研究課題
クラスレートハイドレートの生成・分解を活用した新規技術においては，海水からの水和物生成に関する知見が不可欠となる場合が多い．例としては海上ガス田での天然ガスハイドレート化による天然ガス輸送・貯蔵技術，海水淡水化，二酸化炭素の海域地中隔離などを挙げることができる．本研究では，ゲスト・海水界面に形成されるハイドレート結晶のモルフォロジーの多様性と成長速度とを実験的に解明する．昨年度までに，大気圧下での実験と高圧下の純粋メタン系での実験を実施し，本年度はメタン＋二酸化炭素混合ガス系，メタン＋デカン系における実験を実施した．メタン＋二酸化炭素系におけるハイドレートの結晶成長の理解は，二酸化炭素を多く含む酸性天然ガス資源の高純度化やコールベッドメタン，天然メタンハイドレート層への二酸化炭素注入による天然ガス回収などと関連して近年重要性を増している．2.5 MPa程度の高圧のメタン＋二酸化炭素雰囲気中に水滴を保持し，その滴表面（ゲスト／水の気液界面）における結晶成長を観察する実験を実施し，結晶モルフォロジーの多様性を詳細に顕微鏡観察した．メタン＋デカン系は天然ガスと石油が共存する原油生産パイプライン内の状況を単純化・モデル化したものと考えることができる．石油・天然ガスパイプライン中におけるハイドレート生成については北米や欧州の研究グループがオイルメジャーとの連携した研究として長年実施してきているが，実際に天然ガス＋石油共存系において生成するハイドレートの結晶成長に関する知見はきわめて限定的であり，現在考えられているハイドレート生成の物理モデルも観察事実に基づいているとは言いがたい．メタン＋デカン系つまり気体ゲスト＋油状液相＋水という気・液・液三相系における結晶成長の観察結果を得ることで，気・液系におけるハイドレートの結晶成長との差異を明らかにすることができた．
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Industrial & Engineering Chemistry Research
巻: Vol. 51, Issue 14 ページ: 5224-5229
