图5是初始压力和温度分别为8.0 MPa和274.2K的条件下,不同浓度抗旱保水剂溶液微滴储气量和储气速率随时间的变化曲线。甲烷消耗曲线的斜率代表了整个天然气水合物形成过程中水合物的生成速率。从图中可以得出,在不同浓度的抗旱保水剂中均可短时间内生成水合物,其诱导时间很短,均在2min之内,而且在360 min内反应可以大体达到稳定。在360 min的反应时间内,高分子聚合物微滴的储气量在158.0175.0 cm3 "g之间,最大储气速率在5.158.78 cm3"gm之间,与传统的高剂量凝胶改性微滴相当。这是因为抗旱保水剂溶液微滴具有高分散性,它在水合物成核和生长过程中提供了足够的气液接触面积。从图中也可以看出在120min左右每个浓度所对应的储气量图线均开始趋于平稳,这是由于当抗旱保水剂溶液微滴开始生成水合物后,水合物膜会出现在胶质溶液微滴的表面,而随着反应时间的变长,其表面所形成的水合物膜变厚,会使甲烷与微滴越来越难接触,从而使反应变得越来越慢,直到在没有足够驱动力后曲线趋于平稳。 促进性能和浓度之间存在着相关性,如图6所示,当浓度从0.1%增加到0.3 %(质量)时,可以观察到更多的气体消耗,然而,当浓度继续增加时,气体消耗量反而减少。从图6可以明显看出,在所有抗旱保水剂体系中,含0.3 %(质量)抗旱保水剂的微滴表现出最好的甲烷储存能力。10%和20%(质量)的结冷胶改性的干水中甲烷储气量分别为156和130 cm3cm-3_ncm,而含0.3%(质量)抗旱保水剂的溶液微滴中甲烷储气量约为160 cm3"cm 3,高于胶改性干水中的甲烷储气量。由图6可以得出浓度为0.3 %(质量)的抗旱保水剂溶液微滴的储气量与浓度为0.1%, 0.2%, 0.4%,0.5%和1.0%(质量)的抗旱保水剂溶液微滴的储气量相比,分别增加了9.2%,8.2%,7.5%,10.0%和9.9 %。基于促进效率,抗旱保水剂浓度约0.3 %(质量)可能是抗旱保水剂体系中甲烷水合物形成的最佳浓度。www.xinglongchem.net |