羧甲基纤维素钠对CH₄水合物形成过程的影响

作者：**; 龙臻; 卢静生; 史伶俐; 梁德青; 颜文

来源：新能源进展, 2022, 10(03): 218-224.

DOI：10.3969/j.issn.2095-560X.2022.03.005

• 甲烷水合物
• 羧甲基纤维素钠
• 相平衡
• 拉曼

羧甲基纤维素钠（CMC-Na）是水基钻井液中的重要组分，为研究CMC-Na对天然气水合物热力学和动力学的影响，实验测量了质量浓度介于0.5%～1.5%的CMC-Na溶液中甲烷水合物的相平衡条件，以及275.2 K、6 MPa的初始条件下CMC-Na溶液中甲烷水合物的形成过程。研究结果表明，CMC-Na对甲烷水合物的热力学稳定性具有微弱的抑制作用，相同压力下相平衡温度降低了0.1～0.2 K。CMC-Na溶液中形成的甲烷水合物为Ⅰ型，水合物数为5.84～5.90。在CMC-Na溶液中，甲烷水合物形成所需的诱导时间大大缩短，表明CMC-Na对甲烷水合物的形成过程具有促进作用。在CMC-Na溶液中水合物生成所需气体消耗量呈阶段式增长。水合物转化率低于35%的情况下，已经生成的水合物没有对搅拌器叶片形成持续附着进而卡住搅拌器。因此，CMC-Na对甲烷水合物的热力学稳定性具有一定的负面影响，对水合物的形成具有一定的促进作用。另外，CMC-Na能够降低水合物生成过程中搅拌扭矩的波动，对维持搅拌的正常运行具有重要作用。

• 单位
  中国科学院南海海洋研究所; 中国科学院大学; 中国科学院广州能源研究所