CN101549867A - 一种促进二氧化碳水合物生成的添加剂溶液 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种促进二氧化碳水合物生成的添加剂溶液，其组成按重量百分比为十二烷基硫酸钠(SDS)0.2～0.5％、四氢呋喃(THF)4～10％、余量为水；其在二氧化碳水合物形成过程中的使用方法包括如下步骤：即首先进行添加剂溶液的配置；向反应釜中加入所配置的添加剂溶液；后向反应釜中通二氧化碳，并控制反应釜的压力2～4MPa，温度0～5℃进行反应，至反应釜内气体压力不再下降，即二氧化碳水合物合成结束。本发明的促进二氧化碳水合物生成的添加剂溶液，在二氧化碳水合物合成过程中其使用的浓度低，方法简单适用、操作方便、造价低，不会对环境造成污染。

Description

一种促进二氧化碳水合物生成的添加剂溶液

技术领域

本发明涉及一种促进二氧化碳气体水合物生成的添加剂溶液。

背景技术

我国CO₂排放的形势极为严峻，是位于美国之后的世界第二大CO₂排放国。因此，采取有效措施控制CO₂的排放对于应对全球变暖、减缓“温室效应”的加剧有着十分重要的意义。近年来，利用气体水合物方法来回收和储存CO₂技术受到国际学者的关注。

二氧化碳水合物(CO₂·nH₂O)是CO₂和水在一定的温度、压力条件下生成的非化学计量结构笼型化合物。气体水合物的生成是复杂的气液固多相传热传质过程，如何提高水合物的生成速率和储气密度、缩短诱导时间是高效储存CO₂气体的关键。

在反应体系中添加合适的表面活性剂可以有效改善气水体系的的表面张力，加速传热传质过程，促进水合物的生成。二氧化碳水合物对表面活性剂有一定的选择性。研究者发现添加四氢呋喃(THF)可以降低水合物形成的相平衡条件，四丁基溴化铵(TBAB)用作从CO₂-N₂体系中分离CO₂气体的添加剂时，也可以降低水合物的形成条件。

本发明提出了一种促进二氧化碳水合物生成的添加剂溶液可以有效地促进二氧化碳水合物的生成。

发明内容

本发明是针对现有气体水合物制备技术中存在诱导时间长，生长速度缓慢的不足，提出了一种促进二氧化碳气体水合物生成的添加剂水溶液。

本发明的技术原理

十二烷基硫酸钠(SDS)是一种人工合成的，溶解于水时具有阴离子性质的表面活性剂。表面活性剂溶于水后，由于其吸附作用能显著降低表面张力，改变体系界面状态，从而产生增溶、润湿、乳化、起泡等作用。已有研究发现在天然气水合物生成体系中加入添加剂SDS能够缩短诱导时间，加快其生成速率。

四氢呋喃(THF)是水溶性聚合物，可以和水在任意浓度下生成II型气体水合物，而且只占据水合物晶格中的大型空穴。在水合物生成体系中，加入适量的添加剂THF，可以降低水合物的相平衡压力。

本发明的技术方案

一种促进二氧化碳水合物生成的添加剂溶液，其组成按重量百分比计算如下：

十二烷基硫酸钠(SDS)           0.2～0.5％

四氢呋喃(THE)                 4～10％

水                            余量

一种促进二氧化碳水合物生成的添加剂溶液，其在二氧化碳水合物生成过程中的使用方法包括如下步骤：

(1)、促进二氧化碳水合物生成的添加剂溶液的配置

取按重量百分比组成为：十二烷基硫酸钠(SDS)0.2～0.5％，四氢呋喃(THF)4～10％，其余为水，在常温常压下配成混合组分的添加剂混合液；

(2)、促进二氧化碳水合物生成的添加剂溶液的使用

向反应釜中加入步骤(1)所配置的添加剂溶液；后向反应釜中通二氧化碳，并控制反应釜的压力2～4Mpa，温度0～5℃进行二氧化碳水合物合成反应，至反应釜内气体压力不再下降，即二氧化碳水合物合成结束。

