气体水合物科学与技术

第1章引言

1.1气体水合物研究历史简介

1.2气体水合物研究的现实意义

第2章气体水合物的晶体结构与基本性质

2.1气体水合物的晶体结构

2.1.1氢键

2.1.2冰的品格结构

2.1.3水合物的晶体结构特征

2.2客体分子对晶体结构的影响

2.3水合物结构测定技术

2.3.1Raman光谱

2.3.2NMR波谱法

2.3.3X射线多晶衍射

2.4水合物结构研究进展

2.4.1水合物结构受压力影响的相关研究

2.4.2二元体系中水合物结构的研究

2.5水合物的基本性质

参考文献

第3章气体水合物相平衡热力学

3.1经典vanderWaals-P1atteeuw型水合物热力学模型

3.1.1vanderWaals-P1atteeuw模型(1959)

3.1.2vanderWaals-P1atteeuw模型的改进

3.2Chen-Guo水合物模型

3.2.1局部稳定性和准均匀占据理论

3.2.2水合物生成过程的动力学机理

3.2.3基本热力学模型

3.2.4多元气体水合物生成条件的预测

3.2.5基础水合物的特征化处理

3.2.6H型水合物的热力学模型

3.3多元-多相复杂体系中水合物热力学生成条件

3.3.1不含抑制剂的体系

3.3.2含极性抑制剂的体系

3.3.3含电解质(盐)体系

3.3.4计算结果

3.4多孔介质内水合物热力学生成条件

3.4.1C1arke和Bishnoi模型

3.4.2Klauda和Sandler模型

3.5含水合物多相平衡组成的模型预测

3.5.1气-液-液-水合物四相闪蒸计算模型

3.5.2气-水合物两相闪蒸计算模型

参考文献

第4章气体水合物生成动力学

4.1水合物的成核动力学

4.1.1成核概念

4.1.2成核的微观机理

4.1.3成核过程推动力关联式

4.1.4成核诱导期测量与关联

4.1.5水合物成核动力学的发展方向

4.2水合物生长动力学

4.2.1水合物晶体生长形态

4.2.2宏观生长动力学

4.2.3界面水合物生长动力学

4.2.4水合物生长动力学的悬浮气泡研究法

4.3水合物生成过程强化方法

4.3.1喷雾

4.3.2鼓泡

4.3.3表面活性剂

参考文献

第5章气体水合物分解动力学

5.1引言

5.2冰点以上水合物的分解动力学特征

5.2.1加热分解动力学

5.2.2降压分解动力学特征

5.3冰点以上水合物分解动力学机理及数学模型

5.3.1分解机理

5.3.2数学模型

5.4冰点以下水合物的分解动力学特征

5.4.1纯水体系中CH4水合物分解动力学特征

5.4.2含SDS体系CH4水合物分解动力学特征

5.4.3含活性炭体系中甲烷水合物分解动力学特征

5.4.4不同体系中CH4水合物分解动力学特征比较

5.4.5乙烯水合物分解动力学特征

5.5冰点以下水合物的分解机理及数学模型

5.5.1水合物分解后的微观结构

5.5.2分解机理

5.5.3冰点以下水合物分解数学模型

参考文献

第6章油气输送管线水合物防控技术

6.1传统热力学抑制方法

6.1.1脱水技术

6.1.2管线加热技术

6.1.3降压控制

6.1.4添加热力学抑制剂

6.2新型动力学控制方法

6.2.1动力学抑制剂(KHI)

6.2.2防聚剂(AA)

6.3现场油气田应用

6.3.1KHI

6.3.2AA

参考文献

第7章水合物法储运气体技术

7.1不同天然气储运方式的对比

7.1.1管道运输

7.1.2LNG储运

7.1.3CNG储运

7.1.4ANG储运

7.1.5NGH储运

7.1.6其它储运技术

7.2NGH技术经济性分析

7.3NGH生成过程强化方法

7.3.1静态纯水体系中水合物生成状况

7.3.2水合物生成过程的机械强化

7.3.3水合物生成过程的物理化学强化

7.4NGH储运工艺

7.4.1NGH生产工艺

7.4.2水合物的储存及运输工艺

参考文献

第8章水合法分离气体混合物技术

8.1水合分离气体混合物技术研发进展

8.2水合分离技术的潜在应用领域

8.3水合分离气体混合物的模拟研究

8.3.1水合分离含氢气体混合物

8.3.2水合法分离C1、C2关键组分

8.4水合法分离气体混合物的几个典型概念流程

8.4.1水合法分离高压加氢装置循环氢

8.4.2水合法分离催化裂化干气

8.4.3水合分离方法与深冷分离流程耦合改造传统乙烯分离流程

8.5水合分离技术的研发与应用前景展望

参考文献

第9章天然气水合物资源分布特征

9.1天然气水合物成藏模式

9.1.1海洋水合物成藏模式

9.1.2我国南海潜在水合物成藏模式

9.2全球天然气水合物的储量

9.3全球天然气水合物资源的分布及其特征

9.3.1天然气水合物资源的分布地点

9.3.2天然气水合物的分布特征

9.4我国的水合物资源

9.4.1海洋水合物资源

9.4.2天然冻土带水合物资源

参考文献

第10章天然气水合物资源的勘探和开发技术

10.1天然气水合物地球物理探测技术

10.1.1地震反演技术

10.1.2测井法

10.2地球化学探测技术

10.2.1与天然气水合物相关的气体特征

10.2.2天然气水合物地层孔隙水的地球化学特征

10.3保真取芯技术

10.4天然气水合物资源开发的机理和方法

10.4.1热激法

10.4.2降压法

10.4.3注入抑制剂法

10.4.4其它方法

10.4.5天然气水合物开采方案

参考文献

第11章气体水合物和气候环境

11.1天然气水合物的稳定性与分解

11.2天然气水合物的环境效应

11.2.1天然气水合物与全球气候变化

11.2.2天然气水合物与海底地质灾害

11.2.3天然气水合物与海洋生态环境

11.3水合物技术应用于环境保护

参考文献

附录

附录Ⅰ单组分体系的水合物生成条件数据

附录Ⅱ混合体系水合物生成条件数据

附录Ⅲ水合物在抑制剂和促进剂作用下的生成条件数据

参考文献

　　本书是一部全面介绍气体水合物的著作，本书内容包括水合物的结构和基本物性、水合物相平衡热力学及生成/分解动力学、油气输送管线水合物防控技术、水合物固态储存和运输天然气技术、水合物法分离气体混合物技术、地层天然气水合物的分布规律、天然气水合物资源的勘探开发方法、天然气水合物和气候环境间的关系等。本书在侧重介绍作者所在课题组近年来取得的成果的同时，对国内外的进展也进行了较全面的介绍，它可以作为气体水合物的入门书，也可以作为从事气体水合物科学技术研究的科技人员的参考书。　　本书系统介绍了水合物的结构和基本物性、水合物相平衡热力学及生成/分解动力学、油气输送管线水合物控制技术、水合物固态储存和运输天然气技术、水合物法分离混合物技术、地层天然气水合物的分布规律、天然气水合物勘探开发方法、天然气水合物和气候环境间的关系等。本书在侧重介绍作者所在课题组近年来取得的成果的同时，对国内外的进展也进行了较全面的介绍。　　本书可以作为气体水合物的入门书，也可以作为从事气体水合物科学技术研究的科技人员的参考书。