表面活性剂对瓦斯水合物生成诱导时间影响

表面活性剂影响煤体瓦斯吸附解吸性能的实验研究杨春虎1,姚 建2,田冬梅3,康怀宇2(1.山西省乡宁县台头煤矿,山西乡宁042103;2.华北科技学院安全工程学院,北京101610;3.北京科技大学土木与环境工程学院,北京100083)摘 要:在新鲜煤壁瓦斯涌出强度大的问题上,根据表面活性剂的润湿性、分散性、稳定性以及考察目的,选择十二烷基苯磺酸钠与洗涤灵按2 1的比例配制了实验试剂,提出了利用表面活性剂降低瓦斯涌出强度的技术方案,并在实验室做了颗粒煤对瓦斯的吸附与解吸实验。

实验结果表明:颗粒煤经过喷洒十二烷基苯磺酸钠和洗涤灵配制的表面活性剂溶液后,表面活性剂溶液能够很好地渗透煤体,使煤样润湿程度增加,堵塞了瓦斯的运移通道;活性剂溶液渗透到煤体孔隙内部,对煤体起到了降温的作用,低温有利于瓦斯吸附,抑制吸附瓦斯转化为游离瓦斯,瓦斯涌出强度会降低10%~40%左右,从这两方面达到降低瓦斯涌出强度、避免瓦斯超限的目的。

关键词:吸附;解吸;表面活性剂中图分类号:TD714+.4 文献标识码:A 文章编号:1003-496X(2009)05-0004-05Experi m ent al Study on Infl u ence of Surfactant on Gas Adsor ption and D esorption P erfor m ance of C oalYANG Chun-hu1,YAO Ji an2,T I AN D ong-m e i3,KANG H uai-yu2(1.T aitou CoalM ine,N ingx iang042103,China;2.Saf ety E n g ineer i ng C olle ge,N orth China Institute of Science andT echno logy,B eijing101601,Chi na;3.C i v il and E nvironm ent Engineering School,Universit y of Science and T echnologyB eij i ng,Beij i ng100083,China)Abstrac t:A na l ysis o f research papers i n t he occurrence o f co al gas,gas em issi on l aw s on the bas i s of surfactan t-re l a ted t heory,the use o f surfactants to reduce gas e m issi on i ntensity of t he techn ical precept In preli m i nary w ork,in accordance w it h t he w etti ng sur f ac tant,decentra lized,stab ility and i nspection purposes,t he cho ice o f LA S and de tergent acco rd i ng to the rati o o f2:1prepa ra tion o f the experi m enta l agent.By the use o f selected s u rfactant,i n the l abo ra tory to do the particles o f co al to gas adso rpti on and desorpti on ex peri m ent.The results sho w ed tha t:A fter spray i ng partic l es o f co al and detergent LA S preparati on of t he surfactant so l ution,the gas e m i ssi on i ntensity w ill be reduced10percent to40percent.Through ana lysis tha t the surfactant can be a good soluti on to infiltrate coa,l coa l-we tti ng to i ncrease t he degree to p l ug a gas m i gration channels;acti ve agen t so l uti on to the i n filtrati on of coal w ithin t he pores of the coa l p l ayed a ro le i n cooli ng down,Is conduc i ve t o low-te m pera t ure gas adsorp tion,i nh i b iti ng absorpti on of free gas i nto t he gas fro m t hese t w o areas to reduce gas e m i ssi on i ntensity,t he purpose o f avo i ding t he gas g aug e.K ey word s:adsorp tion;deso rpti on;s u rfactant实际采掘过程表明,将煤从煤壁采落的一段时间内(一般0~20m i n)是采掘工作面瓦斯超限和瓦斯爆炸的高发时期。

添加表面活性剂注水对煤体解吸瓦斯的影响分析陈绍杰;金龙哲;陈学习;孙成坤【摘要】利用自制的吸附-注水-解吸实验装置，开展了注纯水和注添加复配的表面活性剂溶液对吸附平衡煤样瓦斯解吸规律的影响实验。

