气体水合物科学与技术(第2版)_PDF下载[93MB-百度云]陈光进、孙长宇、马庆兰编著

本书特色

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本书介绍了水合物的结构和基本物性，水合物相平衡热力学及生成/分解动力学，水合物的控制技术，水合物固态储存和运输天然气技术，水合物法分离混合物技术，地层天然气水合物的分布规律，天然气水合物勘探开发方法，天然气水合物和气候环境间的关系等。

本书可以作为从事气体水合物研究人员的入门书，也可以作为从事气体水合物科学技术研究的科技人员和相关专业高校师生的参考书。

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内容简介

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本书介绍了水合物的结构和基本物性，水合物相平衡热力学及生成/分解动力学，水合物的控制技术，水合物固态储存和运输天然气技术，水合物法分离混合物技术，地层天然气水合物的分布规律，天然气水合物勘探开发方法，天然气水合物和气候环境间的关系等。
本书可以作为从事气体水合物研究人员的入门书，也可以作为从事气体水合物科学技术研究的科技人员和相关专业高校师生的参考书。

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作者简介

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陈光进，中国石油大学，中国石油天然气集团公司油层物理化学及渗流重点实验室副主任、油气藏流体相态重点研究室主任、中国石油油气藏流体相态重点研究室主任、水合物研究室主任。，教授、博导，主要从事高压流体相态和气体水合物方面的科学研究和技术开发。近年来主持国家自然科学基金重大项目课题1项、面上项目4项，“863”计划课题4项，省部级课题8项；发表论文百余篇，其中有70余篇被SCI收录。申请国内外发明专利30余项，其中已取得中国发明专利授权22项，国际发明专利2项；出版气体水合物专著1部、教材1部。2004年获中国石油化工协会科技进步一等奖，2010年获教育部自然科学奖一等奖，被国际大奖ENI Award提名为该奖2011、2012年度候奖人。指导的博士研究生1人获全国百篇youxiu博士论文奖。 2003年获霍英东青年教师基金，2005年入选教育部“新世纪youxiu人才支持计划”，2009年获得国家杰出青年基金。2007年被聘为“十一五”863计划海洋技术领域“天然气水合物勘探开发关键技术”重大项目总体专家。2000年被国际知名期刊“Chemical Engineering Science”聘为客座编辑；目前是《Current Physical Chemistry》的客座编辑，《Chinese Journal of Chemical Engineering》、《高校化学工程学报》和《The Open Thermodynamics Journal》的编委和天然气水合物专业委员会副主任。

