水合物生成条件

甲烷水合物能稳定存在的压强和温度规律甲烷水合物（Methane Hydrate）是一种在深海和极地区域广泛分布的天然气水合物，它是由甲烷分子和水分子组成的复合物。

甲烷水合物具有高储存密度、丰富的资源量、广泛的分布范围以及环境友好等优点，因此备受关注。

但是，甲烷水合物存在于深海和极地区域，其开采难度大、成本高，同时还存在着环境风险等问题。

因此，对甲烷水合物稳定存在的压强和温度规律进行深入探究至关重要。

一、什么是甲烷水合物1.1 甲烷水合物的定义甲烷水合物是一种天然气水合物，在化学上属于气体-固体复合体系。

它由甲烷分子和水分子组成，化学式为（CH4）n·mH2O。

1.2 甲烷水合物的组成甲烷水合物主要由两部分组成：一个是充填介质（guest molecules），即占据空隙位置的气体或其他小分子；另一个是骨架（host lattice），即由水分子组成的固体网状结构。

1.3 甲烷水合物的形成条件甲烷水合物的形成需要同时满足一定的温度和压力条件。

通常情况下，甲烷水合物形成的压力范围为20-60 MPa，温度范围为0-20℃。

此外，甲烷水合物的形成还需要一定的充填介质。

二、甲烷水合物稳定存在的压强和温度规律2.1 甲烷水合物稳定存在的压强规律根据实验数据和理论计算，可以得出以下结论：（1）在相同温度下，随着压力的增加，甲烷水合物稳定存在的区域逐渐扩大；（2）在相同压力下，随着温度的升高，甲烷水合物稳定存在的区域逐渐缩小；（3）在一定范围内，随着充填介质分子量增大或分子尺寸减小，甲烷水合物稳定存在区域逐渐扩大。

2.2 甲烷水合物稳定存在的温度规律根据实验数据和理论计算，可以得出以下结论：（1）在相同压力下，随着温度的降低，甲烷水合物稳定存在的区域逐渐扩大；（2）在相同温度下，随着压力的增加，甲烷水合物稳定存在的区域逐渐扩大；（3）在一定范围内，随着充填介质分子量增大或分子尺寸减小，甲烷水合物稳定存在区域逐渐扩大。

1第一章 天然气水合物第一节 水合物的形成及防止一、天然气的水汽含量天然气在地层温度和压力条件下含有饱和水汽。

天然气的水汽含量取决于天然气的温度、压力和气体的组成等条件。

天然气含水汽量，通常用绝对湿度、相对湿度、水露点三种方法表示。

1．天然气绝对湿度每立方米天然气中所含水汽的克数，称为天然气的绝对湿度，用e 表示。

2．天然气的相对湿度在一定条件下，天然气中可能含有的最大水汽量，即天然气与液态平衡时的含水汽量，称为天然气的饱和含水汽量，用e s 表示。

相对湿度，即在一定温度和压力条件下，天然气水汽含量e 与其在该条件下的饱和水汽含量e s 的比值，用φ表示。

即：se e =φ （1-1）3．天然气的水露点天然气在一定压力条件下与e s 相对应的温度值称为天然气的水露点，简称露点。

可通过天然气的露点曲线图查得，如图1-1所示。

图中，气体水合物生成线（虚线）以下是水合物形成区，表示气体与水合物的相平衡关系。

该图是在天然气相对密度为0.6，与纯水接触条件下绘制的。

若天然气的相对密度不等于0.6和（或）接触水为盐水时，应乘以图中修正系数。

非酸性天然气饱和水含量按下式计算：W ＝0.983WoC RD Cs （1-2）式中 W ——非酸性天然气饱和水含量，mg/m 3； W 0——由图1-1查得的含水量，mg/m 3； C RD ——相对密度校正系数，由图1-1查得；Cs ——含盐量校正系数，由图1-1查得。

对于酸性天然气，当系统压力低于2100kPa （绝）时，可不对H 2S 和（或）CO 2含量进行修正。

当系统压力高于2100kPa （绝）时，则应进行修正。

酸性天然气饱和水含量按下式计算：2 图1-1 天然气的露点3)W y W y W 0.983(yW S H S H CO CO HC HC2222++= （1-3）式中 W —酸性天然气饱和水含量，mg/m 3；2CO y ，S H 2y ——气体中CO 2，H 2S 的摩尔含量；HC y ——气体中除CO 2，H 2S 以外的其它组分的摩尔含量；W HC ——由图1-1查得的含水量，mg/m 3；2CO W ——CO 2气体含水量，由图1-2查得； S H 2W ——H 2S 气体含水量，由图1-3查得。

天然气水合物的形成机理及防治措施X刘　佳,苏花卫(中原油田分公司,河南濮阳　457061) 摘　要:天然气水合物是在天然气开采加工和运输过程中,在一定温度和压力下,天然气与液态水形成的冰雪状结晶体。

在天然气开采加工和运输过程中,会堵塞井筒管线阀门和设备,从而影响天然气的开采、集输和设备的正常运转。

本文通过分析天然气水合物的形成条件,得出了几条具有实际意义的水合物防治措施,对天然气的安全生产具有一定的现实意义。

关键词:天然气水合物;形成条件;防治措施 中图分类号:T E868 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)13—0049—02 天然气水合物是在天然气开采加工和运输过程中,在一定温度和压力下,天然气与液态水形成的结晶体,外观形似松散的冰或致密的雪,它的相对密度为(0.8～0.9)[1];天然气水合物是一种笼形晶状包络物,即水分子借氢键结合成晶格,而气体分子则在分子力作用下被包围在晶格笼形孔室中;天然气水合物极不稳定,一旦条件破坏,即迅速分解为气和水。

在天然气开采加工和运输过程中,在管道中形成的水合物能堵塞井筒管线阀门和设备,从而影响天然气的开采、集输和设备的正常运转。

只要条件满足,天然气水合物可以在管道井筒以及地层多孔介质孔隙中形成,这对油气生产和输送危害很大。

1　天然气水合物形成的条件1.1　水分生成水合物的首要条件是具有充足的水分[2],即管道内气体的水蒸气分压要大于气体-水合物中的水蒸气分压。

若气体中的水蒸气分压低于水合物中的水蒸气分压,则不能形成水合物,即使已经形成也会融化消失。

1.2　烃类及杂物研究表明,烃类物质并不是全部都可以形成水合物,直链烷烃中只有CH 4、C 2H 6、C 3H 8能形成水合物[3],支链烷烃中只有异丁烷能形成水合物。

此外,天然气中的杂质组分H 2S 、CO 2、N 2和O 2等也可促使水合物的生成。

通常,天然气组分中C 2以上烃类含量不高,它们主要形成I 形水合物。

图1天然气水合物晶体结构模型Figure 1Crystal structure model of natural gas hydrate天然气水合物是以CH 4为主，含少量CO 2、H 2S 的气态烃类物质充填或被束缚在笼状水分子结构中形成的冰晶化合物。

在一个烃类气体分子的周围包围着多个水分子，水分子通过氢键紧密缔合成三维网状，将烃类气体分子纳入网状，体中形成水合甲烷，其晶体结构模型如图1。

这些水合甲烷象淡灰色的冰球，可以象酒精块或蜡烛一样燃烧，故称为“可燃冰”,其密度为0.905～0.91g/cm 3，化学式为CH 4·n H 2O ，只要把结构中的“水”去掉，就是一种理想的燃料。

从能源的角度看，天然气水合物可视为高度压缩的天然气。

理论上讲，1m 3的天然气水合物在标准大气压下（0.101MPa ）可以释放出164m 3的天然气和0.8m 3的水，其能量密度是煤和黑色页岩的10倍左右，且燃烧几乎不产生有害污染物，是一种新型的清洁环保能源，是公认的地球上尚未开发的、巨大的能源宝库。

世界天然气水合物储量约为2×1016m 3，相当于地球上所有开采石油、天然气和煤的总量的2倍，约为剩余天然气储量（156×1012m 3）的128倍。

海底作者简介：蒋向明（1964—），男，教授级高级工程师，1986年毕业于湘潭矿业学院，中国矿业大学工程硕士。

责任编辑：樊小舟天然气水合物的形成条件及成因分析蒋向明（中国煤炭地质总局水文地质局，河北邯郸056004）摘要：从天然气水合物的晶体结构模型出发，说明了其组成成分及结构特征。

