[发明专利]一种磺酸基水凝胶促进甲烷水合物高效生成的方法

权利要求书

1.一种磺酸基水凝胶促进甲烷水合物高效生成的方法，其特征在于，工艺过程包括制备磺酸基水凝胶和生成甲烷水合物共两个步骤：

步骤(一)：以丙烯酰胺作疏水性单体，对苯乙烯磺酸钠作疏水性单体，在N'.亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、过硫酸铵为引发剂的条件下，进行无皂乳液聚合反应，制备得到聚(丙烯酰胺-对苯乙烯磺酸钠)水凝胶；

步骤(二)：将制得的聚(丙烯酰胺-对苯乙烯磺酸钠)水凝胶加工成微米级别的颗粒，吸取蒸馏水构建固态水体系后，在高压、低温下与甲烷气体进行水合物反应，得到甲烷水合物。

2.根据权利要求1所述的磺酸基水凝胶促进甲烷水合物高效生成的方法，其特征在于，步骤(一)的具体工艺过程为：

采用无皂乳液聚合反应方法制备磺酸基水凝胶，将对苯乙烯磺酸钠粉末置于三口烧瓶中，倒入蒸馏水溶解，将三口烧瓶放入油浴锅中，设定油浴温度并使用循环冷凝水降温保持，上端放置磁力搅拌器，保持恒定转速搅拌，使对苯乙烯磺酸钠粉末完全溶解于蒸馏水中，得到对苯乙烯磺酸钠水溶液；

在搅拌过程中，依次将丙烯酰胺和作为交联剂的N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)倒入对苯乙烯磺酸钠水溶液中，持续搅拌；

将过硫酸铵(APS)溶于蒸馏水中溶解，作为引发剂逐滴滴入三口烧瓶中，反应出现固体，取出，用蒸馏水洗涤，烘干，粉碎，得到颗粒状磺酸基水凝胶。

3.根据权利要求2所述的磺酸基水凝胶促进甲烷水合物高效生成的方法，其特征在于，步骤(二)的具体工艺过程为：

将颗粒状磺酸基水凝胶与水混合，静置，待磺酸基水凝胶充分吸收水分后，放入高压反应釜中，密封高压反应釜，将高压反应釜放入1℃的水浴中降温；

待高压反应釜温度降到设定温度且不再变化时，打开甲烷气瓶对高压反应釜进行充气，充气到设定压力后，关闭甲烷气瓶，进行甲烷水合物的生成。

4.根据权利要求2或3所述的磺酸基水凝胶促进甲烷水合物高效生成的方法，其特征在于，步骤(1)涉及的对苯乙烯磺酸钠、丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵和蒸馏水构成制备磺酸基水凝胶的聚合反应体系；油浴温度为90℃，磁力搅拌器的转速为300rpm。

5.根据权利要求4所述的磺酸基水凝胶促进甲烷水合物高效生成的方法，其特征在于，聚合反应体系中对苯乙烯磺酸钠的浓度为120g L^-1。

6.根据权利要求4所述的磺酸基水凝胶促进甲烷水合物高效生成的方法，其特征在于，聚合反应体系中丙烯酰胺的浓度为166g L^-1。

7.根据权利要求4所述的磺酸基水凝胶促进甲烷水合物高效生成的方法，其特征在于，聚合反应体系中N,N-亚甲基双丙烯酰胺的浓度为1g L^-1。

8.根据权利要求4所述的磺酸基水凝胶促进甲烷水合物高效生成的方法，其特征在于，聚合反应体系中过硫酸铵的浓度为7g L^-1。

9.根据权利要求3所述的磺酸基水凝胶促进甲烷水合物高效生成的方法，其特征在于，颗粒状磺酸基水凝胶的粒径为1000um，与水的质量比为1:120。

10.根据权利要求3所述的磺酸基水凝胶促进甲烷水合物高效生成的方法，其特征在于，高压反应釜的设定压力为7MPa。