地球・資源分野ショート講演

[2K0101-12-01] Modeling substitution behavior of guest molecules in gas hydrate

○Yuki Imai¹, Satoshi Otsuki², Hiromu Kusuda¹, Eishi Kusaka¹, Wataru Sugimura¹, Daiki Sugihara¹, Hajime Wakizaka¹, Ryoji Shirakawa¹, Koji Naito¹, Yuki Ueda¹ (1. Kyoto University, 2. Japan Oil, Gas and Metals National Corporation)

Keywords:CO2 hydrate regeneration, N2 cage penetration, N2 partial pressure, productivity improvement, carbon dioxide capture and storage

本研究はガスハイドレートにおけるゲスト分子の置換挙動の解明を目的とする。CH₄ハイドレート層からのCH₄回収手段の1つとしてCO₂-CH₄置換法が考案されている。これは、CO₂をCH₄ハイドレート層に送り込み、CO₂をCH₄と置き換える手法であり、生産性の向上やCCSの観点から有効な生産手段の候補と考えられている。また、CO₂と同時にN₂をCH₄ハイドレート層に圧入することで生産性の向上が確認されている。しかしながら、当手法を用いた際のゲスト分子の置換プロセスは未だ解明されていない。そこで、本研究では、実地条件を模倣する実験システムを実験室内に構築し、置換プロセスに影響すると考えられる混合ガス組成や圧力、温度などの物理的因子の特定やCH₄の回収率評価を行い、置換挙動の解明を図った。本研究の結果から、CH₄回収の増進においてN₂が効果的な因子であることが分かった。また、CH₄ハイドレート界面近傍におけるゲスト分子(CO₂ /N₂)の挙動において、CO₂はCH₄と置き換わる過程でCH₄ハイドレートの崩壊を伴う可能性が示唆され、N₂においてはCH₄ハイドレート構造が維持された状態でケージ内に侵入する可能性が示唆された。