通过对温度—压力平衡条件的差异性分析，揭示了天然气水合物形成的基本条件，对其赋存类型及成因进行了分类，对我国及全球天然气水合物分布情况进行了说明，并以青海木里煤田为例，对天然气水合物的形成条件和成因进行了详细的论述，认为：变质作用及煤化作用使煤田内丰富的煤炭资源不断产生煤层气,当煤层气沿断层破碎带及裂隙运移至含水岩层或含水裂隙时,在温度和压力的作用下遇水形成天然气水合物。

一、填空题1、天然气水合物：（天然气中的某些组分与水在一定条件下形成的白色晶体，外观形似松散的冰或者致密的雪）。

水合物形成条件：(1)（天然气压力较高）；（2）（天然气温度较低）；（3）（天然气中水蒸气达到饱和，并有游离水存在）。

解决水合物堵塞方法：（1）（降压）；(2)（加热）；（3）（加水合物抑制剂）；最基本的预防方法是（采用清管等方法脱水，减少天然气中水气含量）。

2、天然气的含水量的表示方法有(mg/m3,ppm,℃)三种。

3、1吨液氮在标况下体积约为（808 ）Nm3 ，1Mpa=（145psi），1盎司(oz)= （28.35）(g)。

4、当阀门与管道以法兰或螺纹方式连接时，阀门应在（全关位）下安装。

当阀门与管道以焊接方式连接时，阀门应在（全开位），焊缝应保证质量。

5、最大允许操作压力MAOP是指（管线系统所能连续操作的最大压力）。

6、天然气注入时天然气－氮气－空气的置换平均推进速度控制在每秒（3-5m/s）。

7、干气和湿气：天然气中甲烷含量在（90%）以上的为干气，甲烷含量低于（90%）的为湿气，湿天然气中，当硫化氢含最不大于（6mg/m3）时，对金属材料无腐蚀作用；硫化氢含量不大于（20mg/m3）时，对钢材无明显腐蚀或此种腐蚀程度在工程所能接受的范围内。

8、打开快开盲板进行泥沙和FeS粉，清理采用湿式作业容器内注入洁净水，水量约为容器容积的（10%）。

9、ROTOK电动执行机构操作有（）和（）两种方式，其中电动方式分（）和（）。

10、旋风分离器的总体结构主要由（进料布气室）、（旋风分离组件）、（排气室）、（集污室）和（进出口接管）及（人孔）组成。

11、气体涡轮流量计必须在没有（压力浪涌）的情况下工作。

12、安全管理“四个到位”是指：（认识到位）、（措施到位）、（责任到位）、（督查到位）。

13、球阀内漏的原因包括（阀门没有开关到位），（密封表面存在污染物），（密封面受损）。

14、.差压变送器通常采用双平衡阀结构的（五阀组）。

水合物形成的三个主要条件水合物是一种物质，由共价键结合的水分子组成，它是水分子之间形成特殊关系的产物。

水合物形成过程中，有三个主要条件。

首先，水合物形成需要存在有机分子和水分子。

它们之间具有类似化学性质的排斥和吸引作用，这样有机分子可以与水分子形成氢键结合。

其次，水合物形成需要能够溶解有机分子。

溶解可以通过降低溶质的离子电荷来实现，使得溶质更容易溶解。

有机分子的溶解过程实际上是有机分子之间共价键断裂的过程，它们分裂出的原子（或离子）使溶液的电荷变化，形成水合物。

最后，水合物形成需要有适当的温度和pH值环境。

在一定的温度和pH值范围内，有机分子和水分子就可以产生氢键结合，形成水合物。

室温下，pH值在7.0到7.6之间时，水合物形成的可能性比较大。

另外，有些特殊的环境也能影响水合物形成，例如有机物在低温条件下形成水合物时比干燥下形成水合物更快，可能是因为水份能促使有机分子之间的氢键结合。

基于以上，上述三个条件对水合物的形成至关重要，如果降低了一个或多个条件，水合物将不易形成，甚至不会发生。

水合物有着多种形态和结构，有些是气体态，有些是固体态，有些是液体态。

例如，水、乙醇、醋酸和乙醛等都属于水合物。

水合物所具有的性质决定着它们在实际生活中的广泛用途，从农业到医疗，从化学到食品工业，都有着重要的应用。

此外，水合物也可以用于抗癌药物的合成，它可以加速癌细胞的凋亡，从而起到抗癌的作用。

通过变酸或变碱的反应，水合物还可以用于合成其他有机物质。

综上所述，水合物的形成需要三个主要条件：存在有机分子和水分子、可以溶解有机分子和适当的温度和pH值环境。

这些条件是水合物形成的基本要求，也是水合物在我们日常生活中发挥重要作用的原因。

影响水合物形成条件因素敏感性分析宋立群;李玉星;陈玉亮;王武昌【摘要】针对天然气水合物的形成条件影响因素,通过实验测试手段,研究了天然气水合物形成时天然气的组成、酸气含量、水的矿化度、醇类等各种因素对形成的压力温度条件的影响.通过大量的实验数据得出:天然气的组成以及各组分的摩尔份数直接影响水合物形成的热力学条件.在一定的压力下,水的含盆量越高,水合物的生成温度越低.当天然气中含有CO2和H2S等酸性气体时,将提高水合物的生成温度和降低水合物的生成压力,特别是硫化氢的影响尤为显著.醇类和电解质体系对水合物的形成具有较大的抑制作用,相同浓度甲醇的效果优于乙二醇,相同浓度NaCl的抑制效果比CaCl2好.%Many factors such as the composition, acids content, salinity and the alcohol content, influence the formation of the gas hydrate.In order to understand the relationship between the formation conditions and the factors, many data are obtained in the lab test device and obtained that.The gas composition and fraction of each component directly affects the molar thermodynamic hydrate formation conditions.At a certain pressure, the higher the salt content of water, hydrate formation temperature is lower.When the gas containing acid gases such as C02 and H2S, it will enhance the hydrate formation temperature and reduce the hydrate formation pressure, especially the impact of hydrogen sulfide is particularly significant.Alcohols and electrolytes on the formation of large hydrate inhibition,the same concentration of methanol is better than ethylene glycol, the same concentration the inhibitory effect of NaCl better than CaCl2.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2011(011)021【总页数】5页(P5075-5079)【关键词】天然气水合物;形成条件;影响因素【作者】宋立群;李玉星;陈玉亮;王武昌【作者单位】中国石油大学(华东),青岛,266555;中国石油大学(华东),青岛,266555;中国石油大学(华东),青岛,266555;中国石油大学(华东),青岛,266555【正文语种】中文【中图分类】TQ542.4一般地，把气体、水与水合物三相共存时的温度和压力称为水合物平衡生成条件，它是由平衡时各相的偏摩尔自由能(化学位)变化所决定的［1］。

水合物研究进展综述一、水合物的结构天然气水合物是一种笼形晶格包络物。

在水合物中，水分子形成一种点阵结构，气体分子则填充于点阵间的孔穴。

形成点阵的水分子之间由较强的氢键结合，而气体分子和水分子之间的作用力是范德华力。

1951年von stackelberg 和Muller 采用X射线衍射实验方法对水合物的结构测定后发现，水合物的结构有I型和II型两种，每种结构的水合物晶格单元均包含一定数量的大小不同的两种孔穴。

[1]最近，Ripmeester等人采用核磁共振及粉末衍射的实验方法发现了第三种水合物结构H [2]，即在稳定的H 型结构水合物中，烃类大分子占据晶格的大孔穴，必须同时有小气体分子占据晶格中的两个小孔穴，H型水合物改变了人们长期以来对气体水合物的认识，它表明一些烃类大分子在有小分子存在的情况下，也可以生成水合物。

结构I型属于体心立方结构，可由天然气小分子在深海形成，结构II型属于金刚石晶体立方结构，可由含分子大于乙烷小于戊烷的天然气或石油形成，结构H型属于六面体结构，可由挥发油或汽油等大分子形成。

