能够提高水合物稳定性的组合物和基于固态水合物储运的方法技术

本发明专利技术涉及气体安全储运技术领域，公开了一种能够提高水合物稳定性的组合物和基于固态水合物储运的方法，该组合物含有水合物促进剂和支撑材料；其中，所述支撑材料中分布有泡孔，所述支撑材料的抗压强度为1

【技术实现步骤摘要】
能够提高水合物稳定性的组合物和基于固态水合物储运的方法


[0001]本专利技术气体安全储运
，具体地，涉及一种能够提高水合物稳定性的组合物和基于固态水合物储运的方法。

技术介绍

[0002]固态水合物储运天然气技术因存在诸多的优点，例如具有相对较高的储气量；相对安全可靠的非爆炸特性的储存过程等而作为新兴的替代储气技术，受到本行业的广泛研究。现阶段，研究的焦点主要在提高水合物的生成速率和储气量方面，而对水合物的储运乃至分解阶段研究较少，而对同时提高水合物的生成速率和储气量并且还能降低水合物的分解以满足储运要求的水合物的促进剂的报道更是少之又少。
[0003]而实际上，水合物在反应器中流转至储运单元时，往往需要在大气压且在水合物的低温自保护条件下，将水合物从反应器中转移，在此过程中，往往有部分的水合物分解，造成气体的浪费。不仅如此，现有的储运过程中大都利用水合物的自保护效应在低温下进行储存，但现有技术中水合物在储运过程中因结构不稳定，使得水合物分解速率较快。这种情况下，一般采取两种措施：释放一部分储存的天然气来保证常压储运，但是，会造成天然气的浪费；或者，采用能够耐压的储运装置进行储运，这样，提高了对储运设备的要求，增加了储运的成本。
[0004]中国学者陈俊在专利技术专利申请CN201910777510.2《一种抑制水合物分解的方法及水合物储运方法》中公开了一种抑制水合物分解的方法及水合物储运方法，包括以下步骤：待水合物形成后，在水合物表面覆盖添加水合物促进剂，所述水合物促进剂包括四氢呋喃或环己烷中的至少一种，所述方法还包括向所述水合物表面覆盖添加熔点较低的物质，所述熔点较低是指熔点在(0-20)℃间，所述熔点较低的物质包括正十四烷，从而抑制水合物后期分解。经验证，经过12-13小时的分解，最终水合物分解百分率控制在12.4％-23.9％之间。可见，该法对水合物分解速率的抑制效果有限，且该法对长时间储运条件下水合物的分解情况并未研究。
[0005]因此，如何在保证固态水合物具有较高储气量的优势的同时，进一步降低水合物在自保护条件下的分解速率，更进一步降低水合物在自保护条件下的分解量，提高水合物的气体回收率，以满足常规的储运要求，是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了克服现有技术中对固态水合物分解抑制效果有限，不能满足长时的常压储运要求的技术问题，而提供一种能够提高水合物稳定性的组合物和基于固态水合物储运的方法，该能够提高水合物稳定性的组合物能够提高水合物在低温自保护条件下的稳定性，减少气体的浪费和对储运设备的承压要求，还能提高水合物的气体回收率。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种能够提高水合物稳定性的组合物，该
组合物含有水合物促进剂和支撑材料；其中，所述支撑材料中分布有泡孔，所述支撑材料的抗压强度为1-8MPa，泡孔平均直径为100-150μm，比表面积为500-1000m2/g，密度为0.05-0.4g/cm3。
[0008]本专利技术另一方面提供一种基于固态水合物法储运和利用天然气的方法，该方法包括水合物生产工序、水合物储运工序和气体释放工序，其中：
[0009](1)水合物生产工序通过将前文所述的能够提高水合物稳定性的组合物分散于含水相中，在水合物生成条件下，将气体与分散有所述能够提高水合物稳定性的组合物的含水体系接触，得水合物，其中，在接触前，所述组合物中至少部分相变材料凝固呈固态；
[0010](2)水合物储运工序通过在水合物的自保护条件下，将水合物生产工序生成的水合物进行储运；
[0011](3)气体释放工序通过在水合物分解的条件下使经水合物储运工序的水合物分解，释放出其中的气体。
[0012]本专利技术提供的能够提高水合物稳定性的组合物将水合物促进剂与支撑材料耦合，水合物促进剂能够促进水合物的形成，提高水合物生成速率，还能够提高储气量，而支撑材料具有较大的比表面积，较小的密度，一方面，生成的水合物一部分能够存储于支撑材料的表面孔洞中，提高了水合物的稳定性，能够促进水合物的生成；另一方面，在接近大气压力下的低温自保护条件下，支撑材料起到支撑作用，能够降低水合物颗粒表面在重力作用下的分布不均、变薄或破损，从而提高水合物颗粒的机械稳定性，抑制水合物的分解，降低水合物在接近大气压力下的低温自保护条件下的分解速率和分解量，减少气体的浪费和对储运设备的承压要求，还能提高水合物的气体回收率。
[0013]以实施例2为例，在储运温度243.15K，储运压力为0.5MPa的情况下，应用该能够提高水合物稳定性的组合物，在模拟储运18h后对水合物进行分解进行气体回收，此时，水合物分解后气体的回收率能高达95％，因此，本专利技术的能够提高水合物稳定性的组合物能够提高水合物在低温自保护条件下的稳定性，提高水合物分解后的气体回收率，减少气体的浪费和对储运设备的承压要求。本专利技术的基于固态水合物法储运和利用天然气的方法能够减少气体的浪费和对储运设备的承压要求，还能提高水合物的气体回收率。
