天然气水合物的生产储运技术及现状_张琦
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天然气水合物开发现状及其环境问题最新【精品】范文参考文献专业论文天然气水合物开发现状及其环境问题天然气水合物开发现状及其环境问题摘要:当今世界经济整体都在迅猛发展,随之而来的就是能源紧张以至于枯竭的地步,寻求高效清洁的新能源成为世界各国普遍追求的目标,进而天然气水合物就进入人们的主要关注目标。
天然气水合物是目前世界上没有开发的可利用程度较高的潜在能源,其储藏量相当于全世界汽油和天然气资源的总和。
天然气水合物在全球范围内分布广而储藏量又巨大,本身具有极大的开发前景,被认为是二十一世纪最理想的替代能源。
无可置疑,天然气水合物是一种蕴含巨大价值的潜在能源,虽然天然气水合物的开发处于探索阶段,但是对这种新型能源的研究和开发具有相当大的意义。
关键词:天然气水合物开发现状环境问题有关专家分析判定天然气水合物的形成是由于海洋板块之间的活动造成的。
海洋板块之间相互运动,深海天然气随着板块的裂缝涌上来。
在深海的高压的作用,温度相对较低的海水与之间产生化学反应,进一步形成天然气水合物,也就是所谓的甲烷水合物。
但是由于开发天然气水合物的技术还不是很成熟,在开发的过程中会对环境产生一系列不良的影响,例如全球大气变暖、破坏的海洋生态平衡的和造成海底滑坡等环境问题。
一、对天然气水合物的基本情况天然气水合物的可利用程度较高,而且是清洁新能源,因此,受到各国科学家的普遍关注,对于地球上的天然气水合物的储存也在量一直在讨论之中。
早期科学家们根据天然气水合物形成所需要的条件,进一步来推断天然气水合物储存量,得出的结论就是天然气水合物储存量是全球石化以及天然气资源量的2倍,而且绝大多数分布在海洋之中。
近年来在全球范围内实施海洋探索计划,有关研究者对天然气水合物储存量重新做了评估,评估表明,最新估算的储存量比早期的结论减少了将近一半。
尽管是这样,天然气水合物的储存量还是很丰富的。
资料表明,目前全球范围内的天然气水合物保守估计的储最新【精品】范文参考文献专业论文存量与油气资源的总储量基本一样,由此可知,天然气水合物的储存量是令人惊喜的,在未来的能源结构中天然气水合物将占据很大的比例,成为能源主要的来源。
天然气水合物开发的现状与前景展望天然气水合物是一种新兴的能源,被认为是未来能源的主要来源之一。
它是水与天然气分子在高压、低温条件下结合形成的一种物质。
随着石油、天然气等传统能源储量的逐渐枯竭,天然气水合物的开发成为了全球范围内的热门话题。
现在,让我们来了解一下天然气水合物开发的现状和前景。
一、天然气水合物开发的现状天然气水合物作为一种新兴的能源,其开发及利用技术还不够成熟。
目前,全球已确认的天然气水合物储量超过2000亿立方米,而中国拥有的天然气水合物储量更是高达14000亿立方米。
尽管找到了大量的天然气水合物储量,但发展水合物开采技术依然是一个长期的过程。
目前,有关天然气水合物开发的研究主要集中在三个方面:一是开采技术方面,二是运输和储存方面,三是利用技术方面。
在开采技术方面,天然气水合物的开采需要的高压、低温条件给水合物挖掘带来了很大的挑战。
也因此,目前开采技术比较笨拙,成本较高。
但随着技术的不断发展,相信完善的开采技术会降低开采成本,提高生产效率。
在运输和储存方面,为了避免水合物在运输或储存过程中发生变形和解离,需在加压和降温条件下储存和运输。
这也会增加成本。
在利用技术方面,天然气水合物的甲烷含量高,是一种优质的燃料,其燃烧产生的二氧化碳排放量明显少于燃煤燃气等传统燃料。
但是,由于天然气水合物开采技术不成熟,需全方位储存和运输,这也给利用带来了巨大的困难。
二、天然气水合物开发的前景展望天然气水合物开发在全球石油资源日益枯竭的背景下备受关注。
其广阔的开采空间与巨大的储量让人们对其前景充满期待。
首先,天然气水合物的开采效益可想而知。
目前,天然气水合物是人类已知的最大的未被利用的天然气储存库,开采天然气水合物将给全球的能源供应带来巨大的促进作用,解决能源短缺的问题。