[3]构成水合物孔穴的多面体有十二面体、十四面体、十六面体和二十面体四种，十二面体分为512和435663两种。

512和51262 构成I型结构水合物，512构成小孔穴，51262构成大孔穴。

II型结构是由512和51264构成，512构成小孔穴，51264构成大孔穴。

而H型结构水合物是由512、435663与51268构成。

512、435663分别构成两种小孔穴，51268构成大孔穴，每种晶体结构及其参数如表1、图1所示。

二、水合物的生成机理从分子水平上去阐述水合物的生成机理，目前仍旧处于起步阶段。

[5]中外许多研究人员都提出了一些自己的观点。

石油大学（北京）陈光进、郭天民认为：水合物的生成过程首先是络合过程，其次是溶解过程。

当气体分子溶解于水中，受到水分子的包裹，形成一些包腔。

包腔的体积取决于气体分子的体积，为了维持壁上水分子的氢键的饱和度，包腔的体积不随气体分子体积的变化而做连续变化。

甲烷水合物（重定向自甲烷氣水包合物）甲烷因加热释放而燃烧，水分溢出（美国地质调查所）。

嵌入图：包合物结构© (Uni. Göttingen, GZG. Abt. Kristallographie).来源：美国地质调查所另一种甲烷气水包合物结构:甲烷被十四面体（tetrakaidecahedral，24个水分子）的水笼结构。

甲烷气水包合物（Methane clathrate），也称作甲烷水合物、甲烷冰、天然气水合物或可燃冰[1]，为固体形态的水于晶格（水合物）中包含大量的甲烷。

最初人们认为只有在太阳系外围那些低温、常出现冰的区域才可能出现，但后来发现在地球上许多海洋洋底的沉积物底下，甚至地球大陆上也有可燃冰的存在，其蕴藏量也较为丰富。

甲烷气水包合物在海洋浅水生态圈中是常见的成分，他们通常出现在深层的沉淀物结构中，或是在海床处露出。

甲烷气水包合物据推测是因地理断层深处的气体迁移，以及沉淀、结晶等作用，于上升的气体流与海洋深处的冷水接触所形成。

在高压下，甲烷气水包合物在18 °C的温度下仍能维持稳定。

一般的甲烷气水化合物组成为1 摩尔的甲烷及每5.75摩尔的水，然而这个比例取决于多少的甲烷分子“嵌入”水晶格各种不同的包覆结构中。

据观测的密度大约在0.9 g/cm³。

一升的甲烷气水包合物固体，在标准状况下，平均包含168 升的甲烷气体。

甲烷形成一种结构一型水合物，其每单位晶胞内有两个十二面体（20个端点因此有20个水分子）和六个十四面体（tetrakaidecahedral，24个水分子）的水笼结构。

