导读

滨海与深海生态环境研究中心团队成员在Applied Energy上发表了一篇题目为“Film formation kinetics of Methane-propane hydrate on gas bubble in MEG and luvicap EG solutions”的研究论文。气泡作为一种水合物生长载体被广泛进行研究，其和可燃冰开采过程中水合物二次生长井口堵塞、深海油气输送安全保障、深海冷泉气泡羽流界面水合固碳等息息相关。气泡界面水合物生长动力学研究是了解这些过程的关键，将对如何通过把控关键因素调控其过程有十分重要的作用。

01 新的质量传递通道发现

作者发现在低于4000 ppm动力学抑制剂溶液中，气泡界面水合物膜上存在多相质地，水合物相和抑制剂聚集所形成的“坑”，这些“坑”被认为是增厚过程中新的质量传递通道，加速了水合物初期增厚生长，并随着增厚生长进行，”坑”逐渐被新的水合物填充并扩散，最终形成水合物膜区域单一相质地（图1）。

图1 LuviCap EG（动力学抑制剂）溶液中气泡界面水合物膜多相质地演变

坑状内水合物扩展速率和坑初始大小被计算，其值均随浓度增加而增大（图2）。

图2 坑初始大小及坑内水合物扩展速率

02水合物成膜抑制剂临界浓度确认

当抑制剂增加至8000 ppm时，水合物不再在气泡界面成膜，这是大量抑制剂吸附于水合物颗粒表面，阻碍了水合物在气泡界面聚集成膜，而在水溶液中形成松散的絮状水合物。在低于4000 ppm时，其能在气泡界面形成水合物膜，因此水合物成膜抑制剂临界浓度范围介于4000 ppm -8000 ppm。

图3 抑制剂溶液中气泡界面水合物生长的两种模式

总结SUMMARY

水合物膜内新质量传递通道生长规律解析及水合物成膜临界浓度确认将水合物多相流提供理论指导。过冷度仍然是控制气泡表面水合物生长的主导因素，在过冷度确定的条件下，抑制剂浓度在一定程度上能够调控其是否在气泡界面生成水合物、成膜的形态、质量传递通道等，其将为水合物抑制策略精细化调整提供最佳策略，最小化水合物堵塞风险，为深海油气开采以及流动安全保障保驾护航。

原文信息=Zeng Xin-Yang, Feng Jing-Chun*, Ke Wei*, Wang Jiang, Zhang Si, Xie Yan. Film formation kinetics of Methane-propane hydrate on gas bubble in MEG and luvicap EG solutions. Applied Energy, 2023, 330: 120301, https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2022.120301