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“可燃冰”:天然气水合物“Flaming ice”: natural gas hydrate
天然气水合物Natural Gas Hydrate
它是在一定条件(合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、 pH 值等)下由水和天然气组成的类冰的、非化学计量的、笼形结晶化合物(Clathrate)
一种固态结晶物
外观象雪或松散的冰
遇火即可燃烧,故又称“可燃冰”。
比水轻,而重于烃类液体,- g/cm3之间,除热膨胀和热传导性质外,光谱性质、力学性质等同冰相似
天然气水合物Natural Gas Hydrate
它可用 M·nH2O来表示
M代表水合物中的气体分子,n为水合指数(也就是水分子数)。
组成天然气的成分如 CH4、C2H6、C3H8、C4H10等同系物以及CO2、N2、H2S 等可形成单种或多种天然气水合物。
形成天然气水合物的主要气体为甲烷
对甲烷分子含量超过 99 %的天然气水合物通常称为甲烷水合物(Methane Hydrate)。
气体水合物
水-水:氢键(hydrogen bond)

水分子“笼子(cavity)”
气体分子:CH4, C2H4, C2H6, C3H8, 
Ne, Ar, Kr, Xe, N2, H2S, CO2, 
气体水合物的类型
晶体类型
水分子数
晶穴种类
晶穴数
晶穴结构
I型
46
小
大
2
6
512
51262
II型
136
小
大
16
8
512
51264
H型
34
小
中
大
3
2
1
512
435663
51268
气体水合物的储气性质
储气能力: 110 kg甲烷/m3水合物
+
1 m3水合物
m3水
164 m3天然气

天然气水合物的发现
1810:发现气体水合现象
1930-1940:天然气的管线中常有甲烷气水包合物的结晶阻碍传输
1964:西伯利亚冻原区首次发现自然的甲烷气水包合物
1977:大西洋的震测探勘也发现深海的富含甲烷气水包合物的岩层
2000之后:致力于甲烷气水包合物的研究