而且,天然气水合物的燃烧是无害的,不会对环境造成威胁,符合环保产业发展的要求。
这都为天然气水合物的发展、推广与应用提供了广泛的空间。
天然气水合物开采技术的发展现状天然气水合物是一种高效利用燃料资源的新兴能源,它的开采技术在我国已有一定的历史。
目前,随着相关技术的不断发展和完善,我国的天然气水合物开采技术也在不断提升,未来的前景十分广阔。
天然气水合物的地质特点天然气水合物是在海洋深处和极地底部的低温高压条件下形成的,通常位于水深500~1000米、海底温度0~10°C的层位。
其形成方式类似于冰结晶,由甲烷、水和少量的其他气体(如二氧化碳、氦、氢等)在适宜的压力和温度下形成晶体状结构。
与天然气和石油相比,天然气水合物的资源规模非常庞大。
据估计,全球天然气水合物储量约为290万亿立方米,相当于传统地下天然气储量的数十倍。
可见,天然气水合物是未来燃料产业的发展方向之一。
国内天然气水合物的开采状况我国的天然气水合物开采工作始于20世纪90年代,主要集中在爱国者海盆、珠江口盆地和南海等地区。
随着国内外相关技术的进步,我国在天然气水合物的开采和利用方面取得了不少进展。
目前,我国已经掌握了一系列天然气水合物的开采技术,包括水平井开采、大规模试采、加热法开采、自然漏气开采等。
其中,水平井开采是一种较为成熟的技术,已经成功应用于我国三江盆地和珠江口盆地的实施试验中。
在实际开采过程中,相应的生产设备也得到了不断的改进和完善。
例如,开采船的设计和制造、海底管线的布设和连接、气液分离和储存设备等,都得到了不断的提升和改善。
未来天然气水合物开采技术的发展趋势随着全球能源需求的不断增长,未来天然气水合物的开采将会成为燃料产业的发展方向之一。
在此过程中,我国需加快技术研究和开发,积极探索更有效、更安全的开采技术。
一方面,我国可以进一步完善水平井的开采技术,并深入研究其他开采方法的适用性及可行性。
另一方面,也可以加强配套技术和设备的研发和生产,优化开采流程,提高生产效率和安全性。
未来还有一个重要趋势是实现天然气水合物的太空开采。
由于天然气水合物储量广大而位置分散,因此在上层海洋的开采不太现实。
天然气水合物的研究现状一、引言天然气水合物(气烟团结物)是一种在海洋和极地等寒冷条件下形成的天然气与水分子结合形成的固态物质,被誉为“能源界的黑马”。
天然气水合物有着巨大的储量和潜力,在能源领域具有广泛的应用前景。
二、天然气水合物的形成机理天然气水合物的形成主要是由于天然气在寒冷的海底和土壤中长期存在而形成。
气体分子在寒冷的环境中容易与水分子形成水合物,形成水合物后,则使水合物的晶体结构发生变化,形成具有网络结构的天然气水合物。
三、天然气水合物的储量与分布天然气水合物被认为是未来能源开发的重要方向之一,其储量巨大,被称为气体领域的“碳水化合物”。
据国际能源署评估,全球天然气水合物资源量可达455万亿立方米,相当于标准煤200年的储量。
目前,天然气水合物的主要分布地区在北极、南极、北太平洋和印度洋等区域。
四、天然气水合物的开采技术天然气水合物的开采技术目前还相对不成熟。
目前主要采取的方法是钻井开采,通过钻井、注水、注气等方法将天然气水合物从海底或土壤中开采出来。
五、天然气水合物的应用前景目前天然气水合物的应用前景十分广泛,包括替代煤、替代油、替代石油天然气、替代核能等方面。
此外,天然气水合物还可以用于制氢。
天然气水合物有着巨大的储量和潜力,在未来的能源市场上将具有重要的地位。
六、结语天然气水合物的研究和开发对于我国的能源安全和国民经济发展具有重要的战略意义。
为了推动天然气水合物的开发,中国政府正在积极制定相关政策,为天然气水合物的研究和开发提供支持和保障。
未来天然气水合物必将成为我国能源领域的重要战略资产。
天然气水合物资源开发现状及最新进展摘要:天然气水合物是20世纪发现的一种新型后备能源,被喻为21世纪石油天然气的理想替代资源,是目前地球上尚未开发的最大未知能源库。