研究结果表明：在相同解吸时间内，注纯水煤样的瓦斯解吸量比注表面活性剂溶液煤样的瓦斯解吸量大；随着注水压力的升高及添加表面活性剂注水，压力水能够进入煤体的更细微孔隙，水分对瓦斯的封堵作用更明显，煤样瓦斯解吸量均减小；添加表面活性剂可大幅度降低水的表面张力，提高煤体的润湿效果，对煤体解吸瓦斯影响显著。

%With the self-designed adsorption and water infusion and desorption device, the experiments of the influence of water infusion upon gas desorption of coal samples were done by injecting the pure water and the water added with surfactant solution. The results showed that the gas desorption amount of coal sample injected with the pure water was larger than that of coal sample injected with the water added with surfactant solution in the same desorption time. With the increase of water infusion pressure and the addition of surfactant solution into the water, the pressure water can enter the smaller pores of coal, the moisture played a more remarkable blocking role to the gas and the gas desorption amount of coal samples decreased. Adding surfactant solution into water can greatly reduce the surface tension of pure water and improve the wetting effect of coal body, so the water infusion by adding surfactant solution has obvious effect on gas desorption of coal.【期刊名称】《矿业安全与环保》【年(卷),期】2013(000)006【总页数】3页(P12-14)【关键词】表面活性剂;煤层注水;瓦斯解吸;表面张力【作者】陈绍杰;金龙哲;陈学习;孙成坤【作者单位】北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083; 华北科技学院安全工程学院，河北三河101601;北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083;华北科技学院安全工程学院，河北三河101601;中国矿业大学北京资源与安全工程学院，北京100083【正文语种】中文【中图分类】TD712煤层注水是治理煤矿瓦斯灾害的一种有效措施，在我国煤矿取得了较为广泛的应用［1-3］。

第23卷第2期重庆科技学院学报（自然科学版）2021年4月CO2水合物生成及流动特性研究进展李乐1陈小康2李青岭3朱倩谊1（1.江苏城乡建设职业学院公用事业学院，江苏常州213147；2-陕西延长中煤榆林能源化工有限公司，陕西榆林719000；3-中国石油山东销售分公司，济南250000）摘要:在深海油气田开发中，水合物堵塞会严重制约管输的效率及安全性。

基于CO2水合物，系统地综述了水合物生成动力学中诱导期的概念。

水合物从生成、流动到堵塞的整个过程中经历了多个阶段，其间流动参数不断发生变化;在不同的流动体系中，水合物的堵塞机理存在差异，其真实规律未得到统一认识o总结了现阶段水合物流动特性研究的不足，以及未来重点研究的方向。

关键词:水合物；生成动力学；流动特性；堵塞特性中图分类号:TE832文献标识码:A文章编号：1673-1980（2021）02-0021-08随着水合物应用技术的不断推广和天然气水合物的持续开采,ch4和CO2水合物的生成及其特性成了当前的研究热点’CO2水合物浆液是一种新型的两相蓄冷介质，其蓄冷密度大、相变温度适宜,具有良好的流动特性，适用于蓄冷系统载冷剂。

水合物在0R以上温度环境中可以稳定存在，其潜热输送密度为水密度的2~4倍,显示出较好的应用前景[1-4]o C\水合物俗称“可燃冰”，污染小，是世界上最咼（的清洁能源之一。

CH4和CO2既有共性，也有差异。

当ch、co2水合物处于低压环境时，其结构均为s型，光谱性能、机械性能、热力学性能一致，且其浆液具有牛顿流体的特点,密度小于水。

但在相同的温度条件下，与CO2相比,CH分子进入主体水分子所需的压力较高，在水相中的溶解度较低。

研究CO2水合物的生成及其堵塞特性，对于海底CO2封存技术和水合物应用技术具有指导性意义'1水合物的结构及性质1.1基本结构笼形水合物是在低温高压条件下形成的似冰状络合物（见图1）'这些笼形水合物的主体晶格由水分，水分形的体分，空腔都足够大，至少可以容纳一个客体分子[5'6]O 水合物的结构分为I、％、H型3种（见表1），其稳定性体分的种及其环境的度、压力条件’I型水合物的晶胞属于体心立方结构，％型水合物的晶胞属于面心立方结构,H型水合物的晶胞属于简单六方结构°I水合由 2和6大，共包含46个水分子，其理想表达式为8M-46\0,通常由CH、Xe、CO2工2生0等类似分子形成[7]o %型水合物由16个小空穴和8个大空穴组成,共包含136个水分子,其理想表达式为24M-136\0,通常由丙烷（C3HQ、异丁烷（CH10）、O2和N形成[8]°H型水合物有3种不同的空穴，共包含34个水分子，其理想表达式为6M-34HO。