其水合值（hydratation value）20可由MAS NMR来求得。

[2]甲烷气水包合物频谱于275 K和3.1 MPa下记录，显示出每个笼形都反映出峰值，且气态的甲烷也有个别的峰值。

天然存量已确定与推测中可能有甲烷冰蕴藏的大陆棚海域。

资料来源：USGS甲烷气水包合物受限于浅层的岩石圈内（即< 2000 m深）。

水合物的赋存类型水合物，顾名思义即水分子与其他分子或离子结合形成的化合物。

水合物的赋存类型多种多样，下面将对一些常见的水合物赋存类型进行描述。

1. 晶体水合物晶体水合物是指晶体中含有特定数量的水分子，与晶体中的其他分子或离子通过氢键或其他相互作用力相结合。

晶体水合物的结构稳定，水分子与其他分子之间的相互作用力起到了维持晶体结构的重要作用。

晶体水合物在自然界中广泛存在，比如矿物中的石膏和石灰石等。

2. 溶液水合物溶液水合物是指在溶液中溶质分子与水分子之间形成的水合物。

在溶液中，水分子可以与溶质分子通过氢键或其他相互作用力结合形成溶液水合物。

溶液水合物的形成常常导致溶质分子的物理性质发生变化，比如溶解度和溶质的化学反应性等。

3. 气态水合物气态水合物是指气体分子与水分子之间通过氢键或其他相互作用力结合形成的水合物。

气态水合物在大气中的存在形式多种多样，比如大气中的水蒸气和云雾等。

气态水合物的形成与大气中的温度和湿度等条件有关，不同条件下气态水合物的含水量和结构也会有所不同。

4. 生物体内的水合物在生物体内，许多生物分子也能与水分子形成水合物。

例如，在蛋白质和核酸的结构中，水分子通过氢键与这些生物分子相结合，起到维持其结构和功能的作用。

此外，许多药物分子也能以水合物的形式存在于生物体内，影响其药效和代谢过程。

水合物的赋存类型多种多样，不仅存在于自然界中的晶体和溶液中，还存在于气态和生物体内。

水合物的形成与水分子与其他分子或离子之间的相互作用力密切相关，对物质的性质和功能具有重要影响。

我们对水合物的研究不仅有助于深化对物质的认识，还有助于拓展其在科学、工业和生物医学等领域的应用。

附录II 混合体系水合物生成条件数据1. 二元混合物体系的水合物生成条件数据表II-1 CH4+C2H6的水合物生成条件数据[9,12,17]数据来源组成％CH4温度（K）压力(kPa) Deaton, Frost[12]56.4214.8 945277.6 1289280.4 1758283.2 243490.4274.8 1524277.6 2096280.4 2889283.2 396595.0274.8 1841274.8 1841277.6 2530280.4 3447283.2 477197.1274.8 2158277.6 2958280.4 403497.8274.8 2365277.6 3227280.4 4413282.6 5668283.2 608898.8274.8 2861277.6 3806280.4 5088 MecLeod, Campbell[9]80.9304.1 68570303.1 69950301.3 48640299 35610296.4 23480293.3 13890291.7 10450288.8 700094.6302.0 68430301.2 62230299.1 48230296.6 34440续表数据来源组成％CH 4温度（K ） 压力(kPa) 293.6 24240 289.7 13890287.9 10450 Holder, Grigoriou [17]1.6 283.9 1810 285.7 2310 286.6 2710 287.8 3080 17.7 281.6 1420 283.3 1770 284.8 2140 286.2 2660 287 3000 4.7 279.4 990 281.5 1340 286.4 2510287.62990102103104105压力,k P a温度,K图II-1 甲烷+乙烷水合物(L w -H-V)生成条表II-2 CH4+C3H8的水合物生成条件数据[6,9,12] 数据来源组成％CH4温度(T)压力(kPa) Deaton, Frost[12]36.2274.8 272277.6 43671.2 280.4274.8277.6 687 365 538280.4 800280.4 800283.2 115195.2274.8 814277.6 1138280.4 1586283.2 222797.4274.8 1151277.6 1593280.4 2193283.2 301399.0274.8 1627277.6 2247277.6 2255280.4 3123283.1 4358 MecLeod, Campbell[9]94.5293.1 7410292.8 7410300.6 34580302.7 48370304.9 62230298.5 23620296.2 1389096.5290.5 6930303.7 62470304.4 68980299.1 34510296.6 20860301.6 48370303.7 62230294.5 13890293.3 10450 Verma等[6]23.75274.9 263276.4 350277.8 443279.1 560数据来源 组成％CH 4温度(T) 压力(kPa) 280.2 689 281.4 830 37.1 275.9 3430 277.1 4190 278.6 5360280.26910101102103104105压力（k P a )温度（K )图II-2 甲烷+丙烷水合物(L w -H-V)生成条件图表II-3 CH 4+i-C 4H 10 (L w -H-V)生成条件数据[12,30]数据来源 组成％CH 4 温度(T) 压力(kPa) Wu 等[30]99.77 275.2 3080 99.77 279.7 3440 99.77 284.6 6040 99.64 285.4 6190 99.63 288.0 9690 99.60 276.2 1810 99.57 285.3 5590 99.55 282.0 350099.54280.93150数据来源组成％CH4温度(T) 压力(kPa)99.53 286.2 548099.18 275.4 1270280.0 2190283.5 3340287.4 5900290.9 1004098.80 274.4 950277.7 1390279.9 1800283.2 2700284.9 3470287.5 4880290.0 695097.50 274.4 703277.8 1080279.8 1390283.3 2150285.5 2740287.2 3450289.3 4560293.6 1007094.00 274.8 505280.4 1010284.5 1690288.5 282084.80 274.0 304278.9 564283.4 1060288.9 203071.40 273.9 208277.2 356279.2 477280.8 602282.7 78636.40 273.8 159275.5 221276.9 284 Deaton,Frost[12]98.90 274.8 1324277.6 1841续表数据来源组成％CH4温度(T) 压力(kPa)98.60 300.0 47680297.8 45510297.6 33610295.2 21060299.9 49130288.6 6790302.1 6223095.40 294.3 6720293.8 6720296.5 13890297.1 13960298.2 23270300.5 34580302.6 48370305.0 63330303.1 49060298.3 23820296.7 13960295.3 10580294.6 7690表II-4 CH4+i-C4H10 (L w-H-L i-C4H8)生成条件数据[3,30,43]数据来源组成％CH4温度(T) 压力(kPa) Ng, Robinson[43]0.1 275.4 179275.4 226275.4 357275.4 903275.6 2406275.7 5623275.8 142514.3 282.2 682282.3 1048282.7 2179282.9 4474283.3 8233283.9 140248.7 286.4 1338266.5 1744286.8 3958287.2 6902续表数据来源组成％CH4温度(T) 压力(kPa)287.8 11197288.4 1423115.2 288.9 1931289.0 2441298.4 3785289.9 7129290.5 10577291.2 1407315.2 288.9 1931289.0 2441298.4 3785289.9 7129290.5 10577291.2 1407328.4 292.9 3792293.0 4268293.7 6957294.8 10439295.0 1386642.5 295.9 6619296.4 8784297.2 11321297.9 1409364.7 298.1 10204298.4 11232298.7 12528299.3 14548 Wu等[30]34.6 277.0 25455.5 279.6 42768.7 282.3 70376.2 284.7 103081.8 287.5 154085.0 298.0 999086.2 290.8 270088.5 291.5 297087.8 293.2 399088.0 293.3 410088.8 294.8 556089.0 295.3 5760 Thakore, Holder[3]0.0 274.3 1283.6 274.3 1294.8 274.3 127续表数据来源组成％CH 4 温度(T) 压力(kPa) 5.1 274.3 129 5.6 274.3 129 6.6 274.3 129 7.3 274.3 131 7.6 274.3 131 8.6 274.3 131 9.1 274.3 132 12.4 274.3 133 15.0 274.3 134 17.2 274.3 136 31.3 274.3 156 50.0 274.3 180 63.2 274.3 210 72.5 274.3 234 79.2 274.3 268 91.9 274.3 461 94.9 274.3 841100.0274.33099102103104压力,k P a温度,K图II-3 甲烷+异丁烷混合体系（L w -H-L i-C4）生成条件表II-5 CH4+n-C4H10的生成条件数据[9,12,44,45]数据来源相态组成％CH4温度(T) 压力(kPa) Deaton, Frost[12]L w-H-V 97.4 274.8 2048277.6 2875280.4 406197.5 274.8 216599.2 274.8 4075277.6 4075 MecLeod, Campbell[9]L w-H-V 97.4 285.0 7690287.7 12450295.7 34580301.1 65950286.3 10450285.7 9070282.5 576094.7 287.5 10650292.4 23890295.1 34160297.9 48230300.1 61610301.1 68430290.3 17960288.8 13890287.6 10650286.6 8690285.3 7000 Ng, Robinson[44]L w-H-V 98.4 276.0 2.48279.4 3.82283.4 6.65286.1 10.08287.4 12.06288.5 13.7297.2 276.4 2.3279.7 3.59282.4 5.13284.8 7.47286.4 10.496.1 276.9 2.15279.7 3.14283.1 5.09285.9 8.16287.5 11.0594.2 277.9 2.05281.4 3.29续表数据来源相态组成％CH4温度(T) 压力(kPa) Ng, Robinson[45]L w-H-L n-C48.7 275.0 1240*275.6 3410275.7 6010276.3 10060276.7 1282015.70 279.4 2390*279.4 2960279.5 3610279.8 4270280.0 6760280.6 9090281.1 1244021.8 281.8 3450*282.1 5230282.4 6750282.7 9050283.4 12130283.3 1234042.4 285.9 6620*286.1 7780286.4 9090286.9 10920287.0 12160287.4 1382050.1 287.4 8830*287.5 9850287.8 10750288.2 12470288.5 13820 注: *= L w-H-V-L n-C41010压力,k P a温度,K图II-4 CH 4+n-C 4H 10混合体系（L w -H-L n-C4）生成条件表II-6 CH 4+N 2（L w -H-V ）水合物生成数据[8]组成％CH 4 温度(T) 压力(MPa) 87.3 282.8 7.40 284.6 9.31 287.7 14.52 289.5 17.11 290.4 17.49 291.5 19.53 292.9 19.99 293.4 22.94 295.2 24.66 273.2 31.31 73.1 283.3 3.90 286.8 8.95 289.9 13.22 292.3 19.55 294.4 25.99 273.2 34.33 50.25 277.2 4.96 279.7 6.13 279.7 7.77 282.3 10.49 287.3 17.90 289.8 24.99291.833.19续表组成％CH4温度(T) 压力(MPa)27.2 277.1 10.16280.0 12.64282.9 17.04283.2 17.50285.1 