本文介绍了天然气水合物的开发历程、资源状况、现有的开发技术方法与发展趋势,同时也总结了天然气水合物开发领域取得最新成果和认识。
最后得出天然气水合物的研究方向,并建议广泛的参与国际合作。
关键词:开发天然气水合物资源现状开发技术最新进展一、天然气水合物开发历程天然气水合物是以甲烷CH4为主的气态烃类物质(含少量CO2、H2S等非烃分子)充填或被束缚在笼状水分子结构中形成的冰晶状化合物,是在高压、低温条件下形成的。
它是继煤、石油和天然气等能源之后的一种潜在的新型能源,广泛存在于沟盆体系、陆坡体系、边缘海盆陆缘和北极地区的永久冻土区。
20世纪60年代初,前苏联借助地球物理方法首次在西伯利亚永冻层中发现了天然气水合物,随后美、加在加拉斯加北坡、马更些三角洲冻土带相继发现了大规模的水合物矿藏。
70年代初英国地调所科学家在美国东海岸大陆边缘所进行的地震探测中发现了“似海底反射层”(Bottom Similating Reflector,英文称BSR)。
紧接着于1974年又在深海钻探岩芯中获取天然气水合物样品并释放出大量甲烷,证实了“似海底反射”与天然气水含物有关。
70年代和80年代,深海钻探计划(DSI)和大洋钻探计划(ODP)陆续实施,在全球多处海底发现了天然气水合物,大规模的国际合作相继开展,天然气水合物研究以及综合普查勘探工作进人全面发展阶段。
1991年美国能源部组织召开“美国国家天然气水合物学术讨论会”。
1995年冬ODP64航次在大西洋西部布莱克海台组织了专门的天然气水合物调查,打了一系列深海钻孔,首次证明天然气水会物广泛分布,肯定其具有商业开发的价值。
同时指出天然气水会物矿层之下的游离气也具有经济意义。
如今,新技术、新方法的大量应用使天然气水合物的研究朝着更全面、更精深的方向发展。
天然气水合物开采技术的发展状况和前景展望近年来,天然气水合物作为一种新型能源被广泛关注,其具有丰富的储量、高能量密度、清洁环保等优点。
天然气水合物以冰蜡状的形式存在于海洋和陆地沉积物中,开采技术具有极高的难度,但随着技术的不断进步,天然气水合物的开采已经不再是梦想,逐渐成为现实。
本文将就天然气水合物开采技术的发展现状、技术趋势以及未来展望进行探讨。
一、天然气水合物开采技术现状天然气水合物的开采技术可分为三种:地面开采、水下开采和深水开采。
1.地面开采地面开采主要是通过地下冷却技术,即在水合物层埋入一定的冷却管,在管外侧的温度逐渐降低至水合物热稳定范围时,水合物变形破裂,并在管内进一步形成为气态烃类,然后抽采其中的天然气。
这种开采方法的缺点是成本高、效益低,而且只能在浅层沉积物中使用,且对于海洋环境的影响较大,因而应用范围较小。
2.水下开采水下开采就是在水下减压下将水合物瓦斯导出,然后通过管道将其转移至生产平台。
通过对水合物沉积层的大规模直接采集,可以大大降低水合物瓦斯的开采成本,具有生产效益较高的优点。
水下开采技术已经得到了部分钻探勘探和采掘实验的证明,但是在实际应用中还面临许多挑战,如开采难度大、生产线路长、设备易受环境影响等问题。
3.深水开采深水开采是一种较为新的开采方式,利用下潜作业器械直接在水合物层中挖掘,然后将物料同步导向生产平台或采集站,其优点经济性好、开采效率高。
这种技术虽然目前还没有达到生产实际的阶段,但是未来前景十分广阔。
二、天然气水合物开采技术趋势1.海洋平台目前,天然气水合物储量大部分存储于海洋平台,因此开采技术的发展趋势也将向海洋平台发展。
传统的天然气水合物开采技术有许多限制,而海洋平台也面临着许多挑战,需要通过合理设计,创新优化,提高技术效率。
2.温度适应性天然气水合物开采技术需要具有一定的温度适用性,因为海洋深度不同受到地心引力不同的作用,不同深度所面临的海底温度也不一样。
天然气水合物调查和研究现状引言天然气水合物是一种在高压、低温条件下形成的结晶体,由天然气分子和水分子组成。
它具有高含气量、高燃烧效率和丰富的资源潜力,被视为未来能源领域的重要替代品。
本文将对天然气水合物的调查和研究现状进行综述,包括其形成、开采技术、环境影响以及前景展望。
1. 形成机制天然气水合物的形成需要同时具备一定的压力和温度条件。
