[發明專利]一種氣體水合物生成促進劑

有效

• 申請號: 201410169852.3
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103962078A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 周詩崠;趙苗苗;余益松;王樹立;饒永超;趙書華;徐濤
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00;B01J3/00;C10L3/08
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及天然氣水合物，特指一種能夠強化氣體水合物生成的促進劑。

背景技術

氣體水合物是指氣體分子和水分子在一定高壓低溫條件下通過擬化學反應生成一種非化學計量的籠形固體化合物；水合物的生成過程則是一個伴隨著物質的轉移與能量變化的過程，強化水合物的生成可以從兩方面進行：傳統的攪拌、噴淋、鼓泡等機械強化手段以及主要是為了增強氣液的傳質過程，以減小水合物的生成阻力，而各種化學促進劑的添加，包括熱力學促進劑和動力學促進劑等，則主要是為了增強氣液界面的傳熱傳質；納米流體作為一種具有高導熱性及傳熱性的工質，因其具有較高的表面活性及較大的比表面積，目前已被證明能夠極大程度的增強氣液反應過程中的傳熱及傳質。在傳統的強化手段中，機械強化主要是利用攪拌等方式以增大氣液的接觸面積及加快局部反應熱的移除為目的來實現的，但該促進方法能耗大，需要外部動力設備的輔助，只適用于小規模水合物的生產；文獻“杜燕,何世輝,黃沖,等.噴射反應器中天然氣水合物生成實驗[J].天然氣工業,2008,28(8);126-128.”提出了一種噴射循環式水合物快速生成裝置，文獻“白凈,梁德青,李棟梁,等.天然氣水合物反應器的研究進展[J].石油化工,2008,37(10);1083-1088.”指出了采用攪拌，鼓泡，流化床等形式的水合物強化生成裝置；化學強化被認為是當前水合物生成最優的強化方式，傳統的促進劑包括離子液體、非離子表面活性劑、有機硅、復合型水合物生成促進劑等，其中SDS（十二烷基硫酸鈉）是目前實驗結果認為促進效果最好的一種表面活性劑；專利“一種復合型氣體水合物促進劑及其制備方法”（公開（公告）號CN 103318890A）提出了一種離子液體與非離子表面活性劑混合而成的復合型水合物促進劑，專利“氣體水合物生成促進劑及其制法和應用”（公開（公告）號CN102784604 A）提出了一種由表面活性劑溶液和強疏水性固體粒子組合而成的促進劑，專利“一種CO₂水合物生成促進劑”（公開（公告）號CN 101596393A）提出了一種由季銨鹽化合物的水合物生成促進劑；但總體上說這些促進劑對水合物生成的促進效率仍然不夠高，且相對于工業化應用過程來說，用量大、重復利用率低，經濟性差；因此，亟需開發出一種濃度低，經濟性好，效率高的水合物促進劑。

發明內容

本發明的目的是針對水合物技術工業化進程當中所遇到的水合物高效連續生成問題，在現有強化技術基礎上，提供一種濃度低，經濟性好，效率高的水合物促進劑。、

本發明的技術原理：

本發明所配制的氣體水合物生成促進劑是將一種新型陰離子雙子表面活性劑與具有強傳熱效果的固體活性炭微粒以一定的質量比進行配制得到的；該試劑在經過高速機械攪拌以及超聲波分散后形成了一種液體混合物，其實質是具有高導熱性能的固體微粒包裹于雙子表面活性劑中，使得納米固體微粒不易聚團，進而形成了溶質分散均勻，無沉淀的混合溶液。

納米活性炭粉對水合物生成促進作用不僅在于其的高導熱特性，其所具有的傳輸特性、増溶特性及相關的微尺度效應也是提高水合物生成過程中氣體的捕獲速率的重要原因。烷基二苯醚二磺酸鹽是一種最新型的雙子表面活性劑，其對氣體的增溶、對液體的表面張力的減小都有極大效果，在水合物促進技術方面的應用還沒有報道過。

為了達到上述目的，本發明采取了以下技術方案；本發明所提供的水合物生成促進劑是由納米分散顆粒與表面活性劑復配，并溶于水中形成的混合溶液；以混合水溶液總量計算，烷基二苯醚二磺酸鹽表面活性劑所占的質量分數為0.01%~0.08%，納米活性炭粉的質量分數為0.05% ~0.15%，水的質量分數為98.42%~99.94%。

本發明所采用的雙子表面活性劑烷基二苯醚二磺酸鹽制備方法可采用常規技術手段制備，也可采用如下方法制備：