气体水合物形成的诱导时间及其影响因素潘云仙, 刘道平, 黄文件, 徐新亚, 周文铸(上海理工大学动力工程学院, 上海 200093)摘要: 以气体水合物形成过程中的诱导现象为基础, 辨析了诱导时间的定义,归纳和总结了诱导时间的理论确定方法和实验确定方法, 分析了水分子结构、气体组分、扰动及驱动力等因素对诱导时间的影响, 认为明确的诱导时间基本概念和作用规律将对以后研究工作的开展起到积极作用。

关键词: 气体水合物; 形成; 诱导时间目前,气水合物在商业应用前景上的研究主要体现在3 个方面[1～5]: ①防止油气输送和加工设备中形成水合物——在一些温度较低的地区和海底管道内,可能形成气水合物, 容易造成管道堵塞和破坏加工设备,因此, 抑制水合物形成的研究首先在全世界范围内掀起了热潮;②以水合物方式对天然气进行储存和运输——此方式对天然气进行储运有很多优点, 如蓄能密度大、制备技术条件简单、性能稳定、储存安全, 并可以有效地进行天然气水合物的再气化, 将固体状水合物直接转化成可使用的气态天然气, 非常经济有效, 因此, 国内外普遍认为,水合物储运技术有可能替代气体液化技术而成为未来天然气大规模储运手段之一; ③分解天然形成的水合物并从中获得能源气体——永久冻土带和深海沉积层中存在着大量的天然气水合物, 关于分解出水合物中的天然气以缓解日趋紧张的能源问题已受到人们的普遍关注。

前两项应用研究中, 诱导时间的研究起着至关重要的作用。

较长的诱导时间能使流体从产品设备传到处理设备而没有水合物产生, 可以有效解决天然气输送过程中出现的堵塞现象; 较短的诱导时间可使水合物快速形成, 进行有效的工业储存。

因此, 诱导时间是个非常重要的动力学参数, 可作为水合物形成快慢的有效判断标准之一。

在气水合物形成过程中, 它的出现和重要性已为很多学者所证实。

尽管在此方面已经进行了一些相关的研究工作, 但由于其影响因素多, 宏观表征难以区分, 因此在基本概念、理论和实验的确定标准、方法等方面没有形成统一的认识。

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红色为说明性文字。

瓦斯含量法预测突出危险新技术的试验研究*论文题目要精炼、醒目，去掉“研究”字样，一般不超过20个字。

张文冰1,2,3，周天才2,3，文天书3，赵敏敏2,3作者姓名之间用逗号隔开；如果作者单位有多个，要分别在作者名上角标记相应的1.2.3…。

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（1.中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院，北京100083；2.山东科技大学灾害预测与控制重点实验室，山东青岛266510；3.煤炭科学研究总院重庆分院，重庆400037 ）单位具体格式为：一级单位名称二级单位名称，单位所在省（直辖市）市邮编摘要：运用自制的可视化实验设备，进行了表面活性剂吐温（T40，1×10-3 mol/L、T40，2×10-3 mol/L、T40/T80（1:1），1×10-3 mol/L）在瓦斯水合过程中影响研究，结合煤层高压注水中添加表面活性剂R1-89的现场研究，分析了表面活性剂在瓦斯水合三阶段的主要作用。

认为在煤层注水阶段表面活性剂的加入降低了液体表面张力和注水压力，使注水速度加快，煤体得到均匀润湿；在水合物诱导阶段表面活性剂的胶束化增加了瓦斯气体的溶解度，促进了气体在溶液中过饱和，推动了水合物晶核生长，缩短了诱导时间；在水合物生长阶段表面活性剂胶束对溶于其中的气体分子和吸附于其周围的水分子的束缚作用，相当于降低了体系的温度，改变了水合物生成热力学条件。