在海底的沉积物中,天然气与水结合形成水合物晶体,这是因为海底的高压和低温环境满足了水合物形成的条件。
此外,天然气水合物也存在于极地地区的冻土层中。
2. 开采技术目前天然气水合物的开采技术还处于初级阶段,但已经取得了一定的进展。
目前常用的开采方法包括压力释放法和化学添加剂法。
压力释放法是通过减小水合物所处的压力,使其解离释放天然气。
化学添加剂法则是通过添加特定的化学物质,改变水合物的稳定性,使其解离释放天然气。
这些开采技术还存在一些问题,如高成本、环境影响等,需要进一步研究和改进。
3. 环境影响天然气水合物的开采对环境可能会造成一定影响。
首先,开采过程中可能会产生大量的废水和废气,对水质和大气造成污染。
其次,开采后的地下空洞可能会引起地质灾害,如地面塌陷。
此外,天然气的燃烧也会产生二氧化碳等温室气体,对气候变化产生影响。
因此,在开采天然气水合物的同时,应该注重环境保护和可持续发展。
4. 前景展望天然气水合物作为一种新型的天然气资源,具有广阔的应用前景。
首先,天然气水合物具有高含气量,可以成为天然气的重要替代品。
其次,天然气水合物的资源量丰富,可以提供长期的能源供应。
此外,天然气水合物的开采技术还有待进一步完善和发展,未来可能会有更成熟的技术应用于实际生产中。
综上所述,天然气水合物具有巨大的发展潜力,对能源领域和环境保护具有重要意义。
结论天然气水合物是一种具有巨大潜力的能源资源,其调查和研究在不断进行中。
我们需要进一步拓展对于天然气水合物形成机制的了解,改进开采技术以提高生产效率,并注重环境影响的控制和可持续发展。
天然气水合物的研究现状与开发前景天然气水合物是一种重要的天然气资源,具有高能量密度和环保特性,是未来能源发展的重要方向之一。
目前,全世界普遍关注天然气水合物的研究与开发,离开了天然气水合物的开发,未来的能源供给将面临巨大的风险。
天然气水合物是一种化学物质,在超低温和高压的环境下,天然气分子与水分子形成了稳定的结晶体,形成了天然气水合物。
天然气水合物是一种混合物,含有约90%的甲烷和其他的烷烃和少量的氮气和二氧化碳等气体。
目前,全球的天然气水合物资源储量估计为1.3×10¹⁶ m³,相当于常规天然气资源储量的数倍,其中海洋天然气水合物资源占主要部分,可能存在于全球各大洋的海洋沉积物中。
而除了海洋天然气水合物外,陆地上也存在天然气水合物,如中国黑龙江省松花江地区的恒山东、华阳等,逾350个天然气水合物钻井点。
天然气水合物的开采利用并不容易,需要克服很多技术难题。
但近年来,全球的天然气水合物研究成果大幅增加,相关技术也得到了极大的发展。
目前,国内外都对天然气水合物的研究开展了大量的工作,积累了大量的经验和数据。
以下是天然气水合物的研究现状与开发前景分析:一、天然气水合物的研究现状1.开采技术的研究目前,开采利用天然气水合物的主要技术包括采出法、渗滤法、溶解提取法、熔化提取法、热水蒸汽驱替法、水力喷射法、微生物转化法等,同时,水平井、多相流、气水分离等技术也是研究重点。
2.天然气水合物的开发实验国内外的研究机构通过实验室和大规模开发试验对天然气水合物开发和操作进行了验证。
目前,日本在深海天然气水合物的研究和开发技术方面处于世界领先,但由于技术难度和安全性等问题,目前全球尚无商业化建设。
国内目前正在进行陆地天然气水合物勘探,储量巨大,但开发技术尚不成熟。
3.天然气水合物的数值模拟通过数值模拟,可以更好地了解天然气水合物的特性、分布规律和开采模式等。
目前,国内外已经开展了许多天然气水合物数值模拟研究,但模拟结果存在不确定性,需要结合实验和现场数据进行校准。
天然气水合物开发研究进展与挑战天然气水合物作为一种全新的清洁能源,具有能量密度高、体积小、无污染、资源丰富等优点,被誉为“未来之能源”。
然而,天然气水合物的开发与利用面临着一系列的挑战和问题。
本文将对天然气水合物开发研究的现状和未来发展进行探讨。
一、天然气水合物的特点和资源潜力天然气水合物是由天然气分子和水分子在一定温度和压力条件下结合形成的冰样物质,是一种新型的天然气储量形式。
