[发明专利]复合相变材料、固态水合物促进药剂及制备方法和提高固态水合物法储运气体能力的方法

说明书

本发明涉及气体安全储运技术领域，公开了一种复合相变材料、固态水合物促进药剂及制备方法和提高固态水合物法储运气体能力的方法，该复合相变材料含有相变材料、多孔基体和固体分散剂，所述相变材料和固体分散剂负载在该多孔基体上。本发明中的复合相变材料不需要在制备水合物前预处理成油水乳液，而可以直接添加至水合物的生成体系中，不仅如此，该复合相变材料能够在水合物的生成应用中不仅可以提高固态水合物的生成速率，还可以提高储气量。

技术领域

本发明涉及气体安全储运技术领域，具体地，涉及一种复合相变材料、固态水合物促进药剂及制备方法和提高固态水合物法储运气体能力的方法。

背景技术

天然气中甲烷占大多数(90vol％)，另外含有少量的乙烷、丙烷等组成。同常规的天然气储运技术，比如液化天然气(LNG)、压缩天然气(CNG)、吸附法储运技术(ANG)等相比，新型固态水合物法(NGH)储运天然气技术具有较多的优势，比如：对水合物的生成温度、生成压力要求较低；具有相对较高的储气量；储存过程安全等。理论上1m³水能储存150～180m³的CH₄气体，但目前固体水合物法制备水合物时水合物的生成速率慢、储气量低，无法实现短时间内的规模化生产。由于水合物生成过程为放热反应，高温不利于水合物的持续生成，在水合物生成前期由于水合物生成产生的大量热无法有效移除，导致水合物生成速率较慢。

辛峰等在中国专利ZL201610015726.1《油包水乳液相变换热的气体水合物制备方法》中，公开了采用有机正构烷烃(正己烷或正庚烷)和水形成的油水乳液作为相变材料，乳液中油相的凝固点低于水的凝固点，采用冷却的方式使乳液降温，待乳液中的水部分或全部凝固成冰后，利用冰对水合物生成过程所释放的热量进行储存，从而促进水合物的生成。但该法必须保持温度在冰点以下，而冰粒形成水合物的速率较为缓慢，不利于大规模应用。

辛峰等在中国专利ZL201210570156.4《直接相变换热的气体水合物制备方法及装置》公开的方法中，首先是制取液态相变材料与水的乳液，并使之在水的凝固点之上，冷却成为含相变材料固体颗粒的浆液；随后，将制得的浆液送入水合器，与通入的小分子气体充分接触，完成水合；其中液态相变材料与水的乳液为混合物，其组成和质量百分含量如下：液态相变材料20％-60％，水35％-79.4％，非离子表面活性剂0.5％-4％，成核剂0.1％-1％，其中以C₁₄H₃₀、C₁₅H₃₂、C₁₆H₃₄或其混合物为相变材料，非离子表面活性剂为span60和tween60，成核剂为正构十八烷。该方法需要事先制取液态相变材料与水的乳液，还需要保证在不发生乳液的油水分层的情况下，将所得的乳液冷却成含相变材料固体颗粒的浆液；此时，制得的浆液才能送入水合器，与通入的小分子气体混合。该方法不能将相变材料直接添加入水合器中与气体接触，操作繁琐，且水合物生成速率不高。

由上述分析可知，现有技术使用的含有相变材料的促进剂，在生成水合物前，都需要预处理得油水乳液，并需要经过降温成冰或将不能油水分层的乳液降温为含相变材料固体颗粒的浆液，均不能在不经过预处理且在常规水合物的生成条件下与含水体系中的气体直接接触制备水合物，且还存在水合物生成速率慢、储气量低的问题。

发明内容

本发明针对现有的含有相变材料的促进剂需要预处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较慢、储气量低等缺点，而提供一种复合相变材料、固态水合物促进药剂及制备方法和提高固态水合物法储运气体能力的方法，该复合相变材料不需要在制备水合物前预处理成油水乳液，而可以直接添加至水合物的生成体系中，不仅如此，该复合相变材料能够在水合物的生成应用中不仅可以提高固态水合物的生成速率，还可以提高储气量。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种复合相变材料，该复合相变材料含有相变材料、多孔基体和固体分散剂，所述相变材料和固体分散剂负载在该多孔基体上。