[發明專利]復合相變材料、固態水合物促進藥劑及制備方法和提高固態水合物法儲運氣體能力的方法

有效

• 申請號: 202010562076.9
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN113817449B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 閆柯樂;呂程;任悅萌;胡緒堯;張紅星;肖安山;林雨;王倩
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中石化安全工程研究院有限公司
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06;C10L3/10
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 杜云英;陳小蓮

本發明涉及氣體安全儲運技術領域，公開了一種復合相變材料、固態水合物促進藥劑及制備方法和提高固態水合物法儲運氣體能力的方法，該復合相變材料含有相變材料、多孔基體和固體分散劑，所述相變材料和固體分散劑負載在該多孔基體上。本發明中的復合相變材料不需要在制備水合物前預處理成油水乳液，而可以直接添加至水合物的生成體系中，不僅如此，該復合相變材料能夠在水合物的生成應用中不僅可以提高固態水合物的生成速率，還可以提高儲氣量。

技術領域

本發明涉及氣體安全儲運技術領域，具體地，涉及一種復合相變材料、固態水合物促進藥劑及制備方法和提高固態水合物法儲運氣體能力的方法。

背景技術

天然氣中甲烷占大多數(90vol％)，另外含有少量的乙烷、丙烷等組成。同常規的天然氣儲運技術，比如液化天然氣(LNG)、壓縮天然氣(CNG)、吸附法儲運技術(ANG)等相比，新型固態水合物法(NGH)儲運天然氣技術具有較多的優勢，比如：對水合物的生成溫度、生成壓力要求較低；具有相對較高的儲氣量；儲存過程安全等。理論上1m³水能儲存150～180m³的CH₄氣體，但目前固體水合物法制備水合物時水合物的生成速率慢、儲氣量低，無法實現短時間內的規模化生產。由于水合物生成過程為放熱反應，高溫不利于水合物的持續生成，在水合物生成前期由于水合物生成產生的大量熱無法有效移除，導致水合物生成速率較慢。

辛峰等在中國專利ZL201610015726.1《油包水乳液相變換熱的氣體水合物制備方法》中，公開了采用有機正構烷烴(正己烷或正庚烷)和水形成的油水乳液作為相變材料，乳液中油相的凝固點低于水的凝固點，采用冷卻的方式使乳液降溫，待乳液中的水部分或全部凝固成冰后，利用冰對水合物生成過程所釋放的熱量進行儲存，從而促進水合物的生成。但該法必須保持溫度在冰點以下，而冰粒形成水合物的速率較為緩慢，不利于大規模應用。

辛峰等在中國專利ZL201210570156.4《直接相變換熱的氣體水合物制備方法及裝置》公開的方法中，首先是制取液態相變材料與水的乳液，并使之在水的凝固點之上，冷卻成為含相變材料固體顆粒的漿液；隨后，將制得的漿液送入水合器，與通入的小分子氣體充分接觸，完成水合；其中液態相變材料與水的乳液為混合物，其組成和質量百分含量如下：液態相變材料20％-60％，水35％-79.4％，非離子表面活性劑0.5％-4％，成核劑0.1％-1％，其中以C₁₄H₃₀、C₁₅H₃₂、C₁₆H₃₄或其混合物為相變材料，非離子表面活性劑為span60和tween60，成核劑為正構十八烷。該方法需要事先制取液態相變材料與水的乳液，還需要保證在不發生乳液的油水分層的情況下，將所得的乳液冷卻成含相變材料固體顆粒的漿液；此時，制得的漿液才能送入水合器，與通入的小分子氣體混合。該方法不能將相變材料直接添加入水合器中與氣體接觸，操作繁瑣，且水合物生成速率不高。

由上述分析可知，現有技術使用的含有相變材料的促進劑，在生成水合物前，都需要預處理得油水乳液，并需要經過降溫成冰或將不能油水分層的乳液降溫為含相變材料固體顆粒的漿液，均不能在不經過預處理且在常規水合物的生成條件下與含水體系中的氣體直接接觸制備水合物，且還存在水合物生成速率慢、儲氣量低的問題。

發明內容

本發明針對現有的含有相變材料的促進劑需要預處理得油水乳液而不能直接用于水合物的生成，且存在水合物生成速率較慢、儲氣量低等缺點，而提供一種復合相變材料、固態水合物促進藥劑及制備方法和提高固態水合物法儲運氣體能力的方法，該復合相變材料不需要在制備水合物前預處理成油水乳液，而可以直接添加至水合物的生成體系中，不僅如此，該復合相變材料能夠在水合物的生成應用中不僅可以提高固態水合物的生成速率，還可以提高儲氣量。

為了實現上述目的，本發明一方面提供一種復合相變材料，該復合相變材料含有相變材料、多孔基體和固體分散劑，所述相變材料和固體分散劑負載在該多孔基體上。