其储存条件严苛,需要在恒温恒压和适宜温度范围内储存。
天然气水合物具有能量密度高、体积小、无污染、资源丰富等优点,其中最重要的是储量巨大,被认为是世界上未来最重要的能源之一。
据估计,全球天然气水合物资源量达到10000万亿立方米以上,是天然气储量的100倍以上。
其中,日本、韩国、中国、印度等国家的天然气水合物资源潜力最大,处于全球领先地位。
同时,由于天然气水合物的储量大、分布广、资源开发潜力巨大,因此被认为是未来能源发展的一大潜在方向。
二、国内外天然气水合物开发的研究现状目前,国内外开发天然气水合物的研究已取得了一定的进展。
在国内,我国自2002年开始开展天然气水合物研究,目前已在南海完成了多次勘探和试采,该领域国内企业也取得了一定的技术积累。
在国外,日本、韩国、美国、俄罗斯等国家的天然气水合物开发研究也取得了一定的进展。
目前,国内外天然气水合物开发的技术主要包括钻探技术、提取技术、贮存技术、运输技术和利用技术等方面。
其中,提取技术是目前天然气水合物开发中的核心问题,其主要包括压缩蒸汽蒸馏法、水合物消融法、高压水法、溶解气体增压法、气体泡沫增压法等多种技术。
三、天然气水合物开发面临的挑战和问题然而,天然气水合物的开发与利用也面临着一系列的挑战和问题。
首先,天然气水合物开采过程复杂,技术难度大,目前尚未完全掌握开采技术。
其次,天然气水合物的开发和利用需要高昂的投入成本,需要大规模的工程建设和设备投入。
此外,天然气水合物开发和利用也存在一定的环境和安全风险。
天然气水合物的生产储运技术及现状张 琦(中海油研究总院) 摘 要 天然气水合物(NGH)储量巨大,是新世纪的一种重要能源,研究NGH的开发、运输储存和利用具有极其重要的意义。
介绍了NGH技术现状概况、生产工艺、储存和运输方法,并对NGH与液化天然气(LNG)技术进行了对比分析,认为与其他天然气储运技术相比,天然气水合物是一种高效、经济和安全储运方式。
并对其应用前景进行了展望。
关键词 水合物 天然气 生产 储运 现状中图分类号:TE8 文献标志码:A DOI:10.3969/j.issn.1007-3426.2013.03.012Natural gas hydrate storage and transportation technology andits development statusZhang Qi(CNOOC Research Institute,Beijing100027,China)Abstract:At present,natural gas hydrate(NGH)considered to be a potential unconventionalgas resource.It is meaningful to study the natural gas hydrate exploitation and various new tech-nologies such as the storage of natural gas in the form of hydrates.This paper summarizes the de-velopment status of hydrate technologies all over the world,such as formation process,storageand transportation methods of NGH.Then the compare of natural gas transportation ways be-tween in the form of NGH and LNG(liquefied natural gas)was made.The results indicated thatthe NGH is one of the high efficient,economical and safe storage and transportation methods.Fi-nally,the utilization of NGH in future is expected.Key words:hydrate,natural gas,formation,storage and transportation,development status 19世纪初,人类已经知道在自然界中存在着气体水合物。
