一种基于自保护效应的水合物储运方法技术

本发明专利技术公开一种基于自保护效应的水合物储运方法，方法包括步骤：A、将天然气在低温高压条件下在水合物反应器内进行搅拌，生成浆状水合物；B、将生成的浆状水合物进行脱水处理，并加工成水合物雪球，然后将水合物雪球进行冷冻；C、将冷冻好的水合物雪球装入低温存储舱内，并保持舱内温度在253~273K；D、向舱内充入气体，使舱内压力维持在0.1~0.2Mpa，并保持舱内密封状态。本发明专利技术的储运方式可大大抑制水合物的分解速率，实现在长时间内确保水合物维持在亚稳定状态而不分解，由此实现天然气安全、高效、经济、遍历的储存和运输。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及天然气的储运
，尤其涉及一种基于自保护效应的水合物储运 方法。
技术介绍
随着科技的进步和社会的发展，天然气作为一种可改善能源结构的重要清洁能 源，对于未来经济发展和推动具有不可估量的意义和作用。常温常压下的天然气是一种气 体的状态，能量密度较低，那么如何在有限的体积安全高效地储存更多的天然气成为一项 值得研究的重要课题。 现有技术中，常用的天然气储运方式包括管道天然气（PNG)储运、液化天然气 (LNG)储运、压缩天然气（CNG)储运和吸附天然气（ANG)储运等。 其中，管道天然气储运方法资金投入大成本高；压缩天然气储运方法技术难度大、 资本投入高，且压缩天然气储运存在高压安全隐患；吸附天然气储运方法则存在吸附效率 低、解析不完全等缺点。相比之下，以水合物形式储运天然气是一种相对便利、经济和快捷 的储运方式，而且灵活性和适应性都比较好。 天然气水合物是一种在高压低温条件下生成的一种非固定晶体的笼形固态化合 物，用水合物的形式来储运天然气，具有高效、安全、节能、环保等优点，尤其适用于边远的 分散小气田的开发开采或天然气管路输送无法送达的地方，可以避免大规模投资和高技术 投入。lm 3的固态水合物可储存15(Tl80m3的天然气，具有较大的储气密度，而其气化再利 用方式则具有便捷、快速的特点，因此采用水合物技术来储运天然气是未来技术发展的一 种趋势。 在已公开的专利文献CN102371934A中提出了一种运送天然气水合物的运输车， 其采用半导体制冷器对四周加装了隔热材料的车厢进行制冷。但该文献提出的只是一种简 单的水合物储运方法，其制冷效率低，且没有有效的安全保护及耐压防护措施，同时对于大 体积车厢来说很难达到预期的降温效果，由此也难以避免水合物在储运过程中发生分解的 问题。 因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于自保护效应的水合物 储运方法，旨在解决现有的水合物储运方法容易在储运过程中发生分解的问题。 本专利技术的技术方案如下： ，其中，包括步骤： A、 将天然气在低温高压条件下在水合物反应器内进行搅拌，生成浆状水合物； B、 将生成的浆状水合物进行脱水处理，并加工成水合物雪球，然后将水合物雪球进行 冷冻； C、 将冷冻好的水合物雪球装入低温存储舱内，并保持舱内温度在253~273K ; D、 向舱内充入气体，使舱内压力维持在0. 1~0. 2Mpa，并保持舱内密封状态。 所述的基于自保护效应的水合物储运方法，其中，所述步骤A中，在水合物反应器 中加入表面活性剂。 所述的基于自保护效应的水合物储运方法，其中，所述表面活性剂为SDS、TBAB或 环戊烷。 所述的基于自保护效应的水合物储运方法，其特征在于，所述步骤B中，水合物雪 球的直径为l(T50mm。 所述的基于自保护效应的水合物储运方法，其中，所述低温存储舱的内壁采用真 空绝热板进行绝热。 所述的基于自保护效应的水合物储运方法，其中，所述真空绝热板是将绝热芯材 经抽空后封装于多层复合阻隔膜中制成。 所述的基于自保护效应的水合物储运方法，其中，所述低温存储舱内设置有排气 安全阀，当舱内压力达到额定排放压力时，通过开启所述排气安全阀进行泄压。 所述的基于自保护效应的水合物储运方法，其中，所述低温存储舱中，水化物雪球 的填充率在9(Γ95%之间，以保留一定的气相空间。 所述的基于自保护效应的水合物储运方法，其中，所述水合物反应器中设置有用 于监控反应过程中的温度的温度传感器和用于监控反应过程中的压力的压力传感器。 有益效果：本专利技术首先在低温高压条件下将天然气生成浆状水合物，然后进行脱 水处理形成水合物雪球，再将冷冻好的水合物雪球装入低温存储舱内，并保持舱内温度维 持在253~273Κ范围内，向舱内充入一定压力的气体，本专利技术的储运方式可大大抑制水合物 的分解速率，实现在长时间内确保水合物维持在亚稳定状态而不分解，由此实现天然气安 全、高效、经济、遍历的储存和运输。 【附图说明】 图1为本专利技术较佳实施例的流程图。 