注二氧化碳置换天然气水合物反应速率常数二元线性预测方程

针对二氧化碳置换天然气水合物置换效率低、任意温度和压力下置换反应速率常数求取困难等问题,在填砂多孔介质中合成了水合物饱和度约为80%的实验样品,开展注二氧化碳定容置换与吞吐置换甲烷水合物实验。实验采用色谱分析确定置换过程中气样化学组分变化和置换率,基于化工热力学理论计算置换推动力,通过数据反演和多元线性回归建立置换反应速率常数的计算方程。结果发现,相同条件下,吞吐置换的置换率较定容置换平均提高45%,置换反应速率常数与温度和压力呈二元线性定量关系。基于此定量关系预测的置换反应速率与实验结果的误差小于5%,实现了任意温度和压力下置换反应速率常数的准确计算。