20.72286.8 25.15288.0 28.4924.0 273.2 8.62274.6 9.15278.8 12.96282.1 17.44285.1 24.34287.6 31.99289.1 35.9610.8 273.2 12.55277.2 15.86279.1 19.39280.9 22.52282.1 25.82283.2 28.79表II-7 CH4+N2等温线P-z-y 水合物生成数据[8]P(MPa) y N2 z N2P(MPa) y N2z N2P(MPa) y N2z N2 273.2 K 277.4 K 279.8 K2.64 0.000 0.000 13.32 0.925 0.810 25.18 1.000 1.0003.62 0.160 0.065 14.59 0.940 0.8605.14 0.000 0.0004.31 0.310 0.098 16.21 1.000 1.000 7.14 0.350 0.0915.35 0.530 0.200 3.86 0.000 0.000 8.37 0.460 0.2246.55 0.645 0.350 5.20 0.440 0.180 15.55 0.750 0.5507.75 0.725 0.425 8.11 0.630 0.310 20.67 0.840 0.68010.64 0.815 0.620 10.34 0.740 0.470 25.23 0.914 0.80211.65 0.880 0.710 12.06 0.780 0.560 32.42 1.000 1.00012.77 0.900 0.765注: z N2=N2在水合物相中的摩尔分数y N2= N2在气相中的摩尔分数表II-8 CH4+CO2(L w-H-V)的生成条件数据[11,34] 数据来源组成%CH4温度(T) 压力(MPa) Unruh, Katz[34]66.0 277.0 2.8470.0 278.9 3.4664.0 278.9 3.4368.0 280.9 4.2472.0 282.9 5.1777.0 284.7 6.4740.0 275.5 1.9956.0 279.2 3.0887.5 276.4 3.2091.5 278.4 3.9593.0 281.0 5.1094.5 283.8 6.8929.0 279.6 3.0039.0 282.2 4.2748.0 283.8 5.2759.0 285.5 6.8959.0 285.7 7.00 Adisasmito等[11]90.0 273.7 2.5291.0 275.8 3.1092.0 277.8 3.8392.0 280.2 4.9192.0 283.2 6.8092.0 285.1 8.4091.0 287.2 10.7686.0 274.6 2.5987.0 276.9 3.2487.0 279.1 4.1887.0 281.0 5.1887.0 284.0 7.1788.0 286.1 9.2487.0 287.4 10.9575.0 273.8 2.1278.0 279.4 3.9678.0 283.4 6.2379.0 285.2 7.7575.0 287.6 10.4456.0 273.7 1.8158.0 276.9 2.6360.0 280.7 4.0361.0 283.1 5.4361.0 285.1 6.94续表数据来源组成%CH4温度(T) 压力(MPa)50.0 275.6 1.9953.0 278.5 2.9860.0 280.9 4.1459.0 281.8 4.4756.0 285.1 6.8455.0 287.4 9.5927.0 274.6 1.6630.0 276.4 2.0832.0 278.2 2.5832.0 280.2 3.2833.0 282.0 4.1221.0 273.7 1.4522.0 275.9 1.8824.0 277.8 2.3725.0 279.6 2.9726.0 281.6 3.79表II-9 CH4+H2S((L w-H-V)水合物生成条件[46]组成%CH4温度(T) 压力(MPa)97.77 288.7 4.8390.49 284.3 2.5993.70 282.3 3.0393.50 287.1 4.7993.00 290.1 6.7994.27 279.3 2.2193.40 290.1 6.3897.00 278.7 2.8396.90 282.9 4.2797.08 276.5 2.0396.22 276.5 2.0399.00 278.4 3.2498.96 282.3 4.6298.89 284.8 6.6978.00 287.6 2.1080.2 295.4 5.0778.6 279.8 1.0390.50 281.5 2.0789.00 287.3 3.5988.50 292.1 6.00表II-10 C2H6+C3H8的水合物生成数据[18]相态组成%C3H8温度(T) 压力(kPa) L w-H-V 72.0 277.9 66072.0 276.9 53072.0 276.5 46055.7 275.9 5055.7 276.4 57055.7 276.7 61055.7 277.0 65055.7 277.4 72054.1 275.8 50054.1 276.4 59054.1 277.0 66054.1 277.6 77054.1 278.0 85034.2 273.9 44034.2 274.2 47034.2 275.1 59034.2 275.8 69034.2 276.2 83034.2 276.3 85034.2 276.5 87034.2 277.6 106032.2 275.6 75032.2 276.1 87032.2 277.1 114032.2 277.2 116032.2 277.9 122032.2 278.6 130032.2 281.1 163027.1 273.4 49027.1 273.9 54027.1 274.3 61027.1 274.6 60027.1 275.3 77027.1 275.6 87027.1 275.8 92026.0 274.5 63026.0 274.7 69026.0 275.2 79026.0 276.4 94026.0 277.1 102026.0 277.7 1120续表相态组成%C3H8温度(T) 压力(kPa)18.6 273.8 64018.6 273.8 64018.6 274.3 66018.6 274.7 71018.6 276.8 94018.6 278.9 121018.6 279.6 130015.0 275.7 74015.0 277.2 90015.0 280.6 137014.3 279.7 119014.3 280.2 1300L w-H-L E16.8 278.1 910*16.8 278.1 144016.8 278.2 155016.8 278.3 256016.8 278.6 279043.5 279.9 1470*43.5 279.9 230043.5 280.2 518043.5 280.6 655068.9 284.3 2230*68.9 284.3 290068.9 284.4 558068.9 284.5 7280注:*=四相点（L w-H-V-L HC）表II-11 C2H6+C3H8在压3.447MPa(L HC-H)下的水合物生成数据[21]液相组成%C3H8T(K) H2O摩尔分数0.500 276.8 1.1300.500 267.0 0.5320.500 260.4 0.2960.750 277.9 1.1010.750 275.9 0.9800.750 269.6 0.6110.750 264.5 0.4000.750 262.6 0.3450.750 261.1 0.3110.895 277.9 1.0760.895 266.8 0.4650.895 263.4 0.3460.895 257.7 0.226表II-12 C2H6+CO2(L w-H-V)的水合物生成数据[47]%CO2 T(K) 压力（kPa) 22.0 273.7 565.4 20.2 275.6 696.418.9 277.5 868.719.3 279.3 1089.424.6 281.1 1406.525.6 282.9 1751.3 31.7 285.1 2392.5 42.8 276.5 854.9 41.7 278.4 1075.6 40.6 280.2 1351.4 40.0 282.0 1716.8 40.2 283.8 2185.638.9 285.8 2826.839.8 287.8 3826.6 63.9 273.5 779.162.8 274.8 889.463.0 276.8 1123.8 62.9 278.7 1420.3 62.1 280.7 1806.459.9 282.6 2240.860.2 284.4 2833.7 80.7 274.2 1041.1 83.6 276.0 1344.5 83.3 277.5 1613.4 82.1 279.4 1958.1 81.7 281.0 2406.3 81.9 283.0 3150.9 81.4 284.6 3785.2 93.4 273.9 1199.7 93.2 275.6 1482.4 92.6 277.6 1847.8 92.4 279.2 2220.1 92.3 291.2 2833.7 96.5 273.7 1241.1 96.2 275.2 1482.4 96.1 276.7 1758.2 95.5 278.6 2220.195.7 280.6 2854.496.6 281.8 3357.7 96.7 283.1 4081.7表II-13 C3H8+i-C4H10的水合物生成数据[48-49] 数据来源相态组成%C3H8 温度(T) 压力(kPa) Kamath, Holder[48]I-H-V 0.0 272.1 101.312.5 272.2 108.212.6 272.2 108.550.7 272.2 124.050.5 272.2 124.649.8 272.2 130.081.0 272.1 137.190.7 272.2 149.490.9 272.2 149.295.8 272.1 152.095.8 272.1 152.1395.9 272.2 153.7100.0 272.1 171.3 Paranjpe[49]L w-H-V-L HC11.2 275.2 213.027.1 275.8 282.747.5 276.5 355.148.8 276.6 365.465.3 277.1 426.179.4 277.8 490.0表II-14 C3H8+n-C4H10的水合物生成条件[48-49] 数据来源相态组成%C3H8温度(T) 压力(kPa) Kamath, Holder[48]I-H-V 90.3 260.1 110.190.3 257.8 99.2690.3 254.3 83.8690.3 248.6 67.0990.3 245.0 61.2390.3 242.0 49.283.5 250.5 76.483.5 249.5 73.483.5 248.1 69.083.5 245.8 66.883.5 242.4 59.670.0 253.7 97.170.0 250.9 85.870.0 245.6 70.070.0 241.8 55.270.0 238.2 46.9Paranjpe[49]I-H-V 86.4 271.2 153.187.9 271.2 170.986.1 271.2 177.980.3 271.2 191.7续表数据来源相态组成% C3H8温度(T) 压力(kPa)76.0 271.2 204.167.6 271.2 217.9L w-H-V 99.6 275.2 269.692.4 275.2 281.389.4 275.2 302.087.3 275.2 308.088.0 275.2 317.286.3 275.2 339.2100.0 274.2 219.396.1 274.2 228.293.3 274.2 240.690.6 274.2 244.881.7 274.2 269.6100.0 273.2 169.696.9 273.2 171.795.3 273.2 177.993.8 273.2 183.489.5 273.2 193.186.4 273.2 208.282.8 273.2 220.678.8 273.2 227.572.5 273.2 244.1I-H-V-L n-C464.9 273.0 215.167.4 271.0 211.767.3 270.0 201.362.1 269.6 184.866.5 269.0 192.464.9 267.4 174.463.9 266.8 168.264.8 264.0 157.966.5 262.0 146.265.1 260.6 133.8L w-H-V-L n-C492.6 277.8 511.684.6 276.6 399.281.6 275.2 324.171.0 273.6 242.7表II-15 C3H8+N2的水合物生成条件[50-51]相态组成%C3H8温度(T) 压力(MPa) L w-H-V 0.94 275.3 4.590.94 279.6 8.160.94 283.0 13.680.94 284.3 18.092.51 276.33.032.51 279.3 4.512.51 282.7 7.352.51 287.1 13.646.18 274.5 1.726.18 278.3 2.856.18 283.0 5.506.18 287.0 9.476.18 289.2 13.7113.00 275.1 1.1013.00 278.4 1.7213.00 281.5 2.7413.00 283.2 3.5413.00 286.2 5.5428.30 274.6 0.5728.30 277.0 0.8928.30 279.2 1.3128.30 