摘要中一般不出现公式，去掉“本文”等第1人称字样，不出现参考文献序号。

摘要中应包括目的，方法，结果和具体的结论，中文摘要一般不少于300字。

摘要是能否被Ei检索的关键部分，所以应特别注意。

关健词：瓦斯含量；突出预测；敏感性；预测深度关键词尽量选用规范词，一般列3～6个关键词，词间加分号。

不同表面活性剂对甲烷水合物生成的影响孟汉林;郭荣波;王飞;罗生军;徐海波【摘要】To study the effects of different surfactants on methane hydrate formation,anionic sodium dodecyl sulfate (SDS),cationic dodecyltrimethylammonium-bromide (DTAB) and nonionic dodecyl alcohol ethoxylates (AEO) were used in methane hydrate formaiton.The effects of the properties of surfactants (such as critical micelle concentration) and wettability of surfactant solutions on inner face of reactor sidewall to methane hydrate formation was studied.The results showed that the promotion mechanism of DTAB and AEO to methane hydrate formation was micelle effects.For SDS,the hydrate formed initially at the gas/liquid/solid interline as porous structures,which could keep the continuous gas/liquid contact under the capillary effect.%为探究表面活性剂对于水合物生成的促进机理,文章选取了阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS),阳离子表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)和非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)进行甲烷水合物的生成实验.测试了表面活性剂的特性(如临界胶束浓度)、表面活性剂溶液在反应釜内表面的润湿性对水合物生成过程的影响,并对DTAB进行搅拌增强实验.实验结果表明:以DTAB和AEO为促进剂时,促进机理为胶束作用,水合物在反应釜底部生成;以SDS为促进剂时,水合物在气/液/固三相交界处开始生成,由于形成多孔结构的水合物,可以利用毛细作用不断的促使反应液与气体保持接触,从而使其对水合物生长的促进效果更佳.【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2017(035)003【总页数】8页(P329-336)【关键词】天然气水合物;表面活性剂;促进机理【作者】孟汉林;郭荣波;王飞;罗生军;徐海波【作者单位】中国海洋大学化学化工学院,山东青岛266000;中国科学院青岛生物能源与过程研究所,山东青岛266000;中国科学院青岛生物能源与过程研究所,山东青岛266000;山东省沼气工业生产与利用工程实验室,山东青岛266000;中国海洋大学化学化工学院,山东青岛266000【正文语种】中文【中图分类】TK6;P618.13水合物是水分子和气体分子在一定的压力和温度条件下形成的笼状晶体化合物。

2018年第37卷第2期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·517·化 工 进展二氧化碳水合物动力学促进剂研究进展孙贤，刘德俊（辽宁石油化工大学石油天然气工程学院，辽宁 抚顺 113001）摘要：利用水合物法捕获二氧化碳是当今世界的研究热点，但其应用受到了水合物的生成条件苛刻、生成速率缓慢等问题的限制，故需要利用特定促进剂来改善水合物法分离气体的性能。

本文从动力学促进剂对二氧化碳水合物生成的影响效果和促进机理两个方面的研究进展进行了分析和介绍：在影响效果方面，主要阐述了不同类型动力学促进剂对水合物生成产生不同的影响以及在高浓度时对水合物生成产生的抑制作用，并分别分析了其原因；在促进机理方面，总结了国内外各学者的研究成果，并指出现有各种关于动力学促进剂促进机理的理论存在的不足。

此外，还提出了未来关于二氧化碳水合物动力学促进剂的发展方向：一是着重研究动力学促进剂对水合物生成促进效果与其含有基团的关系；二是目前关于动力学促进剂促进水合物生成机理还没有统一定论，这可能是由于目前的研究主要集中在促进剂对水合物外部形态的改变而未探讨促进剂对水合物内部结构的改变，因此促进剂对水合物内部结构的改变上需进一步研究。

