NaCl-SDS复合溶液中多组分瓦斯水合物成核动力学机理

张强^1,2,3，吴强^1,3，张保勇^1,2,3，高霞^1,3，刘传海^1,3，于长财⁴

1. 黑龙江科技大学安全工程学院2. 青岛海洋地质研究所4. 龙煤集团鸡西矿务局梨树矿

摘 要：利用瓦斯水合高压实验装置,在不同浓度氯化钠（NaCl）与十二烷基硫酸钠（SDS）复合体系中开展瓦斯水合物成核动力学实验,研究NaCl-SDS复合溶液中多组分瓦斯水合物生成诱导时间,初步探讨其成核动力学机理。结果表明:多组分瓦斯水合物形成诱导时间随瓦斯中C3H8浓度的升高而缩短,添加NaCl可促进瓦斯水合物成核过程,随NaCl质量分数在0.5%³.5%范围内升高瓦斯水合物形成诱导时间逐渐减小,3种多组分瓦斯在NaCl-SDS复合体系中较SDS体系诱导时间最大分别缩短22,43,53 min。结合Sloan成核成簇机理分析发现多组分瓦斯中CH4与C3H8协同成核,较单组分气体成核过程简化,NaCl能够促进瓦斯水合物前驱体形成,增强水分子间氢键强度,强化SDS增溶作用,缩短瓦斯水合物形成诱导期。

关键词：多组分瓦斯气;成核过程;诱导时间;NaCl-SDS复合溶液;