蒙脱石中天然气水合物的生成/分解机理研究

近年在我国南海神狐海域和青海省祁连山南缘永久冻土带发现天然气水合物实物样品，进行天然气水合物开采相关技术研究，对我国具有特殊的学术价值和战略意义。天然气水合物在沉积物（蒙脱石）中的生成/分解机理研究是开发自然界中天然气水合物资源的基础问题。本研究基于前期纯水中天然气水合物生成/分解研究的基础上，利用分子模拟技术，进行蒙脱石中天然气水合物生成/分解研究。系统研究天然气在蒙脱石中的扩散、吸附、生成/分解水合物等过程，得出吸附能、吸附等温线、扩散系数等微观性质，阐述蒙脱石中天然气水合物的生成/分解机理，确定孔径对其影响，进而模拟不同分解方法下蒙脱石中天然气水合物的分解过程，获得较优的分解方法，并筛选出较优的分解促进剂。同时利用天然气水合物开采综合模拟实验平台，进行蒙脱石中天然气水合物生成/分解实验研究，理论与实验相结合，为未来我国实地开采南海沉积物中天然气水合物资源提供基础实验数据和理论依据。

天然气水合物在沉积物（蒙脱石）中的生成/分解机理研究是开发自然界中天然气水合物资源的基础问题。本项目基于纯水中天然气水合物生成/分解研究的基础上，利用分子模拟技术与实验相结合，针对沉积物中多孔介质的特性，进行蒙脱石中天然气水合物生成/分解研究，解决自然界中天然气水合物资源开采的基础问题。项目系统研究天然气的主要成分甲烷在蒙脱石中的扩散、吸附、生成/分解水合物等过程，建立精确描述蒙脱石中甲烷水合物生成/分解的结构模型，获得多孔介质中水合物相平衡和动力学参数。实验微观表征以及模拟研究，分析蒙脱石表面、孔径以及结构对水合物形成和分解的影响，阐明多孔介质中水合物生成与分解机理，获取多孔介质中水合物生成与分解的传质规律以及影响机制。实验与模拟研究相结合，筛选获得较优的水合物分解促进剂，同时比较得出较优的分解方法，解决天然气水合物开采研究的难点问题，为我国海洋天然气水合物开采提供基础数据和理论支持。