关键词：二氧化碳；水合物；动力学；机理中图分类号：TQ022.115 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）02–0517–08 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613. 2017-0987Advances in carbon dioxide hydrate kinetic additivesSUN Xian ，LIU Dejun（College of Petroleum Engineering ，Liaoning Shihua University ，Fushun 113001，Liaoning ，China ）Abstract ：It is a hot topic to capture carbon dioxide by forming hydrate. However its application islimited due to the harsh formation conditions of carbon dioxide hydrate and low yield rate of hydrate. Using additives can improve hydrate separation effect. The advances in carbon dioxide hydrate kinetic additives at home and abroad were introduced and analyzed from two aspects ，the enhancement of kinetic additives on carbon dioxide hydrate generation and the mechanism of additives promoting carbon dioxide formation. For the enhancement of kinetic additives ，the effects of different types of kinetic additives on hydrate formation and the inhibitory effect on hydrate formation at high concentrations were discussed. In terms of the mechanism of additives promoting carbon dioxide formation ，the recent research results were summarized and the shortcomings of the mechanism were pointed out. In addition ，the lack of carbon dioxide hydrate kinetic additives and the future development of future researches were also discussed. The relationship between the effect of kinetic additives on hydrate formation and its containing groups needs to be further studied; secondly ，there is no unified conclusion about the mechanism of hydrate formation by kinetic additives ，which may be due to the fact that the current study focuses on the change in the external form of the hydrate and does not explore the change in the internal structure of the hydrate ，so the effect of additives on the hydrate internal structure changes needs to be further studied.Key words ：carbon dioxide ；hydrate ；kinetic ；mechanism研究。

有机相变乳液中HCFC-141b水合物生成及稳定性周麟晨;孙志高;陆玲;王赛;李娟;李翠敏【摘要】为了促进水合物形成,在HCFC-141b、有机相变材料(正癸酸和十二醇)和水体系中添加表面活性剂Tween 80和Span 80作为乳化剂,采用高速搅拌的方法制备了有机相变材料-表面活性剂-制冷剂-水乳液体系,增大水分子与制冷剂的接触面积.实验研究了静态条件下有机相变材料和表面活性剂添加量对水合物形成的影响.研究结果表明添加乳化剂可以有效提高水合物的蓄冷量,减少水合物形成诱导时间,降低水合物生成的随机性;温度越低,水合物促进效果越好.水合物生成/分解循环实验表明,添加Tween 80的乳液体系的稳定性好,有机相变乳液提高了水合物生成/分解循环过程的稳定性.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2019(070)005【总页数】8页(P1674-1681)【关键词】水合物;表面活性剂;HCFC-141b;蓄冷;相变;乳液;稳定性;诱导时间【作者】周麟晨;孙志高;陆玲;王赛;李娟;李翠敏【作者单位】苏州科技大学环境科学与工程学院,江苏苏州215009;苏州科技大学环境科学与工程学院,江苏苏州215009;苏州科技大学环境科学与工程学院,江苏苏州215009;苏州科技大学环境科学与工程学院,江苏苏州215009;苏州科技大学环境科学与工程学院,江苏苏州215009;苏州科技大学环境科学与工程学院,江苏苏州215009【正文语种】中文【中图分类】TK02引言随着经济的发展，空调使用越来越广泛，空调负荷加剧了高峰用电负荷。