具体实施方式
[0014]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0015]本专利技术一方面提供一种能够提高水合物稳定性的组合物，该组合物含有水合物促进剂和支撑材料；其中，所述支撑材料中分布有泡孔，所述支撑材料的抗压强度为1-8MPa，泡孔平均直径为100-150μm，比表面积为500-1000m2/g，密度为0.05-0.4g/cm3。
[0016]优选地，该组合物中水合物促进剂和支撑材料的质量比为1：(10-500)，例如可以为1：10；1：50；1：100；1：150；1：200；1：300；1：400；1：500，或者为1与10至500之间的任意值或任意两数区间，优选地，该组合物中水合物促进剂和支撑材料的质量比为1：(50-400)，进一步优选地，质量比为1：(100-200)。
[0017]在本专利技术中，所述支撑材料的抗压强度优选为1-8MPa，优选为1.5-6MPa，进一步优选为2-4MPa；泡孔平均直径范围为50-200μm，优选为100-150μm；比表面积范围为500-1000m2/g，优选为600-900m2/g；密度范围优选为0.05-0.4g/cm3，优选为0.05-0.3g/cm3，进一步优选为0.1-0.2g/cm3。
[0018]在本专利技术中，支撑材料的作用为：支撑材料具有较大的比表面积，较小的密度，一方面，生成的水合物一部分能够存储于支撑材料的表面孔洞中，提高了水合物的稳定性，促进水合物的生成；另一方面，在接近大气压力下的低温自保护条件下，支撑材料起到支撑作用，能够降低水合物颗粒表面在重力作用下的分布不均、变薄或破损，从而提高水合物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能够提高水合物稳定性的组合物，其特征在于，该组合物含有水合物促进剂和支撑材料；其中，所述支撑材料中分布有泡孔，所述支撑材料的抗压强度为1-8MPa，泡孔平均直径为50-200μm，比表面积为500-1000m2/g，密度为0.05-0.4g/cm3。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，该组合物中水合物促进剂和支撑材料的质量比为1：(10-500)。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述支撑材料为泡沫活性炭、泡沫树脂和泡沫硅橡胶中的至少一种。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的组合物，其中，该组合物中还含有复合相变材料；其中，所述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。5.根据权利要求4所述的组合物，其中，该组合物中水合物促进剂、复合相变材料和支撑材料的质量比为1：(0.1-10)：(10-500)。6.根据权利要求4或5所述的组合物，其中，所述复合相变材料中相变材料、多孔基体和固体分散剂的质量比为1：(1-10)：(0.01-0.1)。7.根据权利要求4-6中任意一项所述的组合物，其中，所述相变材料为含有2～4个碳原子烷基的二元醇聚合物；优选为聚乙二醇、聚丙二醇和聚丁二醇中的至少一种；进一步优选聚乙二醇、聚丙二醇和聚丁二醇的重均分子量各自为200～1000。8.根据权利要求4-7中任意一项所述的组合物，其中，所述多孔基体的孔径为1-10nm，比表面积为100-1000m2/g；优选所述多孔基体为膨胀石墨、纳米石墨、碳纳米管、石墨烯、有序介孔分子筛和金属有机骨架材料中的至少一种；优选所述固体分散剂选自凹凸棒土、膨润土和滑石粉中的至少一种。9.根据权利要求1-8中任意一项所述的组合物，其中，该组合物还含有辅助剂；优选水合物促进剂与辅助剂的质量比为1：(0.001-0.01)；进一步优选辅助剂为生物表面活性剂；更进一步优选辅助剂为鼠李糖脂类生物表面活性剂。10.根据权利要求1-9中任意一项所述的组合物，其中，所述水合物促进剂为热力学水合物促进剂和/或动力学水合物促进剂；优选所述水合物促进剂由热力学水合物促进剂和动力学水合物促进剂组成；进一步优选热力学水合物促进剂和动力学水合物促进剂的质量比为(3-4)：1；再进一步优选所述热力学水合物促进剂为甲基环戊烷、甲基环己烷、叔丁基甲基醚、四丁基溴化铵和四丁基氯化铵中的至少一种；所述动力学水合物促进剂为氨基酸型动力学水合物促进剂，优选为亮氨酸、组氨酸、色氨酸、精氨酸、谷氨酸中的至少一种。11.一种基于固态水合物储运的方法，其特征在于，该方法包括水合物生产工序、水合物储运...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫柯乐，肖安山，王倩，胡绪尧，吕程，张红星，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，
类型：发明
国别省市：