280.8 1.7254.20 274.2 0.33254.20 276.8 0.5754.20 280.3 1.1975.00 274.5 0.2675.00 275.9 0.3675.00 277.4 0.5275.00 278.7 0.67L w-H-V-L C3 71.10 279.0 0.7647.70 281.2 1.5426.50 283.2 2.8822.90 284.6 3.6818.80 288.0 6.3718.80 289.6 8.5821.30 292.3 13.3721.60 292.3 13.5123.00 293.0 14.9123.70 293.8 16.99L w-H-L C399.00 280.1 1.1799.00 280.1 1.9899.00 280.3 5.65相态组成%C3H8温度(T) 压力(MPa)99.00 280.6 9.3999.00 280.9 13.8996.80 282.7 2.3496.80 282.8 2.8596.80 283.2 7.1096.8 283.7 10.4493.5 285.2 4.0893.5 285.5 5.1693.5 286.1 8.4193.5 286.3 11.5593.5 286.7 13.3389.6 287.4 5.8389.6 287.9 8.1489.6 288.5 111.0689.6 288.8 12.8288.6 287.7 6.1788.6 288.0 7.3488.6 288.2 8.2088.6 288.4 9.1183.1 289.8 8.8683.1 290.0 9.8283.1 290.5 11.2583.1 290.9 13.2983.1 291.3 15.31表II-16 C3H8+CO2 (L w-H-V)的水合物生成条件[23,47]数据来源组成%C3H8温度(T) 压力(kPa) Robinson, Metha[23] 5.5 284.83 4268.06.0 276.3 1151.07.0 273.8 814.08.0 283.7 3179.08.0 281.7 2186.08.0 273.9 676.09.0 283.5 3034.09.0 280.4 1772.09.0 278.9 1455.010.0 278.3 1255.013.0 280.9 1572.013.0 273.8 517.014.0 279.4 1207.015.0 275.4 827.015.0 276.5 758.0数据来源组成%C3H8温度(T) 压力(kPa)16.0 286.2 3378.021.0 274.0 359.023.0 278.1 710.024.0 277.4 655.025.0 283.8 1917.025.0 280.2 979.026.0 281.8 1303.042.0 283.7 1655.042.2 275.7 414.047.5 278.6 689.048.0 281.1 1069.060.0 279.7 793.060.0 274.8 324.061.0 276.4 434.063.0 279.6 752.065.0 278.3 579.072.0 275.2 303.082.0 279.1 593.083.0 278.2 503.083.0 279.1 641.084.0 277.8 476.086.0 276.0 338.0 Adisasmito, Sloan[47]9.9 273.7 220.643.5 273.7 262.060.2 273.7 337.871.0 273.7 406.884.2 273.7 489.588.5 273.7 592.990.8 273.7 655.093.3 273.7 717.194.4 273.7 848.195.3 273.7 985.996.3 273.7 1261.797.1 273.7 1406.598.5 273.7 1358.332.7 275.9 351.665.0 275.9 448.274.8 275.9 551.686.0 275.9 737.792.2 275.9 917.093.7 275.9 999.795.1 275.9 1268.6数据来源组成%C3H8温度(T) 压力(kPa)95.8 275.9 1634.196.8 275.9 1799.597.1 275.9 1771.999.0 275.9 1682.335.7 278.2 551.663.4 278.2 717.181.1 278.2 765.391.2 278.2 1337.692.9 278.2 1537.594.7 278.2 2164.995.4 278.2 2440.797.0 278.2 2344.298.7 278.2 2227.030.0 280.4 930.849.7 280.4 965.874.0 280.4 965.380.1 280.4 1020.489.1 280.4 1123.891.1 280.4 1640.992.4 280.4 1999.594.0 280.4 2316.695.4 280.4 2999.296.5 280.4 3109.598.7 280.4 3033.735.0 282.0 2909.657.7 282.0 1248.379.4 282.0 1317.285.2 282.0 1510.388.5 282.0 1800.090.8 282.0 2206.992.0 282.0 2779.392.8 282.0 3186.295.2 282.0 3800.097.0 282.0 3724.198.7 282.0 3041.4表II-17 C3H8+i-C4H10的水合物生成数据[48,49]数据来源相态组成%C3H8温度(T) 压力(kPa) Kamath, Holder[48]I-H-V 0.0 272.1 101.312.5 272.2 108.212.6 272.2 108.550.7 272.2 124.050.5 272.2 124.649.8 272.2 130.081.0 272.1 137.190.7 272.2 149.490.9 272.2 149.295.8 272.1 152.095.8 272.1 152.195.9 272.2 153.7100.0 272.1 171.3 Paranjpe[49]L w-H-V-L HC11.2 275.2 213.027.1 275.8 282.747.5 276.5 355.148.8 276.6 365.465.3 277.1 426.179.4 277.8 490.0表II-18 C3H8+n-C4H10的水合物生成数据[48,49] 数据来源相态组成%C3H8温度(T) 压力(kPa) Kamath, Holder[48]I-H-V 90.3 260.15 110.190.3 257.85 99.390.3 254.35 83.990.3 248.65 67.190.3 245.05 61.290.3 242.05 49.283.5 250.55 76.483.5 249.55 73.483.5 248.15 69.083.5 245.85 66.883.5 242.45 59.670.0 253.75 97.270.0 250.95 85.970.0 245.65 70.070.0 241.85 55.370.0 238.25 46.9Paranjpe[49]I-H-V 86.4 271.20 153.187.9 271.20 170.986.1 271.20 177.980.3 271.20 191.7续表数据来源相态组成% C3H8温度(T) 压力(kPa)76.0 271.20 204.167.6 271.20 217.9L w-H-V 99.6 275.20 269.692.4 275.20 281.389.4 275.20 302.087.3 275.20 308.088.0 275.20 317.286.3 275.20 339.2100.0 274.20 219.396.1 274.20 228.293.3 274.20 240.690.6 274.20 244.881.7 274.20 269.6100.0 273.20 169.696.9 273.20 171.795.3 273.20 177.993.8 273.20 183.489.5 273.20 193.186.4 273.20 208.282.8 273.20 220.678.8 273.20 227.572.5 273.20 244.1I-H-V-L n-C464.9 273.00 215.167.4 271.00 211.767.3 270.00 201.362.1 269.60 184.866.5 269.00 192.464.9 267.40 174.463.9 266.80 168.264.8 264.00 157.966.5 262.00 146.265.1 260.60 133.8L w-H-V-L n-C492.6 277.85 511.684.6 276.65 399.281.6 275.20 324.171.0 273.60 242.7表II-19 i-C4H10+CO2（L w-H-V）的水合物生成条件数据[47] %CO2 T(K) 压力（kPa)20.7 273.7 144.852.8 273.7 165.566.6 273.7 206.877.5 273.7 275.884.3 273.7 344.789.3 273.7 427.594.2 273.7 565.496.7 273.7 744.697.7 273.7 937.798.3 273.7 1137.698.6 273.7 1323.830.8 275.9 262.042.3 275.9 275.858.8 275.9 303.472.8 275.9 358.385.4 275.9 496.491.9 275.9 634.394.4 275.9 744.695.4 275.9 827.496.6 275.9 999.797.4 275.9 1234.298.3 275.9 1723.799.0 275.9 1703.054.0 277.6 413.766.1 277.6 441.379.0 277.6 837.885.2 277.6 641.294.2 277.6 958.496.6 277.6 1337.697.5 277.6 1792.698.2 277.6 2123.699.0 277.6 2082.262.5 279.3 517.171.9 279.3 551.682.4 279.3 696.488.0 279.3 841.293.5 279.3 1151.496.5 279.3 1468.697.1 279.3 1840.998.4 279.3 2606.2表II-20 n-C4H10+CO2的水合物生成条件数据[47]%CO2 T(K) 压力（kPa)92.3 273.7 1137.993.9 273.7 1206.995.5 273.7 1317.297.7 273.7 1351.798.4 273.7 1337.999.2 273.7 1324.193.0 275.4 1462.194.8 275.4 1586.297.3 275.4 1675.998.0 275.4 1655.299.2 275.4 1620.794.4 277.0 1917.295.2 277.0 1993.196.8 277.0 2082.898.0 277.0 2041.498.8 277.0 2013.899.4 277.0 1993.196.2 278.2 2400.097.5 278.2 2372.498.5 278.2 2331.0[52]424100%C2H4273.7 0.665275.2 0.739277.2 0.920278.2 1.010279.2 1.100281.2 1.439283.2 1.838285.2 2.345286.2 2.830287.2 3.2105.60%CH4+94.40%C2H4273.7 0.712278.2 1.178281.2 1.592283.2 1.956286.2 2.91634.09%CH4+65.91%C2H4273.7 0.784278.2 1.292281.2 1.755续表气体组成 (mol%)T(K) P(Mpa) 283.2 2.220286.2 3.115 64.28%CH 4+35.72%C 2H 4273.7 1.146 278.2 1.875 281.2 2.406 283.2 3.120 85.69%CH 4+14.31%C 2H 4273.7 1.800 278.2 2.714 281.2 3.758 283.2 4.640 92.87%CH 4+7.13%C 2H 4273.7 2.230 278.2 3.448 281.2 4.720283.26.0020.