气体水合物科学与技术总结

总结

第1章 引言

1. 目前发现的水合物结构有3种：Ⅰ型、Ⅱ型和H型。 2. 气体水合物的研究基本方向：

基础研究、管道水合物抑制技术开发、天然气固态储存和水合法分离气体混合物等新型应用技术开发、天然气水合物资源勘探与开发、温室气体的水合物法捕集和封存。 3. 气体水合物研究的现实意义

（1） 被公认为21世纪的重要后续能源

（2） 天然气水合物和常规油气田生产密切相关（解决水合物堵塞井筒）

（3） 利用水合物独特的化学物理特征可以开发一系列高新技术造福人类（如：水合

物法淡化海水，水合物法捕集CO2，水合物法制冷等）

（4） 气体水合物还与全球环境变化密切相关（地层水合天然气的释放造成温室效应） 4. 水合物研究涉及的领域：水合物化学和水合物地球科学

水合物化学：

研究水合物的形成条件、化学组成、生成/分解动力学特征以及水合物的密度、比热容、热导率等基本物性。 水合物地球科学：

研究天然气水合物的地球化学特征、生物特征、水合物成藏得地质条件、水合物中的声速等基本物性和地球物理特征。

第2章 气体水合物的晶体结构与基本性质 1. 冰（H2O）有20余结构形式，通常书写为加后缀的罗马字母形式，如冰Ⅰ，冰Ⅱ，…等，

罗马字母后面的h和c分别表示六角和立方，如冰Ⅰh、冰Ⅰc等。其中冰Ⅰc只能在很低的温度下（-100℃）才能存在，在自然界存在的冰的形态都是六角冰

2. 水合物的稳定性主要取决于其孔穴被客体填充的百分数，被填充的百分数越大，它就越

稳定。只有当客体分子达到一定的孔穴占有率时水合物晶格才能稳定存在。

3. 客体分子与主体分子形成哪一种晶体结构主要由客体分子大小决定，另外也受客体分子

形状、温度、压力、是否有水合物促进剂等因素影响。

4. 理想状态下，1立方米水合物可以吸附176m3气体，1体积水合物分解后会释放出0.8

体积的水。

5. 客体分子溶于水形成过饱和溶液是水合物形成的必要条件，过饱和度为气体水合物反应

过程中主体分子(水)和客体分子(气体)的络合提供了物质传递的驱动力。 6. 相平衡理论

（1） 相律

自由度：我们把能够维持系统原有相数而可以独立改变的变量叫做自由度。自由度改变，相数也必然改变。

F=C-P+2 （C为组分数，P为相数）。 C=S-R-R（’S为化学物质数目，R为化学平衡反应数目，R’为独立的限制条件数目）。

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