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氣體水合物科學與技術(第2版)

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出版社：化學工業出版社出版時間：2019-11-01
開本： 16開 頁數： 508
本類榜單：自然科學銷量榜
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氣體水合物科學與技術(第2版) 版權信息

氣體水合物科學與技術(第2版) 本書特色

本書介紹了水合物的結構和基本物性，水合物相平衡熱力學及生成/分解動力學，水合物的控制技術，水合物固態儲存和運輸天然氣技術，水合物法分離混合物技術，地層天然氣水合物的分布規律，天然氣水合物勘探開發方法，天然氣水合物和氣候環境間的關系等。

本書可以作為從事氣體水合物研究人員的入門書，也可以作為從事氣體水合物科學技術研究的科技人員和相關專業高校師生的參考書。

氣體水合物科學與技術(第2版) 內容簡介

本書介紹了水合物的結構和基本物性，水合物相平衡熱力學及生成/分解動力學，水合物的控制技術，水合物固態儲存和運輸天然氣技術，水合物法分離混合物技術，地層天然氣水合物的分布規律，天然氣水合物勘探開發方法，天然氣水合物和氣候環境間的關系等。 本書可以作為從事氣體水合物研究人員的入門書，也可以作為從事氣體水合物科學技術研究的科技人員和相關專業高校師生的參考書。

