[發明專利]一種促進二氧化碳水合物生成的添加劑溶液

無效

• 申請號: 200910049894.2
• 申請日: 2009-04-24
• 公開（公告）號: CN101549867A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 劉妮;劉道平;軒小波;王亮
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: C01B31/20
• 分類號: C01B31/20;B01F3/04;B01D53/14
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種促進二氧化碳氣體水合物生成的添加劑溶液。

背景技術

我國CO₂排放的形勢極為嚴峻，是位于美國之后的世界第二大CO₂排放國。因此，采取有效措施控制CO₂的排放對于應對全球變暖、減緩“溫室效應”的加劇有著十分重要的意義。近年來，利用氣體水合物方法來回收和儲存CO₂技術受到國際學者的關注。

二氧化碳水合物(CO₂·nH₂O)是CO₂和水在一定的溫度、壓力條件下生成的非化學計量結構籠型化合物。氣體水合物的生成是復雜的氣液固多相傳熱傳質過程，如何提高水合物的生成速率和儲氣密度、縮短誘導時間是高效儲存CO₂氣體的關鍵。

在反應體系中添加合適的表面活性劑可以有效改善氣水體系的的表面張力，加速傳熱傳質過程，促進水合物的生成。二氧化碳水合物對表面活性劑有一定的選擇性。研究者發現添加四氫呋喃(THF)可以降低水合物形成的相平衡條件，四丁基溴化銨(TBAB)用作從CO₂-N₂體系中分離CO₂氣體的添加劑時，也可以降低水合物的形成條件。

本發明提出了一種促進二氧化碳水合物生成的添加劑溶液可以有效地促進二氧化碳水合物的生成。

發明內容

本發明是針對現有氣體水合物制備技術中存在誘導時間長，生長速度緩慢的不足，提出了一種促進二氧化碳氣體水合物生成的添加劑水溶液。

本發明的技術原理

十二烷基硫酸鈉(SDS)是一種人工合成的，溶解于水時具有陰離子性質的表面活性劑。表面活性劑溶于水后，由于其吸附作用能顯著降低表面張力，改變體系界面狀態，從而產生增溶、潤濕、乳化、起泡等作用。已有研究發現在天然氣水合物生成體系中加入添加劑SDS能夠縮短誘導時間，加快其生成速率。

四氫呋喃(THF)是水溶性聚合物，可以和水在任意濃度下生成II型氣體水合物，而且只占據水合物晶格中的大型空穴。在水合物生成體系中，加入適量的添加劑THF，可以降低水合物的相平衡壓力。

本發明的技術方案

一種促進二氧化碳水合物生成的添加劑溶液，其組成按重量百分比計算如下：

十二烷基硫酸鈉(SDS)???????????0.2～0.5％

四氫呋喃(THE)?????????????????4～10％

水????????????????????????????余量

一種促進二氧化碳水合物生成的添加劑溶液，其在二氧化碳水合物生成過程中的使用方法包括如下步驟：

(1)、促進二氧化碳水合物生成的添加劑溶液的配置

取按重量百分比組成為：十二烷基硫酸鈉(SDS)0.2～0.5％，四氫呋喃(THF)4～10％，其余為水，在常溫常壓下配成混合組分的添加劑混合液；

(2)、促進二氧化碳水合物生成的添加劑溶液的使用

向反應釜中加入步驟(1)所配置的添加劑溶液；后向反應釜中通二氧化碳，并控制反應釜的壓力2～4Mpa，溫度0～5℃進行二氧化碳水合物合成反應，至反應釜內氣體壓力不再下降，即二氧化碳水合物合成結束。

本發明的技術效果

本發明的促進二氧化碳水合物生成的添加劑溶液，對促進二氧化碳水合物生成的效果非常明顯，主要表現在水合物的快速反應階段，壓力急劇下降，反應釜內殘留氣體的壓力非常接近設定溫度所對應的水合物相平衡壓力，氣體壓降幅度比純水體系的氣體壓降提高了200～235％。系統中的氣體反應充分，生成的二氧化碳水合物量多而密實。

本發明的促進二氧化碳水合物生成的添加劑溶液在二氧化碳水合物合成過程中的應用，其使用的濃度低，適用于一切能夠滿足二氧化碳水合物生長所需的溫度、壓力條件，并且在二氧化碳水合物合成過程中避免了機械攪拌所需的能耗。且利用此添加劑溶液進行二氧化碳水合物合成，方法簡單適用、操作方便、造價低，不會對環境造成污染。

具體實施方式

下面通過實施例對本發明進一步進行闡述，但并不限制本發明。

實施例1