蓄冷空调能够充分利用低谷电力，实现电力的“移峰填谷”。

常用的蓄冷介质有水、冰、共晶盐和水合物等。

其中水蓄冷（蓄冷密度低）、冰蓄冷（蓄冷能耗高）、共晶盐蓄冷（易老化）都存在一些缺点，需要研究、开发新一代蓄冷技术[1]。

在常压下HCFC-141b（CH3CCl2F）能够在8.4℃与水形成Ⅱ型水合物，相变潜热为344 kJ/kg，是空调系统有前途的相变蓄冷材料[2-3]。

不同表面活性剂对甲烷水合物生成的影响甲烷水合物是一种高度压缩的天然气薄膜，其晶格中嵌入的水分子在低温和高压下形成立方晶体，并与甲烷气体紧密结合。

由于甲烷水合物具有高度的稳定性和能源密度，因此被广泛研究作为一种潜在的清洁能源。

而活性剂添加到水合物系统中，因其表面活性剂吸附作用，可能通过提高水合物的生长速度和凝聚性，从而对甲烷水合物生成产生影响。

本篇文章将介绍不同表面活性剂对甲烷水合物生成的影响。

一、正确选择表面活性剂表面活性剂是影响甲烷水合物生成的重要因素之一。

表面活性剂分为阳离子、阴离子、非离子和两性离子表面活性剂。

在水合物成核和生长阶段，表面活性剂吸附并影响水合物吸附能力和排列。

可选择德国公司米塔基（Mittal）的磺酸类表面活性剂N,N-二（2-烷基苯基）代磺酸铵（TX-100）、嵌醚磺酸类表面活性剂十二烷基苄基嵌醚硫酸钠（SDBS）和十二烷基苄基嵌醚（Triton X-100）等活性剂。

二、选择适宜的水合物晶体形成剂在形成水合物晶体时，需要添加一定量的水合物晶体形成剂。

该剂量应自行拟定，以确定一定的水合物产量和产物纯度。

将多种形成剂添加到高压、低温的水合物溶液中，可能会产生团聚作用，从而影响水合物结晶的调整和粒径的分布。

固体无机除水剂PEG-3000，外加前驱体PVP均成为一些典型的水合物晶体形成剂。

三、常见的表面活性剂对甲烷水合物的影响1、阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂在水合物的凝聚和晶体生长阶段中起到重要的作用，可通过吸附作用降低水合物表面的方法，减少其克服相互排斥各水合物形成的阻力，从而促进水合物的成长。

研究表明，阴离子表面活性剂对于水合物的凝聚具有较高的增强效果，对于水合物晶体的形态和结构影响较小。

如在温度约在8℃和30℃，压力在1 MPa和8 MPa中，选择较低浓度的十二烷基苯基亚砜（SDBS）作为表面活性剂，可以预测合成周期或合成培训时间，此外也可使抑制剂DNPG（3,4-二硝基苯酚）的作用增加，提高甲烷水合物的稳定性。

使用经验,对此我们应及时作好准备。

(5)加强采标工作。

根据我国的法令、法规及时完善有关能量计量的标准体系十分重要,并在标准化的基础上建立相应的质量保证体系。

参　考　文　献1　Attari A et al.Natural gas energy measurement.1987:4792　陈赓良.天然气的能量计量及其标准化.石油工业技术监督,2001;17(5):13　IS O/C D15112.Natural gas -Energy determination ,20004　IS O/DIS15971- 1.Natrual gas -Measurement of properties -C ombustion properties Part :1:Calorific value ,2000(收稿日期　2002-08-28　编辑　居维清) 3本研究得到国家重点基础研究发展规划项目(NO.G 2000026306)和国家自然科学基金项目(NO.50176051)的资助。

作者简介:章春笋,1974年生;1998年毕业于江苏石油化工学院热能工程专业,现在中国科学院广州能源研究所攻读硕士学位,主要从事天然气水合物及能源方面的研究。

地址:(510070)广东省广州市先烈中路81号大院。

电话:(020)87305777。

E-mail :zhangcs @不同类型表面活性剂对天然气水合物形成过程的影响3章春笋　樊栓狮　郭彦坤　郑新(中国科学院广州能源研究所) 章春笋等.不同类型表面活性剂对天然气水合物形成过程的影响.天然气工业,2003;23(1):91～95摘　要　天然气水合物是一种类似冰的笼型晶体水合物。

它的生成与压力、温度、气水接触面积以及添加剂等因素有关。

利用天然气水合物储气实验台,实验研究了不同类型的表面活性剂(包括阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂)对天然气水合物生成的影响,主要研究了它们对天然气水合物生成速度、储气密度、诱导时间以及虚拟水合数的影响。

专利名称：一种水合物生成诱导时间测量装置
专利类型：发明专利
发明人：敬加强,杨航,罗佳琪,付斌,石运亮,王海燕,张兴堂,程原招
申请号：CN202011227125.X
申请日：20201106
公开号：CN112362690A
公开日：
20210212
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开一种水合物生成诱导时间测量装置，该装置可通过温压突变和直接观察法协同确定水合物生成诱导时间，并设置了组合式反应装置，可根据实验要求同时进行多组不同工况实验。

