不同季铵盐作用下的CO2水合物相平衡

• 作者: 门文欣 彭庆收 桂霞
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 水合物 相平衡 添加剂 相变潜热 Chen-Guo热力学模型
• 年，卷（期）: 2022,（4）
• 所属期刊栏目: 热力学
• 页码范围: 1472-1482
• 页数: 10页
• 分类号: O642.4+2
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20211624

摘要

CO2气体水合物形成热力学性质是实施海水淡化、沼气纯化、碳捕集和封存、能源利用、天然气储存等技术的关键。采用恒容温度搜索法，在温度272.75~294.35 K，压力0.35~4.50 MPa的范围内，探究了四种季铵盐促进剂对CO2气体水合物相平衡的影响。结果表明，相同条件下，季铵盐作用下CO2水合物的相平衡温度由高到低分别为：四丁基氟化铵（TBAF）>四丁基溴化铵（TBAB）>四丁基氯化铵（TBAC）>苄基三乙基氯化铵（TEBAC）。基于Clausius-Clapeyron方程，计算了不同体系的相变潜热，探讨了其对水合物稳定性的影响。可以看出，水合物的相平衡压力对数与温度倒数呈线性关系，其中，TBAF、TBAB作用下的CO2水合物相变潜热相接近且明显高于其他季铵盐，说明其促进效果最好，所对应的水合物生成条件也最为温和。利用Chen-Guo模型，结合PR状态方程和改进Joshi经验活度模型，分别计算了TBAF、TBAB、TBAC和TEBAC作用下CO2水合物热力学相平衡数据，计算结果与实验数据吻合良好，最大平均相对误差为7.50%。