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56.06.5P ,M P aT,K图II-5 CH 4+ C 2H 4的水合物生成条件气体组成(mol%) T(K) P(Mpa) 28.04% CH 4+71.96% C 3H 6273.7 0.829* 278.2 1.081* 281.2 1.515* 283.2 1.963* 92.40% CH 4+7.60% C 3H 6273.7 1.081 278.2 1.765 281.2 2.501 283.2 3.161 96.60% CH 4+3.40% C 3H 6273.7 1.421278.2 2.381281.2 3.287 283.2 4.121 99.34%CH 4+0.66%C 3H 6273.7 2.531 278.2 3.681 281.2 5.179283.26.585注: *= 四相点 (V –L w –L HC -H)1234567P ,M P aT,K图II-6 CH 4+ C 3H 6的水合物生成条件数据来源组成温度(T) 压力(MPa) Metha, Sloan[53]异戊烷275.2 2.65276.2 2.98277.8 1.64279.0 4.15 Hutz, Englezos[54]异戊烷274.0 2.24276.2 2.96277.4 3.50 Metha, Sloan[53]新已烷276.0 1.60278.0 2.03279.2 2.39282.2 3.34 Thomas, Behar[55]新已烷285.4 5.22288.2 7.51 Hutz, Englezos[54]新已烷275.0 1.42276.8 1.81279.9 2.60282.8 3.75 Makogon等[56]新已烷244.8 0.33251.4 0.45258.8 0.63274.0 1.24 Metha, Sloan[57]2,3-二甲基丁烷275.9 2.08277.4 2.48279.2 3.09280.8 3.80 Thomas, Behar[55]2,3-二甲基丁烷282.6 4.95286.4 8.19 Metha, Sloan[57]2,2,3-三甲基丁烷275.6 1.48277.4 1.84279.5 2.25280.9 2.70 Thomas, Behar[55]2,2,3-三甲基丁烷288.0 5.94289.4 7.55 Metha, Sloan[57]2,2-二甲基戊烷275.9 3.29277.4 3.82279.2 4.56280.3 5.14281.3 5.83282.2 6.19282.8 6.69 Thomas, Behar[55]2,2-二甲基戊烷286.6 3.79288.2 5.70数据来源组成温度(T) 压力(MPa)290.0 7.15 Metha, Sloan[57]3,3-二甲基戊烷274.8 1.73277.0 2.26279.2 3.01281.3 3.93 Thomas, Behar[55]3,3-二甲基戊烷280.6 3.62283.6 5.42286.4 7.28 Metha, Sloan[57]甲基环戊烷276.5 2.20277.8 2.58279.5 3.20280.8 3.81 Thomas, Behar[55]甲基环戊烷279.2 4.22281.3 3.94282.6 4.70284.8 6.14286.0 7.44287.2 8.69287.8 10.01 Metha, Sloan[57]甲基环戊烷278.2 2.64278.6 2.94279.0 2.97279.7 3.29280.35 3.74282.2 4.61283.0 5.00283.2 5.30285.2 6.65287.0 8.62 Metha, Sloan[57]甲基环己胺275.6 1.60277.6 2.14279.4 2.69281.2 3.36 Becke等[58]甲基环己胺280.2 3.00280.6 3.20285.6 6.00289.6 10.20290.4 11.20 Thomas, Behar[55]甲基环己胺282.6 3.99284.2 4.62286.4 6.47287.4 7.61数据来源组成温度(T) 压力(MPa)289.2 8.82290.2 10.50 Tohidi等[59]甲基环己胺277.1 2.04279.9 2.95282.2 3.94283.4 4.61287.1 7.39 Metha, Sloan[57]二甲基环己胺275.8 1.87277.4 2.24279.4 2.82281.0 3.43 Metha, Sloan[57]顺-二甲基环己胺282.0 4.00284.4 5.29286.2 6.81287.4 7.63288.8 9.67290.0 11.32 Thomas, Behar[55]2,3-二甲基-1-丁烯275.7 2.53277.8 3.28279.53 4.09280.78 4.81 Thomas, Behar[55]3,3-二甲基-1-丁烯276.2 2.02277.6 2.42279.2 2.93281.42 3.87 Metha等[60]3,3-二甲基-1-丁烯275.8 2.85276.9 3.22278.4 3.88278.9 4.13279.6 4.57 Metha, Sloan[57]环庚烯275.1 2.11277.7 2.67279.2 3.05281.0 3.81 Metha, Sloan[57]顺-环庚烯276.9 2.08278.5 2.56280.0 3.01281.3 3.56 Lederhos等[61]金刚烷275.1 1.78276.9 2.17278.4 2.51数据来源组成温度(T) 压力(MPa) Hutz, Englezos[54]金刚烷275.2 1.79275.9 1.94277.6 2.30279.1 2.71 Thomas, Behar[55]乙烷基环戊烷280.2 3.59281.2 4.02283.2 5.16284.8 6.39286.4 7.93287.4 9.13 Thomas, Behar[55]1,1-二甲基环己胺280.2 2.00281.0 2.34282.4 2.82283.6 3.34285.8 4.30287.8 5.51288.8 6.06290.6 7.53291.8 9.07292.6 10.13293.2 11.53 Thomas, Behar[55]乙烷基环戊烷283.6 6.30286.0 8.90 Thomas, Behar[55]辛烷281.4 3.39284.1 4.62285.0 5.15286.8 6.54288.2 7.79289.2 9.15290.4 10.93 Thomas, Behar[55]辛烷282.4 4.21284.4 5.36285.8 6.29286.4 6.63287.4 7.55289.0 9.65290.4 11.650.1110压力,M P a温度,K图II-7 CH 4+新戊烷, 2.3-二甲基丁烷， 异戊烷, 己烷水合物(H 型)的生成条件110压力,M P a温度,K图II-8 CH 4+甲基环己胺，1,1-二甲基环己胺，乙烯基环己胺以及顺-2,3-二甲基环己胺水合物(H 型)的生成条件12345678910压力,M P a温度,K图II-9 CH 4+新戊烷, 2,3-二甲基丁烷, 新己烷水合物(H 型)的生成条件2. 三元混合物体系的水合物生成条件数据表II-24 CH4+C2H6+C3H8 (L w-H-V-L HC)水合物生成条件数据[18] xC1 xC2 T(k) P(kPa) 0.000 0.168 278.1 900 0.000 0.28 277.8 1080 0.000 0.435 279.9 1480 0.000 0.523 281.8 1740 0.000 0.689 284.3 2230 0.000 1.000 288.3 3330 0.000 1.000 288.3 3330 0.010 0.082 284.9 1500 0.020 0.181 284.2 1610 0.040 0.231 283.5 1680 0.042 0.549 283.7 2180 0.047 0.726 285.7 2730 0.000 1.000 288.3 3330 0.005 0.799 286.1 2730 0.007 0.716 284.8 2320 0.012 0.517 282.8 2020 0.017 0.314 280.1 1580 0.021 0.189 281.7 1240 0.000 1.000 288.3 3330 0.026 0.000 282.8 1030 0.030 0.677 285.9 2820 0.035 0.616 285.1 2570 0.045 0.506 283.8 2380 0.058 0.365 284.9 2280 0.072 0.212 285.7 2210 0.078 0.148 286.9 2170 0.087 0.054 287.4 2120表II-25 CH4+C3H8+i-C4H10(L w-H-V-L HC)的水合物生成条件数据[49] T(K) P(kPa) CH4C3H8i-C4H10 276.2 220.6 0.261 0.000 0.739 276.2 248.2 0.155 0.106 0.739 276.2 262.0 0.123 0.194 0.683 276.2 303.4 0.000 0.369 0.631 279.2 398.0 0.511 0.000 0.489 279.2 458.5 0.201 0.085 0.714 279.2 495.0 0.092 0.279 0.629 279.2 543.3 0.128 0.542 0.330 279.2 576.4 0.128 0.737 0.135T(K) P(kPa) CH4C3H8i-C4H10279.2 606.7 0.102 0.851 0.047279.2 674.0 0.01 0.990 0.000281.2 585.1 0.620 0.000 0.380281.2 621.9 0.242 0.071 0.687281.2 668.8 0.187 0.393 0.420281.2 723.9 0.150 0.569 0.281281.2 773.6 0.126 0.814 0.060281.2 832.0 0.030 0.970 0.000表II-26 CH4+C3H8+n-C4H10(I-H-V- L HC,L w-H-V-L HC)的水合物生成条件数据[49] T(K) P(kPa) CH4C3H8n-C4H10268.2 181.4 0.000 0.660 0.340268.2 216.5 0.349 0.407 0.244268.2 270.3 0.736 0.082 0.182268.2 362.7 0.840 0.027 0.127268.2 784.0 0.890 0.000 0.110275.2 315.8 0.000 0.834 0.166275.2 478.5 0.327 0.258 0.415275.2 523.4 0.922 0.051 0.027275.2 551.6 0.935 0.012 0.053275.2 1330.7 0.921 0.000 0.079281.2 821.9 0.111 0.889 0.000281.2 1048.0 0.686 0.206 0.108281.2 1206.6 0.836 0.090 0.074281.2 1834.0 0.942 0.018 0.040281.2 2643.8 0.965 0.005 0.031281.2 3441.0 0.985 0.000 0.015表II-27 CH4+C3H8+n-C10H22的水合物生成条件数据[62]相态T(K) P(kPa) ％CH4％C3H8％C10H22 L w-H- L HC287.5 2875 14.51 27.09 58.40287.8 4544 14.51 27.09 58.40288.1 6888 14.51 27.09 58.40288.7 10225 14.51 27.09 58.40289.2 13707 14.51 27.09 58.40 L w-H-V-L HC278.3 539 0.00 96.55 3.45278.2 525 0.00 94.88 5.12277.9 501 0.00 91.81 8.19277.4 443 0.00 80.71 19.29277.5 465 0.00 80.32 19.68276.7 391 0.00 72.16 27.84相态T(K) P(kPa) ％CH4％C3H8％C10H22 276.1 343 0.00 63.45 36.55275.0 269 0.00 19.90 50.10288.5 2241 10.32 74.47 15.21286.2 1806 8.26 59.76 31.97283.9 1338 6.41 46.40 47.19281.4 1014 5.01 .32.55 59.44278.8 758 3.92 27.91 68.17296.0 7122 33.64 57.19 9.17295.1 6585 29.38 51.10 19.52293.8 5702 25.78 45.55 28.68292.2 4826 22.39 39.91 37.70290.6 3951 19.32 34.87 45.81289.2 3427 17.01 31.06 51.93287.5 2875 14.51 27.09 58.40297.8 11597 44.66 38.46 16.88296.3 11370 42.74 24.93 32.33294.0 8763 34.95 20.48 44.58291.7 6764 29.09 17.08 53.83289.5 5426 24.68 14.51 60.82287.4 4344 20.75 12.23 67.02297.9 15031 72.08 25.72 2.20298.2 16886 59.53 21.01 19.46297.7 16251 53.41 19.00 25.59296.3 12763 45.37 16.20 38.42294.3 10336 39.44 14.07 46.49291.5 7936 32.86 11.74 55.40288.9 6019 26.83 9.68 63.53286.7 4847 22.72 8.19 69.09297.2 21788 86.60 8.60 4.80292.9 13121 55.42 5.62 38.96288.7 8019 41.00 4.02 54.98285.9 5868 32.12 3.16 64.71282.2 4302 25.36 2.50 72.14279.2 3151 19.36 1.90 78.74295.4 31027 91.50 0.00 8.50290.4 17079 58.48 0.00 41.50285.2 9350 42.47 0.00 57.53282.9 7116 34.52 0.00 65.48278.9 4702 26.90 0.00 73.10。

