本发明涉及水合物领域，特别是涉及一种水合物密度及水合物数测定方法。
背景技术：
1、在海底高压低温条件下，co2可在沉积物的孔隙中运移并生成水合物，从而实现co2长期稳定的储存在海底。测定气体水合物的密度、水合物数等参数对正确认识水合物基础物性、评估天然气水合物资源量以及勘探开发具有重要意义。目前水合物密度通常采用经验值，或直接在理想状况下进行估算；而水合物数的测定通常在拉曼光谱、核磁共振等高昂且复杂的设备下进行，缺乏一种简单有效的测定方法。
技术实现思路
1、针对上述问题，本发明提供了一种水合物密度及水合物数测定方法，具有测量精度高，测量方法简单的优点。
2、本发明的技术方案是：
3、一种水合物密度及水合物数测定方法，包括如下步骤：
4、s1、准备反应釜、缓冲罐，在反应釜和缓冲罐之间连接恒压阀组，反应釜和缓冲罐内底部、外底部设置搅拌装置，顶部设置温度传感器和压力传感器，反应釜和缓冲罐放置于恒温装置中；
5、s2、记录初始时刻缓冲罐温度t1、压力p1、缓冲罐容积v1；反应釜所加溶液质量m与反应釜容积v2；计算得到初始时刻缓冲罐的气体物质的量n1；
6、s3、待反应釜内溶液充分反应生成水合物后，记录缓冲罐温度t1'、压力p1'，反应釜温度t2′、压力p2′，计算此时缓冲罐气体物质的量n′1；
7、s4、调节恒压阀使反应釜压力增加，待缓冲罐和反应釜内温度压力稳定后，记录此时缓冲罐温度t1”、压力p1”，反应釜中温度t2”、压力p2”；计算得到此时缓冲罐气体物质的量n″1，通过物料守恒计算反应釜内气相体积vg，得到所生成的水合物体积vh；
8、s5、通过s2-s4所得数据，计算生成水合物物质的量nh；
9、s6、根据s2-s5所得数据，计算水合物数n、水合物密度ρ。
10、所述步骤s2，初始时刻缓冲罐的气体物质的量计算公式如下：
11、
12、其中n1为初始时刻气体物质的量，p1为初始时刻缓冲罐的压力，t1为初始时刻缓冲罐温度，z1为初始时刻对应温度压力下缓冲罐内气体压缩因子，r为通用气体常数，v1为缓冲罐容积。
13、所述步骤s3，反应釜内溶液充分反应生物水合物后，缓冲罐的气体物质的量n1'计算公式如下：
14、
15、其中p1'、t1'分别为初次反应稳定后缓冲罐内的压力和温度，z′1为缓冲罐初次反应稳定后对应温度压力下的气体压缩因子，r为通用气体常数，v1为缓冲罐容积。
16、所述步骤s4，调节恒压阀使反应釜压力增加，待缓冲罐和反应釜内温度压力再次稳定后，缓冲罐气体物质的量n″1计算公式如下：
17、
18、其中p1”、t1”分别为再次反应稳定后缓冲罐内的压力和温度，z″1为缓冲罐再次反应稳定后对应温度压力下的气体压缩因子，r为通用气体常数，v1为缓冲罐容积；
19、根据物料守恒定律：
20、n′1+n′2＝n″1+n″2
21、
22、
23、
24、其中n'2为反应釜内溶液充分反应生物水合物后，反应釜内气体的物质的量，n″2为调节恒压阀使反应釜压力增加，待缓冲罐和反应釜内温度压力稳定后反应釜内气体物质的量，vg为反应釜内气相体积；
25、水合物体积vh计算公式如下：
26、
27、其中p2'、t2'分别为初次反应稳定后反应釜内的压力和温度，p2”、t2”分别为反应釜再次稳定后反应釜内的压力与温度，z″1、z″2分别为缓冲罐与反应釜再次稳定条件下的气体压缩因子，r为通用气体常数，v2为反应釜容积。
28、所述步骤s5，充分反应形成水合物物质的量nh的计算公式如下：
29、nh＝n1-n′1-n′2
30、其中n1为初始时刻气体物质的量，n′1为反应釜内溶液充分反应生物水合物后，缓冲罐的气体物质的量，n'2为反应釜内溶液充分反应生物水合物后，反应釜剩余气体的物质的量。
31、所述步骤s6，水合物数n、水合物密度ρ计算公式如下：
32、
33、ng＝nh
34、
35、mh＝mg·ng+ml
36、vh＝v2-vg
37、
38、其中nl为反应形成水合物所含水的物质的量，ng为反应形成水合物所含气体的物质的量，nh为生成水合物物质的量，m为反应釜所加溶液的质量，mh为反应形成水合物的质量，ml为反应形成水合物所含水的质量，ml为水摩尔质量，mg为气体摩尔质量，vh为反应形成水合物的体积，v2为反应釜容积，vg为反应釜内气相体积。
39、本发明的有益效果是：
40、装置结构简单，操作方便，测定数据准确，通过实验测定数据，计算实际反应过程水合物密度和水合物数，计算过程理论可靠。
1.一种水合物密度及水合物数测定方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种水合物密度及水合物数测定方法，其特征在于，所述步骤s2，初始时刻缓冲罐的气体物质的量计算公式如下：
3.根据权利要求1所述的一种水合物密度及水合物数测定方法，其特征在于，所述步骤s3，反应釜内溶液充分反应生物水合物后，缓冲罐的气体物质的量n′1计算公式如下：
4.根据权利要求1或3所述的一种水合物密度及水合物数测定方法，其特征在于，所述步骤s4，调节恒压阀使反应釜压力增加，待缓冲罐和反应釜内温度压力再次稳定后，缓冲罐气体物质的量n”1计算公式如下：
5.根据权利要求1所述的一种水合物密度及水合物数测定方法，其特征在于，所述步骤s5，充分反应形成水合物物质的量nh的计算公式如下：
6.根据权利要求1所述的一种水合物密度及水合物数测定方法，其特征在于，所述步骤s6，水合物数n、水合物密度ρ计算公式如下：
