水合物形成所需的气体吸收量和时间分别131.80mmol/mol H2O和138min。相对于在热力学促进剂(72.0 mmol/mol H2O)存在下获得的最高气体吸收率，该值增加了83%。更引人注目的是，该研究表明，在相对低温下形成的高吸收率水合物可以在高达298.15 K的相对高温下储存和输送，而不会显著降低气体吸收率，从而为水合物的储存和输送提供了一种经济有效的方法，即在相对低温下形成水合物并在相对高温下储存和输送水合物。此外，我们还提出了车载SNG（通过固体水合物储存天然气）技术的工艺链示意图，并详细讨论了SNG技术的发展现状。可以得出结论，使用在低压条件下而不是在环境压力（1.0atm）下储存和运输水合物的策略可能是SNG技术工业化的更现实的选择。