关键词:
N-甲基二乙醇胺
气体溶解
水合物
生长速率
宏观形态
摘要:
目的酸性气田开发气流中往往含有二氧化碳(CO_(2))和硫化氢(H 2S)等酸性组分,易形成天然气水合物(简称水合物),引起管道堵塞。解决酸性组分吸收剂对水合物作用机制不明确问题,为脱除酸性气体组分并防治水合物生成提供理论依据。方法采用恒温恒容法研究了N-甲基二乙醇胺(MDEA)溶液质量分数、搅拌状态及初始压力对CO_(2)气体吸收规律的影响、MDEA溶液对CO_(2)水合物生长速率和宏观晶体形态的影响,并与传统热力学抑制剂乙二醇(EG)效果进行对比。结果CO_(2)气体吸收量随MDEA溶液质量分数的增加表现为先增后减的趋势。开启搅拌和降低压力可加快CO_(2)气体的吸收速率,增加气体吸收量。在气液界面,水合物晶体以二维模式生长,并且MDEA可改变CO_(2)水合物的宏观形貌,增加其质量分数可显著增加CO_(2)水合物覆盖溶液表面的时间、降低CO_(2)水合物的生长速率。与EG相比,MDEA水合物的动力学抑制效果较差,但水合物膜覆盖时间较长,生长速率较慢。结论MDEA可与溶液中水分子形成氢键,与水合物竞争水分子,减少水的活性,同时,MDEA分子可与CO_(2)分子结合,与水合物竞争CO_(2),显著降低水合物生长速率。研究结果对酸性气体的分离捕获和天然气流动的安全保障具有理论指导意义。