[发明专利]一种CO2

说明书

本发明公开了一种COsubgt;2/subgt;水合物的生成促进方法及COsubgt;2/subgt;封存量的计算方法，所述生成促进方法包括如下步骤：(1)将促进剂溶液与COsubgt;2/subgt;加入反应器内密封；其中，所述促进剂溶液由如下百分比浓度的各组分构成：动力学促进剂：0.05‑1.0wt％；热力学促进剂：大于等于0.05mol％且小于2.0mol％；以及水：余量；(2)在预设条件下进行COsubgt;2/subgt;水合物反应，生成COsubgt;2/subgt;水合物，其经过两步反应：第一步：热力学促进剂与COsubgt;2/subgt;形成sII型COsubgt;2/subgt;‑THP水合物；第二步：所述第一步生成的sII型COsubgt;2/subgt;‑THP水合物为sI型COsubgt;2/subgt;水合物生成提供成核位点，生成sI型COsubgt;2/subgt;水合物。本发明的促进方法既能达到对COsubgt;2/subgt;水合物高效的促进效果，大大改善COsubgt;2/subgt;水合物生成动力学，提高COsubgt;2/subgt;封存量，又能尽可能地起到降低环境危害的作用。

技术领域

本发明涉及气体水合物、CO₂地质封存、低碳清洁环保技术领域，特别是涉及一种CO₂水合物生成的促进方法及CO₂封存量的计算方法。

背景技术

CO₂水合物是一种类冰状的晶体化合物，由水分子通过氢键结合构成笼型主体，CO₂气体分子通过分子间作用力填充在笼中。CO₂水合物在碳捕获、利用与封存技术(Carboncapture，utilization and storage，CCUS)中表现出巨大的潜力，具体表现为较高的储气能力，安全性和可持续性。在CO₂海底封存技术中，以CO₂水合物的方式进行封存相较于溶解法和液态CO₂封存法，在稳定性上具有明显的优势，首先海底低温、高压的环境可为CO₂水合物提供适宜的形成条件，其次海底沉积物中相对密封的特点可以使CO₂水合物长时间稳定保存。海底广阔的水合物靶区理论上可以长期稳定封存大量的CO₂，但是CO₂水合物生成动力学较为缓慢，热力学条件(尤其是海水体系中)相对苛刻导致水合物转化率较低，封存效率低下。

解决上述问题的关键是开发出高效的CO₂水合物促进剂。CO₂水合物促进剂包括动力学促进剂和热力学促进剂两大类，其中动力学促进剂是指不能改变CO₂水合物相平衡条件，但是能够降低水合物形成诱导时间，加快水合物生成速率的物质，CO₂水合物热力学促进剂是指可以参与水合物生成，使水合物的生成条件向高温低压(更温和的生成条件)方向移动的物质。目前应用于CO₂水合物动力学促进剂的物质主要有表面活性剂(如十二烷基硫酸钠)、氨基酸、纳米流体等，应用于CO₂水合物热力学促进剂的物质主要有四氢呋喃、环戊烷、1,3-二氧戊烷等物质。

最常用的表面活性剂类动力学促进剂如十二烷基硫酸钠，在CO₂水合物促进效果上具有较大的争议，不同的生成条件及反应设备等情况下对CO₂水合物的促进效果具有明显的差异，并且十二烷基硫酸钠等表面活性剂具有高泡性、难降解性、环境有害性等问题，限制了其实际应用。纳米流体促进剂制作成本较大，且其作为非均相促进剂，存在稳定性差等问题。氨基酸如蛋氨酸、亮氨酸等，作为一种新型环保型CO₂水合物促进剂，具有无毒无污染易降解等特点，并且具有高效的促进效果而具有广阔的应用前景，但是氨基酸单独作为促进剂使用时存在CO₂水合物生成诱导时间较长，储气能力不理想等问题。