本发明的技术效果

本发明的促进二氧化碳水合物生成的添加剂溶液，对促进二氧化碳水合物生成的效果非常明显，主要表现在水合物的快速反应阶段，压力急剧下降，反应釜内残留气体的压力非常接近设定温度所对应的水合物相平衡压力，气体压降幅度比纯水体系的气体压降提高了200～235％。系统中的气体反应充分，生成的二氧化碳水合物量多而密实。

本发明的促进二氧化碳水合物生成的添加剂溶液在二氧化碳水合物合成过程中的应用，其使用的浓度低，适用于一切能够满足二氧化碳水合物生长所需的温度、压力条件，并且在二氧化碳水合物合成过程中避免了机械搅拌所需的能耗。且利用此添加剂溶液进行二氧化碳水合物合成，方法简单适用、操作方便、造价低，不会对环境造成污染。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进一步进行阐述，但并不限制本发明。

实施例1

取按重量百分比组成为：十二烷基硫酸钠(SDS)0.2％，四氢呋喃(THF)4％，其余为水，在常温常压下配成混合组分的添加剂混合液；向700ml容积的反应釜中加入200ml混合液，后向反应釜中通二氧化碳，控制反应釜的压力2.7Mpa，温度0.5℃，进行恒容反应800min至釜内气体压力趋于稳定，即二氧化碳水合物合成结束，反应系统中的气体压降比相同条件下不加添加剂的纯水体系中的气体压降提高了200％。

实施例2

取按重量百分比组成为：十二烷基硫酸钠(SDS)0.3％，四氢呋喃(THF)8％，其余为水，在常温常压下配成混合组分的添加剂混合液；向700ml容积的反应釜中加入200ml混合液，后向反应釜中通二氧化碳，控制反应釜的压力3Mpa，温度0.5℃，进行恒容反应600min至釜内气体压力趋于稳定，即二氧化碳水合物合成结束，反应系统中的气体压降比相同条件下不加添加剂的纯水体系中的气体压降提高了226％。

实施例3

取按重量百分比组成为：十二烷基硫酸钠(SDS)0.5％，四氢呋喃(THF)10％，其余为水，在常温常压下配成混合组分的添加剂混合液；向700ml容积的反应釜中加入200ml混合液，后向反应釜中通二氧化碳，控制反应釜的压力3Mpa，温度0.5℃，进行恒容反应500min至釜内气体压力趋于稳定，即二氧化碳水合物合成结束，反应系统中的气体压降比相同条件下不加添加剂的纯水体系中的气体压降提高了235％。

结果表明，在恒容反应过程中(即在密闭反应釜中测量水合物形成过程中气体压力和温度等随时间的变化)，相同反应条件下，纯水中二氧化碳水合物的生成速度非常缓慢，总的气体消耗量也很少；而通过添加本发明的混合添加剂对促进二氧化碳水合物生成的效果非常明显，系统中的气体反应充分，生成的二氧化碳水合物量多而密实。反应系统中的气体压降比相同条件下不加添加剂的纯水体系中的气体压降提高了200～235％。

以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1、一种促进二氧化碳水合物生成的添加剂溶液，其组成按重量百分比计算如下：

十二烷基硫酸钠(SDS)            0.2～0.5％

四氢呋喃(THF)                  4～10％

水                             余量

2、如权利要求1所述的促进二氧化碳水合物生成的添加剂溶液，其在二氧化碳水合物生成过程中的使用方法包括如下步骤：

(1)、促进二氧化碳水合物生成的添加剂溶液的配置

取按重量百分比组成为：十二烷基硫酸钠(SDS)0.2～0.5％，四氢呋喃(THF)4～10％，其余为水，在常温常压下配成混合组分的添加剂混合液；

(2)、促进二氧化碳水合物生成的添加剂溶液的使用

向反应釜中加入步骤(1)所配置的添加剂溶液；后向反应釜中通二氧化碳，并控制反应釜的压力2～4Mpa，温度0～5℃进行二氧化碳水合物合成反应，至反应釜内气体压力不再下降，即二氧化碳水合物合成结束。