氣體水合物科學與技術(第2版) 目錄

第1章引言1

1.1 氣體水合物研究歷史簡介1

1.2 氣體水合物研究的現實意義2

1.3 本書的基本內容4



第2章氣體水合物的晶體結構與基本性質6

2.1 氣體水合物的晶體結構6

2.1.1氫鍵6

2.1.2冰的晶格結構7

2.1.3水合物的晶體結構特征7

2.2 客體分子對晶體結構的影響9

2.3 水合物結構測定技術10

2.3.1Raman光譜法11

2.3.2NMR波譜法13

2.3.3X射線多晶衍射法14

2.4 水合物結構研究進展18

2.4.1水合物結構受壓力影響的相關研究19

2.4.2二元客體體系水合物結構與組成的關系20

2.4.3分解過程中水合物結構轉化23

2.4.4H2參與生成的水合物的結構特征26

2.4.5H2氣體分子在水合物晶格的擴散特征30

2.5 水合物的基本性質32

參考文獻34



第3章氣體水合物相平衡熱力學37

3.1 經典van der Waals-Platteeuw型水合物熱力學模型37

3.1.1van der Waals-Platteeuw模型(1959)38

3.1.2van der Waals-Platteeuw模型的改進46

3.1.3小結50

3.2 Chen-Guo水合物模型50

3.2.1局部穩定性和準均勻占據理論50

3.2.2水合物生成過程的動力學機理53

3.2.3基本熱力學模型55

3.2.4多元氣體水合物生成條件的預測59

3.2.5H型水合物的熱力學模型62

3.2.6小結64

3.3 多元-多相復雜體系中水合物熱力學生成條件65

3.3.1不含抑制劑的體系65

3.3.2含極性抑制劑的體系67

3.3.3含電解質(鹽)體系71

3.3.4計算結果72

3.3.5小結79

3.4 多孔介質內水合物熱力學生成條件80

3.4.1Clarke和Bishnoi模型80

3.4.2Klauda和Sandler模型82

3.4.3Chen和Guo模型84

3.4.4小結90

3.5 乳液體系水合物生成條件91

3.5.1亞穩態邊界條件模型91

3.5.2計算結果與討論93

3.5.3小結94

3.6 含水合物相的多相平衡計算模型94

3.6.1氣-液-液-水合物四相閃蒸計算模型94

3.6.2氣-水合物兩相閃蒸計算模型105

3.6.3小結109

參考文獻109



第4章氣體水合物生成動力學114

4.1 水合物的成核動力學114

4.1.1成核概念114

4.1.2成核的微觀機理116

4.1.3成核過程推動力關聯式120

4.1.4成核誘導期測量與關聯121

4.1.5水合物成核動力學的發展方向126

4.2 水合物生長動力學126

4.2.1水合物晶體生長形態126

4.2.2宏觀生長動力學134

4.2.3界面水合物生長動力學148

4.2.4水合物生長動力學的懸浮氣泡研究法158

4.3 水合物生成過程強化方法171

4.3.1噴霧171

4.3.2鼓泡172

4.3.3表面活性劑174

參考文獻182



第5章氣體水合物分解動力學188

5.1 引言188

5.2 冰點以上水合物的分解動力學特征188

5.2.1加熱分解動力學188

5.2.2降壓分解動力學189

5.3 冰點以上水合物分解動力學機理及數學模型193

5.3.1分解機理193

5.3.2數學模型194

5.4 冰點以下水合物的分解動力學特征197

5.4.1純水體系中CH4水合物分解動力學特征197

5.4.2含SDS體系CH4水合物分解動力學特征199

5.4.3含活性炭體系中CH4水合物分解動力學特征200

5.4.4不同體系中CH4水合物分解動力學特征比較201

5.4.5乙烯水合物分解動力學特征203

5.4.6油水乳液體系CH4水合物分解動力學特征204

5.5 冰點以下水合物的分解機理及數學模型207

5.5.1水合物分解后的微觀結構207

5.5.2分解機理208

5.5.3冰點以下水合物分解數學模型211

參考文獻217



第6章油/氣輸送管線水合物防控技術219

6.1 傳統熱力學抑制方法219

6.1.1脫水技術219

6.1.2管線加熱技術220

6.1.3降壓控制220

6.1.4添加熱力學抑制劑220

6.2 新型動力學控制方法220

6.2.1動力學抑制劑(KHI)221

6.2.2防聚劑(AA)227

6.3 作者實驗室研究成果234

6.3.1KHI234

6.3.2AA237

6.4 現場油氣田應用245

6.4.1KHI245

6.4.2AA247

參考文獻249



第7章水合物法儲運氣體技術254

7.1 不同天然氣儲運方式的對比254

7.1.1管道運輸255

7.1.2LNG儲運255

7.1.3CNG儲運255

7.1.4ANG儲運255

7.1.5NGH儲運255

7.1.6其他儲運技術256

7.2 NGH技術經濟性分析256

7.3 NGH生成過程強化方法258

7.3.1靜態純水體系中水合物生成狀況259

7.3.2水合物生成過程的物理強化259

7.3.3水合物生成過程的物理化學強化261

7.4 NGH儲運工藝270

7.4.1NGH生產工藝270

7.4.2水合物的儲存及運輸工藝275

參考文獻277



第8章水合法分離氣體混合物技術281

8.1 水合分離氣體混合物技術研發進展281

8.2 水合分離技術的潛在應用領域282

8.3 水合分離氣體混合物的模擬研究283

8.3.1水合分離含氫氣體混合物283

8.3.2水合法分離C1、C2關鍵組分288

8.4 水合法分離氣體混合物的幾個典型概念流程298

8.4.1水合法分離高壓加氫裝置循環氫298

8.4.2水合法分離催化裂化干氣299

8.4.3水合分離方法與深冷分離流程耦合改造傳統乙烯分離流程301

8.5 吸收-水合耦合分離技術304

8.5.1吸收-水合耦合法分離原理305

8.5.2吸收-水合耦合法分離沼氣（CH4/CO2）305

8.5.3吸收-水合耦合法分離IGCC混合氣（CO2/H2）308

8.5.4吸收-水合耦合法分離裂解干氣（CH4/C2H4/N2/H2）315

8.6 水合分離技術的研發與應用前景展望318

參考文獻318



第9章天然氣水合物資源分布322

9.1 天然氣水合物成藏模式322

9.1.1海洋水合物成藏模式322

9.1.2我國南海潛在水合物成藏模式326

9.2 全球天然氣水合物的儲量327

9.3 全球天然氣水合物資源的分布及其特征328

9.3.1天然氣水合物資源的分布地點329

9.3.2天然氣水合物的分布特征334

9.4 我國的水合物資源339

9.4.1海洋水合物資源339

9.4.2天然凍土帶水合物資源341

9.4.3我國的天然氣水合物遠景資源評價342

9.5 小結343

參考文獻344



第10章天然氣水合物勘探技術353

10.1 天然氣水合物地球物理探測技術353

10.1.1地震反演技術353

10.1.2測井法355

10.2 地球化學探測技術360

10.2.1與天然氣水合物相關的氣體特征360

10.2.2天然氣水合物地層孔隙水的地球化學特征361

10.3 保真取芯技術363

參考文獻364



第11章天然氣水合物資源開發技術367

11.1 水合天然氣開采的基本方法和原理367

11.1.1降壓法367

11.1.2升溫法370

11.1.3注抑制劑法371

11.1.4注氣吹掃-置換法372

11.1.5組合開采法374

11.2 天然氣水合物開采的實驗和數值模擬方法375

11.2.1天然氣水合物開采模擬裝置及實驗研究376

11.2.2天然氣水合物數值模擬382

11.3 天然氣水合物開采的野外試開采進展386

11.4 天然氣水合物商業化開采面臨的挑戰和對策387

參考文獻389



第12章氣體水合物和氣候環境395

12.1 天然氣水合物的穩定性與分解396

12.2 天然氣水合物的環境效應398

12.2.1天然氣水合物與全球氣候變化398

12.2.2天然氣水合物與海底地質災害401

12.2.3天然氣水合物與海洋生態環境402

12.3 水合物技術在環境保護中的應用403

參考文獻404



附錄406

附錄1 氣體水合物生成條件數據集406

附錄1-Ⅰ單組分體系的水合物生成條件數據406

附錄1-Ⅱ混合體系水合物生成條件數據419

附錄1-Ⅲ水合物在抑制劑和促進劑作用下的生成條件數據456

參考文獻490

附錄2 純水體系水合物生成條件計算程序492
展開全部

氣體水合物科學與技術(第2版) 作者簡介

陳光進，中國石油大學，中國石油天然氣集團公司油層物理化學及滲流重點實驗室副主任、油氣藏流體相態重點研究室主任、中國石油油氣藏流體相態重點研究室主任、水合物研究室主任。，教授、博導，主要從事高壓流體相態和氣體水合物方面的科學研究和技術開發。近年來主持國家自然科學基金重大項目課題1項、面上項目4項，“863”計劃課題4項，省部級課題8項；發表論文百余篇，其中有70余篇被SCI收錄。申請國內外發明專利30余項，其中已取得中國發明專利授權22項，國際發明專利2項；出版氣體水合物專著1部、教材1部。2004年獲中國石油化工協會科技進步一等獎，2010年獲教育部自然科學獎一等獎，被國際大獎ENI Award提名為該獎2011、2012年度候獎人。指導的博士研究生1人獲全國百篇youxiu博士論文獎。 2003年獲霍英東青年教師基金，2005年入選教育部“新世紀youxiu人才支持計劃”，2009年獲得國家杰出青年基金。2007年被聘為“十一五”863計劃海洋技術領域“天然氣水合物勘探開發關鍵技術”重大項目總體專家。2000年被國際知名期刊“Chemical Engineering Science”聘為客座編輯；目前是《Current Physical Chemistry》的客座編輯，《Chinese Journal of Chemical Engineering》、《高；瘜W工程學報》和《The Open Thermodynamics Journal》的編委和天然氣水合物專業委員會副主任。

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