通过采集系统及计算机可生成实时曲线，得知诱导时间。

另外，可通过高速摄像手段完整记录水合物诱导期，准确观察水合物大量生成时刻。

本发明提供的水合物生成诱导时间测量装置和方法，可克服诱导时间测量实验周期长的问题。

申请人：西南石油大学
地址：610500 四川省成都市新都区新都大道8号
国籍：CN
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瓦斯水合物形成控制因素探讨吴强李成林江传力黑龙江科技学院资源与环境工程学院摘要：瓦斯水合物是瓦斯和水分子组成的固体结晶物质,是水和以甲烷等为主的有机气体构成的。

瓦斯水合物的形成和存在有其严格的温度压力条件，并受多种因素控制。

该文利用国内外已有资料和初步实验结果，探讨在煤层中瓦斯水合物的形成模式,并通过分析指出了瓦斯水合物存在的控制因素，希望它能对实现利用瓦斯水合作用防治瓦斯事故提供一些有益的线索。

关键词：控制因素；形成模式；瓦斯；水合物1．引言1.1 气体水合物及其基本性质气体水合物是分子量较小的气体或挥发性液体在一定条件下与水相互作用形成的类似冰的笼型晶体化合物。

在自然界发现的最常见的气体水合物是天然气水合物，主要是由甲烷和水在较低温度和较高压力下形成的，一个饱和的甲烷水合物分子内，甲烷和水的克分子的比值是1:6，而在标准压力条件下它们的体积比是164:1。

1.2 瓦斯水合物防止煤与瓦斯突出机理[1]瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出对煤矿安全生产构成严重威胁，广大煤炭科技工作者一直在努力寻求简便易行、高效可靠的防治瓦斯灾害的方法。

大部分瓦斯事故都是由于揭煤或落煤时大量瓦斯瞬间涌出造成的，因此，延缓揭煤或落煤时瓦斯的集中涌出是防止此类事故的有效途径.甲烷水合物具有高密度吸收和固定甲烷等小分子气体和在分解时需要吸收热量的特性。

采用中高压注水和向水中添加有利于水合物形成的表面活性剂的方法，使煤层中的瓦斯以水合物形态存在。

当采掘工作揭露煤层时，水合状态的甲烷分解需要吸收大量的热量，破煤时这些水合物在瞬间难以融化分解而形成瓦斯风暴，就可避免煤与瓦斯突出事故的发生。

因此，研究甲烷水合物在煤层中形成机理和融化分解的影响因素，使气体水合技术实现工业化应用，将对煤矿安全生产具有重要意义。

2．瓦斯水合物形成条件瓦斯水合物的形成需要一定的条件，一般说来必需满足特点的物质条件和理化条件。

物质条件包括含有甲烷的瓦斯、能富集水合物的储存空间、能封闭气水合物的盖层；理化条件包括水合物形成必需的温度和压力条件。

表面活性剂在瓦斯水合中的作用机理
表面活性剂是一类物质，它们具有一端疏水一端亲水的分子结构，可以使水和其他液体之间的界面能够稳定。

在水和气体（如瓦斯）之间的界面处，表面活性剂能够降低表面张力，从而使气体溶解在水中的能力增强。

这种作用机理主要是由于表面活性剂分子在水和瓦斯之间形成一个疏水性层，使气体与水之间的相互作用减少。

这样，瓦斯就可以更容易地溶解在水中，并在水中形成水合物。

另一方面，表面活性剂分子中的亲水性部分能够与水分子结合，使水分子之间的相互作用增强。

这有助于维护水的结构，使得水能够更容易地与瓦斯水合。

因此，表面活性剂在水和瓦斯水合过程中起着关键作用。

另外，表面活性剂还能够降低水和瓦斯之间的界面张力，使得瓦斯更容易在水中溶解。

这与表面活性剂的分子结构有关，表面活性剂分子的疏水性部分能够与瓦斯分子结合，减少瓦斯和水之间的相互作用。

总之，表面活性剂在水和瓦斯水合过程中起着调节作用，它能够降低表面张力，增强气体溶解在水中的能力，使得水和瓦斯之间的界面更加稳定。