[发明专利]一种复配型气体水合物生成促进剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及气体水合物，特指一种复配型气体水合物生成促进剂及其制备方法，其通过物理和化学的协同作用减少水合物的生成诱导时间，提高水合物的生成速率。

背景技术

气体水合物是一种由水分子和气体分子在低温高压条件下形成的一种非化学计量的笼形化合物，如何高效快速生成气体水合物是包括天然气水合物储运技术，气体连续分离技术等在内的一系列水合物应用技术的基础；当前，促进水合物生成的方法主要包括化学强化和物理强化二种，化学强化主要是通过向气体水合物生成反应液中添加化学添加剂来实现，其主要包括以降低气液界面间的张力为基础的动力学促进剂和以改变气体水合物生成的热力学条件为基础的热力学促进剂；而机械强化则主要包括搅拌，鼓泡喷淋三种形式。相较于前者，后者的运行费用及一次性投资皆较大，因此，前者普遍被认为是解决气体水合物技术工业化应用的最理想的手段。

文献“张庆东，李玉星，王武昌. 化学添加剂对水合物生成和储气的影响[J]. 石油与天然气化工，2014,43(2):146-151”通过实验研究了四氢呋喃及十二烷基硫酸钠对气体水合物生成的影响，结果表明，后者对水合物的生成促进效果明显，而前者的效果较差，但二者复配条件下的效果最为显著；文献“徐小军，李工，王树立.表面活性离子液体的合成及其在促进CO₂水合物生成中的应用[J].石油化工，2014,43(3):304-309.提出采用离子液体促进剂来加快气体水合物的生成，但其效果并不十分理想；专利“四氢噻吩作为水合物促进剂的应用”（公开（公告）号CN103466547A）提出了采用四氢噻吩作为水合物生成促进剂，其的加入改变了水合物生成的热力学条件下，使得临界温度得到了提高；上述当前所研究的促进剂虽然能够在一定成度上促进气体水合物的生成，但其促进效率依然有待提高，且大部分促进剂在使用过程中存在用量大，回收难，二次污染等问题。

中国专利201410169852.3公开了一种气体水合物生成促进剂提出了一种采用纳米活性炭与烷基二苯醚二磺酸盐复配作为气体水合物的生成促进剂取得了较好的效果，但该促进剂在使用中易聚沉；因此，亟需寻找到一种体系稳定、可回收且促进效果好的水合物生成促进剂。

发明内容

本发明的目的是针对水合物生成促进剂研究过中所遇到的回收难，二次污染，气体转化效率低等问题，而提出了一种从水合物生成的传热传质二方面来促进气体水合物生成的复配型水合物生成促进剂。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案。本发明所提供的水合物生成促进剂是由纳米分散颗粒与双子型表面活性剂溶于水中形成的混合溶液；其中纳米分散颗粒为纳米石墨烯颗粒，纳米石墨烯颗粒的纯度（质量分数）为99%，细度分布在20~60nm之间，双子表面活性剂则采用二亚甲基-1,2-双（十二烷基二甲基溴化铵）-C_12-2-12 2Br^-1；以混合溶液为总量计算，所配置的混合溶液中纳米石墨烯颗粒的浓度控制在0.08%~1.2%之间；双子表面活性剂的浓度则控制在0.03%~0.1%之间，余量为水。

所述的水为蒸馏水。

本发明的技术原理主要是采用纳米石墨烯作为促进气体水合物生成的主要成分，而二亚甲基-1,2-双（十二烷基二甲基溴化铵）-C_12-2-12 2Br^-1作为保持溶液悬浮特性稳定的分散剂，此外，该物质的添加还能够降低气液间的表面张力，起到了双重效果；与中国专利201410169852.3相比，其选用了热导率更高的纳米石墨烯，且选用了二亚甲基-1,2-双（十二烷基二甲基溴化铵）-C_12-2-12 2Br^-1作为稳定分散剂 并明确了其稳定性较佳的制取参数。