摘要：低甲烷浓度煤层气提纯是煤层气资源开发利用的一个重要发展方向,但是甲烷回收率低是低甲烷浓度煤层气提纯技术急需解决的关键问题.为此,采用气体水合物方法对低甲烷浓度煤层气进行提纯实验研究,向反应体系引入环戊烷降低气体水合物相平衡条件并提高甲烷回收率.采用等温压力搜索法测定了低甲烷浓度煤层气在环戊烷-水体系中的水合相平衡数据,并在等温等压条件下研究了生长驱动力和环戊烷浓度对甲烷回收率的作用规律.结果表明：①环戊烷对低甲烷浓度煤层气生成气体水合物的相平衡条件具有显著的促进作用.②甲烷回收率随着生长驱动力的升高而减小,随着环戊烷浓度的升高而增大.压力升高后,氮气将与甲烷竞争进入气体水合物晶体,导致甲烷回收率下降;在283.4 K、2.6 MPa和13％环戊烷浓度的实验条件下,甲烷回收率高达46.1％.③经过二级水合分离后,煤层气的甲烷浓度从30％提高到了72％.该项成果为低甲烷浓度煤层气提纯技术的发展提供了基础数据和实验依据.

关键词：煤层气 低甲烷浓度 提纯 气体水合物 气体分离 

单位：“低品位能源利用技术及系统”教育部重点实验室·重庆大学; 重庆大学资源及环境科学学院