图2为本专利技术较佳实施例的具体流程图。 图3为本专利技术合成后的水合物在密闭体系中不同温度下的压力变化曲线的对比 图。 图4为本专利技术合成后的水合物在密闭体系中不同温度下的日分解率变化的对比 图。 图5为本专利技术的真空绝热板与普通板材在低温下导热系数随时间变化的对比图。 【具体实施方式】 本专利技术提供，为使本专利技术的目的、技术方 案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实 施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。 请参阅图1，图1为本专利技术较佳实施例的 流程图，如图所示，其包括步骤： 5101、 将天然气在低温高压条件下在水合物反应器内进行搅拌，生成浆状水合物； 5102、 将生成的浆状水合物进行脱水处理，并加工成水合物雪球，然后将水合物雪球进 行冷冻； 5103、 将冷冻好的水合物雪球装入低温存储舱内，并保持舱内温度在253~273K ; 5104、 向舱内充入气体，使舱内压力维持在0. 1~0. 2Mpa，并保持舱内密封状态。 在本实施例中，天然气首先在低温高压条件下生成浆状水合物，然后进行脱水处 理形成水合物雪球，再将冷冻好的水合物雪球装入低温存储舱内，并保持舱内（低温存储 舱，下同）温度维持在253~273K范围内，向舱内充入一定压力的气体，可大大抑制水合物的 分解速率，实现在长时间内确保水合物维持在亚稳定状态而不分解，由此实现天然气高效、 经济的储存和运输。 具体来说，首先在步骤S101中，如图2所示，利用搅拌方法在高压低温条件下 在水合物反应器100内将天然气（与水）加工成浆状水合物，另外还可在水合反应过程的 水中可添加一定浓度的表面促进剂，例如SDS、ΤΒΑΒ、环戊烷等，表面促进剂的浓度范围为 50?lOOOppm ; 其中的水合物反应器100其为具有搅拌功能的耐压反应设备，天然气在表面促进剂的 促进作用下快速生成水合物且保持较高的含气量，在水合反应过程中，水合物反应器100 控制压力为5?20MPa，控制温度为253?300K，例如控制温度为275K，压力为5MPa。 在步骤S102中，将生成的浆状水合物进行脱水处理，并加工成直径为l(T50mm范 围的水合物雪球，并采用冷冻设备将其冷却至低温，例如冷冻至268K ; 如图2所示，所述的水合物雪球是用水合物造球机200将脱水后的浆状水合物球化 而成，其中水合物雪球的直径范围为1〇~50_，控制水合物雪球直径的目的主要是增加低温 存储舱中水合物的有效堆积密度并减小水合物气化面积，控制水合物雪球体积/面积比值 (V/S)为：1 ?20。 将水合物雪球温度冷却至268K，其原因是水合物雪球(天然气水合物)在此温度下 具有最佳的自保护效应，同时对于冷冻设备的功耗要求又具有较好的经济性，但是本专利技术 并不限于将水合物雪球温度降低至268K，冷冻温度要求可以在253~273K范围内变化，但制 冷温度过低不可避免会增加压缩机运行能耗。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于自保护效应的水合物储运方法，其特征在于，包括步骤：A、将天然气在低温高压条件下在水合物反应器内进行搅拌，生成浆状水合物；B、将生成的浆状水合物进行脱水处理，并加工成水合物雪球，然后将水合物雪球进行冷冻；C、将冷冻好的水合物雪球装入低温存储舱内，并保持舱内温度在253~273K；D、向舱内充入气体，使舱内压力维持在0.1~0.2Mpa，并保持舱内密封状态。

【技术特征摘要】
1. 一种基于自保护效应的水合物储运方法，其特征在于，包括步骤： A、 将天然气在低温高压条件下在水合物反应器内进行搅拌，生成浆状水合物； B、 将生成的浆状水合物进行脱水处理，并加工成水合物雪球，然后将水合物雪球进行 冷冻； C、 将冷冻好的水合物雪球装入低温存储舱内，并保持舱内温度在253~273K ; D、 向舱内充入气体，使舱内压力维持在0. 1~0. 2Mpa，并保持舱内密封状态。2. 根据权利要求1所述的基于自保护效应的水合物储运方法，其特征在于，所述步骤A 中，在水合物反应器中加入表面活性剂。3. 根据权利要求2所述的基于自保护效应的水合物储运方法，其特征在于，所述表面 活性剂为SDS、TBAB或环戊烷。4. 根据权利要求1所述的基于自保护效应的水合物储运方法，其特征在于，所述步骤B 中，水合物雪球的直径为l(T50...

【专利技术属性】
技术研发人员：温永刚，陈秋雄，陈运文，滕云龙，樊栓狮，郎雪梅，王燕鸿，安成名，陆涵，
申请(专利权)人：深圳市燃气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44