到20世纪30年代,在输送天然气过程中人类发现气体水合物会堵塞管道。
60年代,在西伯利亚梅索哈气田发现了天然状态存在的气体水合物。
到70年代,人们认识到气体水合物不仅存在于两极的陆区,还存在于大陆外缘的深海沉积[1]。
越来越多的证据证实天然气水合物(Natural gas hy-drate,简称NGH)是浅地圈的重要组分,是一种潜在的能量资源。
天然气水合物的体积远远小于天然气的体积,1m3的水合物所携带的天然气量在标态下通常达150~170m3[2]。
因此在一定条件下可以利用水合物进行大规模的储运。
目前,天然气水合物的储运技术仍处于试验研究阶段[3-5],一直以来集中在利用气体水合物将气体转换成固体,然后输送162 第42卷 第3期 CHEMICAL ENGINEERING OF OIL &GAS* 作者简介:张琦(1965-),女,1987年毕业于中国石油大学(华东),学士学位,高级工程师,现在中海油研究总院主要从事油气处理工艺方面的研究和设计工作。
地址:(100027)北京东城区东直门外小街6号海洋石油大厦1006室。
电话:010-84522746。
E-mail:zhangqi3@cnooc.com.cn至市场,作为一个低成本方案处理那些缺少天然气运输设施或销售渠道地区的伴生气。
前苏联、美国、挪威的一些专家和学者进行了天然气的制备及大规模的储运技术研究,发表了许多文章和专利[6-7]。
日本三井工程和造船公司开发的一种储藏天然气的方法即是将天然气与水分子形成天然气水合物。
与其它技术相比,如液化天然气(Liquefied nat-ural gas,简称LNG),水合物转化工艺简单,生产成本较低,不需要复杂的加工过程或要求很苛刻的压力和温度条件。
水合物转化技术可以是小规模的,制成标准尺寸的,尤其适合于近海伴生气输送。
因此对水合物生产工艺、储存及运输方法的研究对于天然气的综合利用具有重要意义。
1 NGH的生产工艺过程从气井、伴生气田及常规油气加工过程中生产的天然气流经过一系列连续搅拌反应器,在5~9MPa压力和10~15℃的温度条件下与水发生反应并转化为水合物。
水合物可被加工成干燥态或一种可用泵抽取的浆状物。
在一个大反应器中制造水合物时,长时间储存水合物和防止储存过程中气体生成等问题都已经得到解决,反应和生产过程的数据都已经获得,用于整个加工过程的设备设计也已初露端倪。
与用管线或LNG技术输送天然气相比,水合物输送天然气仅需较少资本和操作成本,其简易性和灵活性促使水合物技术值得进一步研究和发展。
从1996年~2000年,BG组织提供资金致力于运用水合物处理缺乏天然气输送设施或销售渠道地区的伴生气。
为了增进对水合物生产过程的了解和提高材料的稳定性,专家学者们作了大量的实验。
目前NGH的生产、储运及再气化技术尚处于试验研究阶段,并提出了三种工艺方法,其中,英国气体公司研究开发的工艺方法有两种。
一种是生产干水合物,然后装到与LNG运输船相似的轮船中运送,到达目的地之后,在船上进行再气化,分离出来的游离水留在船上用作返航时的压舱水。
干水合物的生产过程是将天然气和水在压力6~9MPa、温度10~15℃的反应容器内进行搅拌,使之充分接触后逐渐生成天然气水合物。
然后进入三相分离器,使水合物浆与游离水和未反应的天然气分离。
分离出来的水和气返回到反应容器循环使用,水合物浆则进入筛分器和旋流分离器进行二次脱水,使其稠化到水和NGH的质量比接近于1∶1。
最后,将已稠化的水合物浆送入离心分离机内再次脱水,制成干水合物。
采用该工艺过程制作干水合物需要进行三次脱水,其生产成本较高,同时干水合物的装船作业也存在一定的技术难度。