一、天然气水合物的形成条件天然气水合物是一种在极低温和高压下形成的天然气和水的复合物。

它主要形成于海底或极寒地区的冰层下方，具体的形成条件主要包括以下几个方面：1.温度条件：天然气水合物的形成需要极低的温度，在摄氏零下10度至零下20度左右的温度范围内，水分子能够与天然气分子形成结晶结构，形成水合物。

2.压力条件：高压也是天然气水合物形成的重要条件。

海底深层的巨大压力能够促进水合物的形成，使得天然气分子和水分子更容易结合。

3.适宜的气体组成：天然气水合物的形成需要适宜的气体成分，一般为甲烷等轻烃类气体。

不同的气体组成会影响水合物的形成过程和稳定性。

二、天然气水合物的分布规律天然气水合物主要分布在全球的冷海域和极寒地区，其分布规律主要受以下几个因素影响：1.海底地质构造：海底地质构造是影响天然气水合物分布的重要因素之一。

裂陷盆地、深海扇、海底隆起等不同地质构造对水合物的分布和储量都有一定影响。

2.沉积环境：海底沉积环境的不同也会对水合物的分布产生影响。

例如富营养的海域、富有机质的沉积环境更有利于水合物的形成。

3.气候环境：气候环境对水合物的分布同样有一定影响，寒冷气候和丰富降水的地区更容易形成水合物。

4.地球动力学作用：地球内部的构造和地质运动也会对水合物的形成和分布产生一定影响。

三、结语天然气水合物的形成条件和分布规律是一个复杂而又有待深入研究的课题。

随着人们对海底资源的深入挖掘，天然气水合物的开发利用将成为未来的重要方向。

对于天然气水合物的形成条件和分布规律的深入研究，不仅能够为天然气水合物资源的有效勘探和开发提供理论依据和技术支持，同时也对于保护海洋环境、促进海洋科学研究和应对气候变化等方面具有重要意义。

希望在未来能够有更多科研人员投入到天然气水合物的研究中，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。

四、天然气水合物的形成机制天然气水合物的形成机制涉及到天然气和水在特殊条件下的化学反应过程。

在海底或极寒地区的极低温和高压环境下，天然气分子和水分子发生相互作用，从而形成天然气水合物。

矿物岩石地球化学通报・研究成果・Bulletin of Mineralogy ,Petrology and G eochemistryVol.22No.3,2003J uly 收稿日期:2003204214收到,05215改回基金项目:国家自然科学基金项目(40073023)和中国科学院知识创新重要方向项目(KZCX32SW 2219)资助第一作者简介:陈多福(1962—),男,研究员,从事地球化学研究1天然气输送管线中水合物形成的边界条件陈多福1,张跃中2,徐文新111中国科学院广州地球化学研究所,广州510640;21青海石油管理局勘探开发研究院,甘肃敦煌736202摘　要:运用水合物形成的热力学相平衡模拟计算方法及根据输气管线中的天然气组成,确定了青海和甘肃输气管线中水合物形成的边界条件,提出预防水合物堵塞的热力学方法。

在青海和甘肃输气管线工作压力约为2.5～4.11MPa 的范围内,水合物形成最低温度约为1～5℃。

在27～5℃时,在体系中加入甲醇或增加盐度可有效地控制管线中水合物的形成。

在低于27℃的条件下,盐度和甲醇的联合应用,才能有效抑制输气管线中水合物的形成。

在温度低于0℃和压力为2.5～4.11MPa 的水合物热力学稳定范围内,降低输气管线中的水含量可有效地控制水合物形成而产生的堵塞。

关　键　词:天然气水合物;形成边界条件;输气管线;西气东输中图分类号:T K123 文献标识码:A 文章编号:100722802(2003)0320197205 天然气水合物是对经济发展和社会稳定具有重要战略意义的矿产资源。

估计全球天然气水合物中的碳量为10万亿吨左右,相当于全球已探明化石能源总碳量的两倍[1]。

同时,天然气水合物对全球碳循环和全球变化有重要的影响和控制作用,有资料表明55Ma 海底天然气水合物的分解引发了全球气候突然变暖[2,3]。

天然气水合物分解能引发海底沉积层液化,产生大面积海底滑坡[4～7]。