Study on kinetic gas hydrate inhibitors and the mechanism of their synergistic additives

动态气体水合物抑制剂及其协同添加剂的机理研究

• 批准号: 22K04958
• 负责人: 村岡 道弘
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04958/
• 关键词: ガスハイドレート; キネティックインヒビター; 阻害剤; 一方向凝固法; フローアシュアランス; 相乗剤

本研究では、超低速の一方向凝固実験により、未解明である動的阻害剤(Kinetic Hydrate Inhibitor, KHI）の作用機構を解明する。これにより、有望なKHIの効率的選定、デザイン等が可能になると考える。また、弱いKHIは強いKHIと混ぜると、阻害効果を強める相乗剤として働くことが経験的に知られている。超低速実験と、高速実験の双方により、この相乗剤の作用機構も解明する。本研究により、弱いKHIと強いKHIの最適な混合比が理論的に計算できるようになると考える。以上により、新規KHI開発の飛躍的加速を達成する。2022年度は、超低速実験用一方向凝固装置を試作した。本実験は低温実験のため、装置への結露と霜の付着の問題が生じる。このため、これまでは空気が乾燥した冬季でも12日間の実験が限界であり、60日以上にわたる超低速実験は実施不可能であった。この問題の解決を新規に試作した装置で試みた。当初は透明アクリル製の密閉容器内に設置した低温ブロック側で結露が生じたが、アクリル容器の密閉性を高める試行錯誤を繰り返し、最終的にアクリル容器内にシリカゲルを設置するだけで結露を防ぐことに成功した。また、長時間の連続運転中の落雷による瞬間停電対策として設置した無停電電源装置(UPS)のテストを実施し、瞬間停電があっても、装置が健全に連続運転可能なことを確認した。以上により、超低速実験用一方向凝固装置が完成した。また、弱いKHIと、強いKHIを混合し、相乗剤の作用機構を解明するための一方向凝固実験を実施し、阻害効果の結晶成長速度依存性を調べた。これにより、弱いKHIにも、相乗剤として有効に機能するものと、機能しないものがあることが明らかになった。この結果を踏まえて、良い相乗剤の条件を考察・提案した。

在本研究中，我们将通过超低速单向凝血实验阐明一种先前未知的动力学抑制剂（Kinetic Hydrate Inhibitor，KHI）的作用机制。我们相信，这将能够有效地选择和设计有前景的 KHI。此外，根据经验可知，当弱 KHI 与强 KHI 混合时，它会起到协同剂的作用，增强抑制效果。我们还将通过超低速和高速实验阐明这种增效剂的作用机制。我们相信，这项研究将使从理论上计算弱KHI和强KHI的最佳混合比例成为可能。通过以上举措，我们将实现新川崎重工发展的大幅加速。 2022年，我们制作了用于超低速实验的单向凝固装置原型。由于本次实验为低温实验，存在设备结露、结霜的问题。为此，直到现在，即使在干燥的冬季，实验也被限制在12天之内，不可能进行持续60天以上的超低速实验。我们尝试使用新的原型设备来解决这个问题。最初，结露发生在安装在透明亚克力气密容器内的低温块一侧，但经过反复试验，提高亚克力容器的气密性，最终通过简单地在亚克力容器内安装硅胶来防止结露。这是非常成功的。此外，我们还对长期连续运行时针对雷击造成的瞬时停电而安装的不间断电源（UPS）进行了测试，并确认即使发生瞬时停电，系统也能继续正常运行。停电。通过以上步骤，完成了用于超低速实验的单向凝固装置。此外，我们将弱KHI和强KHI混合并进行单向混凝实验，以阐明增效剂的作用机制，并研究抑制效果对晶体生长速率的依赖性。这表明一些弱 KHI 可以有效地发挥协同剂的作用，而另一些则不能。基于这些结果，我们考虑并提出了良好增效剂的条件。

项目成果

スタヴァンゲル大学(ノルウェー)

斯塔万格大学（挪威）