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第1章引言11.1 气体水合物研究历史简介11.2 气体水合物研究的现实意义21.3 本书的基本内容4第2章气体水合物的晶体结构与基本性质62.1 气体水合物的晶体结构62.1.1氢键62.1.2冰的晶格结构72.1.3水合物的晶体结构特征72.2 客体分子对晶体结构的影响92.3 水合物结构测定技术102.3.1Raman光谱法112.3.2NMR波谱法132.3.3X射线多晶衍射法142.4 水合物结构研究进展182.4.1水合物结构受压力影响的相关研究192.4.2二元客体体系水合物结构与组成的关系202.4.3分解过程中水合物结构转化232.4.4H2参与生成的水合物的结构特征262.4.5H2气体分子在水合物晶格的扩散特征302.5 水合物的基本性质32参考文献34第3章气体水合物相平衡热力学373.1 经典van der Waals-Platteeuw型水合物热力学模型373.1.1van der Waals-Platteeuw模型(1959)383.1.2van der Waals-Platteeuw模型的改进463.1.3小结503.2 Chen-Guo水合物模型503.2.1局部稳定性和准均匀占据理论503.2.2水合物生成过程的动力学机理533.2.3基本热力学模型553.2.4多元气体水合物生成条件的预测593.2.5H型水合物的热力学模型623.2.6小结643.3 多元-多相复杂体系中水合物热力学生成条件653.3.1不含抑制剂的体系653.3.2含极性抑制剂的体系673.3.3含电解质(盐)体系713.3.4计算结果723.3.5小结793.4 多孔介质内水合物热力学生成条件803.4.1Clarke和Bishnoi模型803.4.2Klauda和Sandler模型823.4.3Chen和Guo模型843.4.4小结903.5 乳液体系水合物生成条件913.5.1亚稳态边界条件模型913.5.2计算结果与讨论933.5.3小结943.6 含水合物相的多相平衡计算模型943.6.1气-液-液-水合物四相闪蒸计算模型943.6.2气-水合物两相闪蒸计算模型1053.6.3小结109参考文献109第4章气体水合物生成动力学1144.1 水合物的成核动力学1144.1.1成核概念1144.1.2成核的微观机理1164.1.3成核过程推动力关联式1204.1.4成核诱导期测量与关联1214.1.5水合物成核动力学的发展方向1264.2 水合物生长动力学1264.2.1水合物晶体生长形态1264.2.2宏观生长动力学1344.2.3界面水合物生长动力学1484.2.4水合物生长动力学的悬浮气泡研究法1584.3 水合物生成过程强化方法1714.3.1喷雾1714.3.2鼓泡1724.3.3表面活性剂174参考文献182第5章气体水合物分解动力学1885.1 引言1885.2 冰点以上水合物的分解动力学特征1885.2.1加热分解动力学1885.2.2降压分解动力学1895.3 冰点以上水合物分解动力学机理及数学模型1935.3.1分解机理1935.3.2数学模型1945.4 冰点以下水合物的分解动力学特征1975.4.1纯水体系中CH4水合物分解动力学特征1975.4.2含SDS体系CH4水合物分解动力学特征1995.4.3含活性炭体系中CH4水合物分解动力学特征2005.4.4不同体系中CH4水合物分解动力学特征比较2015.4.5乙烯水合物分解动力学特征2035.4.6油水乳液体系CH4水合物分解动力学特征2045.5 冰点以下水合物的分解机理及数学模型2075.5.1水合物分解后的微观结构2075.5.2分解机理2085.5.3冰点以下水合物分解数学模型211参考文献217第6章油/气输送管线水合物防控技术2196.1 传统热力学抑制方法2196.1.1脱水技术2196.1.2管线加热技术2206.1.3降压控制2206.1.4添加热力学抑制剂2206.2 新型动力学控制方法2206.2.1动力学抑制剂(KHI)2216.2.2防聚剂(AA)2276.3 作者实验室研究成果2346.3.1KHI2346.3.2AA2376.4 现场油气田应用2456.4.1KHI2456.4.2AA247参考文献249第7章水合物法储运气体技术2547.1 不同天然气储运方式的对比2547.1.1管道运输2557.1.2LNG储运2557.1.3CNG储运2557.1.4ANG储运2557.1.5NGH储运2557.1.6其他储运技术2567.2 NGH技术经济性分析2567.3 NGH生成过程强化方法2587.3.1静态纯水体系中水合物生成状况2597.3.2水合物生成过程的物理强化2597.3.3水合物生成过程的物理化学强化2617.4 NGH储运工艺2707.4.1NGH生产工艺2707.4.2水合物的储存及运输工艺275参考文献277第8章水合法分离气体混合物技术2818.1 水合分离气体混合物技术研发进展2818.2 水合分离技术的潜在应用领域2828.3 水合分离气体混合物的模拟研究2838.3.1水合分离含氢气体混合物2838.3.2水合法分离C1、C2关键组分2888.4 水合法分离气体混合物的几个典型概念流程2988.4.1水合法分离高压加氢装置循环氢2988.4.2水合法分离催化裂化干气2998.4.3水合分离方法与深冷分离流程耦合改造传统乙烯分离流程3018.5 吸收-水合耦合分离技术3048.5.1吸收-水合耦合法分离原理3058.5.2吸收-水合耦合法分离沼气（CH4/CO2）3058.5.3吸收-水合耦合法分离IGCC混合气（CO2/H2）3088.5.4吸收-水合耦合法分离裂解干气（CH4/C2H4/N2/H2）3158.6 水合分离技术的研发与应用前景展望318参考文献318第9章天然气水合物资源分布3229.1 天然气水合物成藏模式3229.1.1海洋水合物成藏模式3229.1.2我国南海潜在水合物成藏模式3269.2 全球天然气水合物的储量3279.3 全球天然气水合物资源的分布及其特征3289.3.1天然气水合物资源的分布地点3299.3.2天然气水合物的分布特征3349.4 我国的水合物资源3399.4.1海洋水合物资源3399.4.2天然冻土带水合物资源3419.4.3我国的天然气水合物远景资源评价3429.5 小结343参考文献344第10章天然气水合物勘探技术35310.1 天然气水合物地球物理探测技术35310.1.1地震反演技术35310.1.2测井法35510.2 地球化学探测技术36010.2.1与天然气水合物相关的气体特征36010.2.2天然气水合物地层孔隙水的地球化学特征36110.3 保真取芯技术363参考文献364第11章天然气水合物资源开发技术36711.1 水合天然气开采的基本方法和原理36711.1.1降压法36711.1.2升温法37011.1.3注抑制剂法37111.1.4注气吹扫-置换法37211.1.5组合开采法37411.2 天然气水合物开采的实验和数值模拟方法37511.2.1天然气水合物开采模拟装置及实验研究37611.2.2天然气水合物数值模拟38211.3 天然气水合物开采的野外试开采进展38611.4 天然气水合物商业化开采面临的挑战和对策387参考文献389第12章气体水合物和气候环境39512.1 天然气水合物的稳定性与分解39612.2 天然气水合物的环境效应39812.2.1天然气水合物与全球气候变化39812.2.2天然气水合物与海底地质灾害40112.2.3天然气水合物与海洋生态环境40212.3 水合物技术在环境保护中的应用403参考文献404附录406附录1 气体水合物生成条件数据集406附录1-Ⅰ单组分体系的水合物生成条件数据406附录1-Ⅱ混合体系水合物生成条件数据419附录1-Ⅲ水合物在抑制剂和促进剂作用下的生成条件数据456参考文献490附录2 纯水体系水合物生成条件计算程序492