表面活性剂运用之道:在天然气水合物中的作用

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　　摘 要：表面活性剂对天然气有十分重要的作用，表面活性剂可提高水合物的生成速率，方便天然气水合物的储存，还可以抑制水合物生成，这样保证天然气的正常生产和运输。因此，要重视表面活性剂在天然气中的应用。本文对表面活性剂与水合物的一般性质进行简要阐述，进而详细分析了表面活性剂对天然水合物生成的影响和抑制作用
　　关键词：天然气；表面活性剂；水合物；作用
　　
　　生活中许多事物，都是人们智慧的结晶。水合物具备一定的条件，可以生成天然气水合物，而表面活性剂又可以对天然气水合物的生成发挥作用。这些探究的成功，也是人们智慧的结晶。下面将具体讲述表面活性剂，对天然气水合物生成所起的作用。
　　一、表面活性剂与水合物的一般性质
　　表面活性剂是一种物质，它具有固定的亲水亲油基团，它能在溶液的表面进行定向的排列，还能使其表面张力下降。表面活性剂的分子结构是具有两亲性的，一边是亲水基团，另一边又是为憎水基团；另外，表面活性剂分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂。而离子型表面活性剂又分：阴离子、两性离子、阳离子。天然气水合物是一种类似结晶物质，它主要分布在深海沉积物中，通过天然气和水在高压低温条件下形成。因为它的外观看起来象冰一样，而且天然水合物遇火就可以燃烧，所以常常又被人被称作“可燃冰”、“气冰”或“固体瓦斯”。水合物又称水化物，是说含有水的化合物。水合物的范围十分的广泛。另外，水合物，它还是天然气中某些组分于水分在一定温度、压力条件下形成的白色晶体，外观看起来像致密的冰雪。
　　认识了表面活性剂、天然气水合物、水合物，就不难理解这三者的关系。它们是息息相关的。天然气水合物，是由水合物生成而来的，而表面活性剂又是这生成过程中必不可少的一种添加剂。
　　由于水合物要形成天然水合物，其本身需要具备哪些因素？主要有这样几点：一是物质，主要是水、甲烷、气体；二是空间；三是温压条件。天然气只要具备了以上的几个条件，就可以生成水合物。
　　表面活性剂，与水合物有什么关系呢？表面活性剂，与天然水合物有什么关系？在水合物形成天然水合物的过程中，添加表面活性剂，可以促进和抑制水合物的生成。表面活性剂对天然气水合物的生成中的作用，主要体现在两个方面：抑制和促进作用。下面主要也是从这两个方面出发，具体分析表面活性剂对天然气水合物生成的抑制和促进作用。
　　二、表面活性剂对天然气水合物生成的影响
　　水合物生成天然气水合物，可以方便储存，并且安全效果好。这是天然气水合物，较之水合物更优越，因此水合物生成天然气水合物，广受大众重视。因为天然气水化合物的占有如此重要的地位，所以表面活性剂对天然水合物生成又有促进和抑制的作用，因此，也占据着十分重要的地位。
　　表面活性剂对天然气水合物生成的影响的优越性有以下几点：
　　（一）不需要搅拌，在天然气水合物的生成过程中，搅拌容易引起一些问题，而且不易操作，而经过加入表面活性剂就可以省去这些不必要的麻烦。
　　（二）水合物生成天然气水合物，添加表面活性剂可以使生成的水合物自动沉积到反应壁上，这样避免了反应体系中水合物的分离以及水合物中静态水的分离过程。
　　（三）表面活性剂不仅仅可以促进天然气水合物的生成，还可以节省水合物的储存空间，因为天然气水合物比水合物更安全，更方便储存。
　　表面活性剂作为水合物形成的一种促进剂 ,水合物生成过程包括水合物晶体成核和晶体生长两个阶段。水合物晶体成核阶段是晶粒生成和溶解的过程，晶粒的溶解是为了形成更大尺寸的晶粒以保证晶核的继续生长,当晶核直径达到临界尺寸后 ,晶体成核阶段结束 ,水合物晶体进入生长阶段。表面活性剂可以缩短水合物的生成时间。
　　三、表面活性剂对天然气水合物生成的抑制作用
　　前面提到了表面活性剂对天然气水合物生成的促进作用，下面将探讨表面活性剂的抑制作用。为什么用表面活性剂来抑制天然水合物生成？因为水合物在生成天然气水合物后，天然气在流动的过程中，形成的水合物容易造成设备及管道堵塞，这样就影响了天然气水合物的正常运输和生产。此刻，就需要应用到表面活性剂的抑制作用。
　　抑制作用，跟生成作用一样，也就是表面活性剂的反聚结作用。在水合物中，加入一些质量浓度很低的表面活性剂，可以防止水合物晶粒的聚结。当然，必须强调一点，表面活性剂只是天然气水合物生成抑制作用抑制剂中的一种，并且这种抑制作用主要体现在管道运输过程中。下面具体分析表面活性剂对天然气水合物的抑制作用：
　　表面活性剂的反聚结作用，是在浓度很低的范围内进行，加入表面活性剂后能有效地防止水合物晶粒的聚结，这样可以使水合物晶粒在温度不是很低的条件下处于分散状态,并能降低水合物的形成温度。在不含表面活性剂的体系中, 悬浮在油料中的小水滴和油相中的气体生成大量的水合物粒子，最后聚结成块,将管道堵塞。而在表面活性剂的体系中，尽管油相中被乳化的小水滴也能和气体生成水合物，但生成的水合物被增溶在微乳中，难以聚结成块，而不影响管道运输。因此，可通过加入表面活性剂类抑制剂，使体系中的水形成稳定的油包水型乳状液，从而抑制水合物的生成，这种方法一般应用于液相体系。表面活性剂在接近临界粒子波度浓度下，对热力学性质没有明显影响，但与纯水相比，可降低质量转移常数从而降低水与客体分子的接触机会，减低水合物生成速率。
　　四、结语：
　　表面活性剂，利用天然气水合物生成过程中的特殊的界面特性,提高水合物的生成速率。同时，也由于具有增溶作用,所以可以抑制水合物的生成。这一促进和抑制作用，大大提高了天然气的利用效率。因为表面活性剂对天然气水合物生成的促进和抑制作用，既使天然气的生成更加快速安全，也使天然气的运输更加方便、安全。因此，应该重视表面活性剂在天然气水合物生成中的应用，充分发挥其作用，更好地进行天然气水合物的生成和运输，更好地服务社会，满足人们的生产生活。
　　参考文献：
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