天然气水合物储运天然气的关键技术研究

王善亮陈礼红张文博慕志龙

（长庆油田第一采气厂第五净化厂，内蒙古鄂尔多斯市乌审旗神水台017300）

摘要：随着经济社会的飞速发展，对天然气等能源的需求量不断增加，而天然气的高效储运成为人们关注的重点。近年来的研究发现，用水合物对天然气进行储运，不仅安全性高，而且所需成本较低，这种方法值得推广应用。因此，本文就天然气水合物储运天然气的关键技术展开研究，希望为我国能源产业的发展提供一定借鉴。

关键词：天然气水合物；储运；关键技术

天然气水合物，是一种在特定条件下由天然气、水结合生成的结晶体。一般来说，多呈现出白色或是浅灰色，外表看起来像是冰雪，能够燃烧。当前，利用水合物对天然气进行储运的技术还不是那么成熟，尽管其未来的应用前景极为广阔，但仍有许多关键技术需要解决。

1天然气水合物的合成

为了实现天然气水合物的合成，需要用到专门的反应器。目前，国内外用于合成的方法主要有以下三种：搅拌法、鼓泡法以及喷淋法。

鼓泡法是将天然气通过特定的孔板，形成气泡，进而得到水合物。该方法在热量传送方面有着一定的优势，但是如果所使用孔板的孔径比较小，就会在其上面生成很多的水合物，影响到气体的通过，最终降低系统的运行效率。喷淋法在使用过程中，会生成较多的热量，且难以及时的排出，进而影响到系统的运行。因此，搅拌法就得到了较为普遍的应用，它先是在专门的反应器中加装完全冷却之后的水，再将天然气从底部传入，最后使用搅拌装置进行处理，使得两者融合到一起。

实践表明，在水合物的生成过程中，晶核的形成是难度最大的，一般会受到温度、压力等因素的影响，需要设定合适的环境条件，并进行耐心的操作。

2天然气水合物的储存和运输

在一定的条件下，天然气水合物能够进行稳定的储存。因为在特定条件下，水合物只会出现表面分解，而且分解得到的水可以生成一层保护膜，起到一定的保护作用；此外，它的导热系数是非常低的，可以实现很好的自我储存。因此，除非进行加热处理，它不会进一步发生分解的。通过上述分析，我们可以将其储存在具有较强隔热性能的容器中，且无需承压。当然，压力的提升，能够进一步提高储存的可靠性。

利用不同的生产技术可以得到不同特性的天然气水合物，在运送时也就可以采取针对性的运输方法，主要分为以下三种：首先，对于干水合物来说，可使用船舶运输。到了最终目的地，可直接在船上完成气化，分离得到的水则可以留下用于压舱。考虑到干水合物的生成过程比较复杂，所花费的代价较大，且装船过程也有一定难度。其次，对于水合物浆来说，可利用双壳运输船上的隔热密封舱进行运输，这种方法的运输效率并不高，且运输成本不低。第三，可将干水合物与处理过的原油混合到一起，接着再将其传送到绝热的油轮隔舱或是绝热性能较为理想的输油管中，此方法的性价比较高。

可见，水合物的运输过程并不复杂，是比较容易实现的。但在进行运送时，需要结合天然气的特性、用户需要以及成本方面的考虑等，选用最为适合的工艺。

3天然气水合物的分解

在运输过程中，当然要尽可能的防止水合物发生分解，以避免造成太大的损失，但到了目的地后，又需要利用可靠的方法进行分解。因此，下面对水合物的分解技术进行分析：

一是，通过微波进行分解。对水合物进行分解时，需要进行一定程度的加热。而微波就是一种比较理想的加热方法，相比于其它的加热方法，其热能从内部形成，分散的更加均匀，因此有助于相关反应的稳定进行。微波的分解作用是较为明显的，可在较短的时间内实现温度的上升，进而实现水合物的迅速分解。此外，可适当的增加微波作用功率，以进一步加快水合物的分解。

二是，通过超声波进行分解。利用超声波进行分解的影响，主要源自于超声空化。它属于一种特定的物理反应，也就是液体中存在的气泡可在声场影响下产生一系列的变化。可以通过增强超声空化的方式，加快水合物的分解。在这一过程中，采用不同的超声波探头方式，会引发不一样的反应过程，实践表明，施加在两相界面上时具有最为理想的效果。

4增加水合物储气效率的有关措施

经过近些年的发展，水合物储运技术得到了越来越广泛地应用，人们就此提出了各种各样的方法来提高储气效率，比如选取更加合理的反应器，更加理想的反应条件等。当然，也可以采用添加剂、活性炭的形式来增加储气效率。

首先，可以加入添加剂。研究表明，在水合物的生成过程中加入合适的添加剂，能够有效地减少反应时间、提高储存密度。而且，使用不同种类的添加剂所造成的影响也是不同的，有些能在较高浓度下对水合物形成过程进行优化；而有些则是在较低浓度下对水合物的形成过程进行优化。

其次，可以使用活性炭。活性炭有着非常大的表面积，非常多的空隙，能够有效地增加气、水接触面，提升转化效率，进而实现储气能力的提高。通过近来的研究发现，水炭比会给储气密度带来非常大的影响，因此应在特定条件下尽可能达到最佳水炭比。

5结语

总的来说，随着对天然气等能源需求量的增加，天然气的高效储运技术成为人们研究的热点。近年来，国内外都加大了对水合物储运天然气技术的研究，该技术的安全性高，可操作性强，但在工业化的应用方面还需加大研究力度，特别是在水合物的生成、储存、运输、分解等方面还要进行更加深入的研究，随着研究的加深，这种新型储运技术必将得到更加广泛的推广。

参考文献

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[2]张萌,任远,陈炜,等.车载天然气水合物储运装置[J].当代化工,2016,45(1):179-181.

[3]魏莱,张文娟.浅析天然气地面建设储运工艺新技术[J].石化技术,2018,v.25(4):96.

作者简介：王善亮（1986.05-），男，宁夏平罗县人，当前职务：员工，学历：成人本科，研究方向:气田常见仪表的维护与保养。