第27卷第4期 辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2008年8月 Vol.27 No.4 Journal of Liaoning Technical University（Natural Science） Aug. 2008

文章编号：1008-0562(2008)04-0492-04

表面活性剂对瓦斯水合物生成诱导时间影响

孙登林1,2，吴 强1，张保勇1

（1. 黑龙江科技学院 安全工程学院，黑龙江 哈尔滨 150027；2. 辽宁工程技术大学 资源与环境工程学院，辽宁 阜新

123000）

摘 要：为了揭示表面活性剂在瓦斯水合物生成过程的促进作用规律，利用可视化水合物实验设备，研究了5组表面活性剂溶液体系（T40，1.0×10－3 mol·L-1；T80，1.0×10－3 mol·L-1；T40/T80，1.0×10－3 mol·L-1；SDS，10.0×10

－3

mol·L-1；SDBS，2.0×10－3 mol·L-1）中瓦斯水合物的生成过程，运用直接观测法测定了水合物生长的广义诱导

时间，结合建立的水合物诱导时间模型对实验数据进行了计算和分析。结果表明：表面活性剂的加入降低了溶液的表面张力，促进了烷烃类气体溶解，加快了晶核形成过程，缩短了水合物生成的诱导时间。该成果对运用水合物技术储运瓦斯具有一定理论价值。

关键词：瓦斯水合物；表面活性剂；诱导时间；瓦斯储运 中图分类号：TD 713 文献标识码：A

Effect of surfactant on induction time of gas hydrate formation

SUN Denglin1,2，WU Qiang1，ZHANG Baoyong1*

(1. Department of Safety Engineering & Technology, Heilongjiang Institute of Science & Technology, Harbin 150027, China; 2. College of Resource and Environment Engineering, Liaoning Technical

University, Fuxin 12300, China)

Abstract：To find out the acceleration effect of surfactant on the process of gas hydrate formation, gas hydrate

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formation processes in five groups of surfactant solution systems （T40，1.0×103 mol·L-1；T80，1.0×103

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mol·L-1；T40/T80，1.0×103 mol·L-1；SDS，10.0×103 mol·L-1；SDBS，2.0×103 mol·L-1）were investigated using the visual hydrate equipment, and the generalized induction time was measured by means of the direct observation method. The experimental data were calculated and analyzed combined with the calculation model of induction time. The results show that the addition of surfactant decreases the surface tension of the solution, which facilitates the gas dissolution, quickens the crystal nucleus formation, and shortens the induction time. The results are of important theoretical value to the mine gas storage and transport based on gas hydrate technique. Key words：gas hydrate；surfactant；induction time；mine gas storage and transportation

等方法，改善瓦斯水合物形成热力学条件，缩短水0 引 言

合物生成诱导时间，增大水合物生成速度，提高水

煤矿瓦斯（煤层气）是造成煤矿井下事故的主合物含气率，达到瓦斯固化储运的目的。

[1-3]

要原因之一，同时也是一种清洁能源，开发利用水合物技术应用的首要关键是促使瓦斯水合瓦斯资源，对改善煤矿安全生产条件、保护生态环物尽快生成，因此研究水合物快速高效生成的促进境、缓解常规油气供应紧张状况、实施国民经济可剂是当前的重点之一，进行不同类型表面活性剂对

[4]

持续发展战略等均具有重要的意义。 瓦斯水合物生成诱导时间影响研究十分必要。本文

鉴于瓦斯水合物（Gas Hydrate）具有含气率高、研究了4种表面活性剂（T40、T80、SDS、SDBS）

[5-8]

生成条件温和等优点，吴强等于2000年开始了构成的5组反应体系中瓦斯水合物生成过程，利用利用水合原理储运瓦斯技术的基础研究。该技术主直接观测法测定了不同表面活性剂溶液体系中水要机理是：在较低温度、较高压力条件下，采用向合物生成诱导时间。 反应体系中添加有利于水合物生成的表面活性剂

收稿日期：2006-12-22 基金项目：国家自然科学基金资助项目(50574038)；黑龙江省自然科学基金(B2007-10)；哈尔滨市科技创新人才专项基金资助项目(2007RFXXS050)；

国家安全生产监督管理总局安全生产科技发展指导性计划项目资助(07-03)。

作者简介：孙登林（1961-），男，黑龙江 友谊人，教授，博士研究生。主要从事煤层气水合化储运及矿井安全方面的研究。本文编校：于永江