另一种工艺方法是将经过两次脱水后稠度为1∶1的水合物浆泵送入双壳运输船上的隔热密封舱进行运送,该舱压力为1MPa,温度为2~3℃。
这种水合物浆再气化时可以得到约为原体积75倍的天然气。
但由于运输能力的有效利用率仅为前一种工艺方法的一半左右,因而其运送成本明显增加。
第三种工艺方法是挪威阿克尔工程公司研究的工艺方法。
该方法是将制成的干水合物与已经冷冻到-10℃的原油充分混合,形成悬浮于原油中的NGH油浆液,然后在接近于常压的条件下由泵送入绝热的油轮隔舱或绝热性能良好、运距较短的输油管道中,输送到接受终端后在三相分离器内升温,分离为原油、天然气和水。
据报道,从油浆液中释放出来的天然气约为油浆液体积的100倍,其经济效果也与英国气体公司的工艺方法相近。
这三种生产工艺基本上都具有工艺要求不高和操作简便的特点,尤其是后两种方法,由于可以通过管道输送,因此更值得关注。
结合我国天然气生产的具体情况,不仅位于近海的分散小型油气田可以使用上述方法运送伴生气或天然气,同时处于边远地区的分散小型陆上油气田也可以在上述方法的基础上加以利用,从而提高天然气分散资源的有效利用率。
2 NGH的储存目前,天然气水合物的储运技术仍处于试验研究阶段。
早期多数研究人员认为,为了防止天然气水合物分解成气和水,通常要在高压和深冷条件下储存。
实验研究表明,如果水合物样品暴露在常温下长达几分钟,某些气体就会释出,因此应最大限度地避免将水合物暴露在常温下,在冷藏室内处理水合物将有利于实验室试验。
天然气水合物对短期暴露在常温下比长期暴露在深冻期的空气中更敏感。
储存在空气中时水合物比天然气更不稳定,这仅仅是因为分解的驱动力将更大些。
在凝固温度和大气压下储存天然气水合物的实验研究表明[7-8]:天然气水合物在0~20℃温度和2~6MPa的压力下于搅拌容器中形成,这种水合物可被冷冻和储存在-5℃、-10℃、-18℃的冷库中达10天。
天然气水合物在大气压下保持冻结时仍然是稳定的。
天然气水合物也可在高压和较高的气温下储存[2],而不是在零下温度和大气压下储存。
例如,天然气水合物可在高压下制成,然后在压力为2~5MPa的管线中储存和运输,用装入管线的小型运货车运输。
或者储存压力为大气压,储存温度不接近平衡状态的温度(-32℃),而是大约为-15℃。
在这种较高的温度下,天然气水合物将处于分解成气体和水的温度压力区域。
然而,天然气水合物要熔化还需要很多热能,如果储存在隔热好的罐中,它将不容易分解成气体、水或冰,这种水合物将保持亚稳态,直到外部加热。
3 NGH的运输NGH是将液态水和天然气合并形成的。
对大部分工业企业来说,天然气水合物对管道运输有害并伴有较大的安全隐患。
因此,工厂要求谨慎警戒,确保不会生成水合物。
但另一方面,在500m以下的海床和冰冻层中发现有大量的气体水合物。
如果适当开发,气体水合物将成为未来的30年里的主要能源。
对于天然气运输,将水合物浆冷却至2℃左右,其在低压下就很稳定[9],分解很慢,故水合物可在简易的绝热货舱中储存运输至终端,然后用水控制水合物浆的温度,再次气化后用于发电站发电或适当干燥后另作它用。
NGH在压力大于5MPa,温度2~16℃条件下能够很好地由混合气和水生成。
乙烷越多,生成条件越易。
在水合物生成液态水和天然气的相界曲线图上,生成条件则必须是在平衡曲线的高压低温侧。
水、水合物和各种气体的热力学性质和相包线图已经被很好地研究和讨论过。
NGH的密度较小,约为950kg/m3,1m3水合物中包含约0.85m3的水和160m3天然气。
在生成水合物的过程中,生成过程放热为410kJ/kg,这部分热必须被转移走以保持反应器中的常温条件,也可用于使水合物再次气化。
天然气水合物中天然气含量是很诱人的,与压缩天然气中的200Sm3/m3或LNG中637Sm3/m3相比,考虑到水合物浆能够在接近常温和常压条件下稳定储存,故这种方法更容易,更能安全保存,相对来说成本也就更低一些。
4 LNG与NGH储运技术对比4.1 生产环节NGH可以在2~6MPa、0~20℃下制备,技术难度较低。