中文摘要：

提出具有一定国际影响的水合物生成机理和热力学模型。建立了水合物膜生长动力学研究实验方法，确定传热为膜生长速度控制步骤, 建立了适用范围宽广的水合物膜生长速率和膜厚度计算模型;研究了气体水合物在不同介质内的分解动力学特征，揭示了水合物自保护机制，建立具有较好通用性的分解动力学方程;对表面活性剂促进水合物生成的机理进行了深入探讨，取得了在水合区胶束增溶气体分子之能力显著提高并具有选择性、胶束增溶导致临界胶束浓度降低等有科学价值的发现。在水合物法分离和储存气体等具有原创性的应用技术开发方面取得较大进展，在提高水合速度、提高分离效率、保障流动、缩短流程等关键技术上取得了突破，获发明专利授权15项，成功完成水合分离中试实验。2001以来发表论文SCI收录45篇，SCI他引140次。研究成果获得过国家自然科学奖（四等）、中国石油和化学工业协会科技进步奖（一等），指导的博士生获全国百篇优秀博士论文1篇。

结论摘要：

根据计划任务书，针对天然气水合物勘探开发以及水合分离气体混合物和海底管线浆态输送等应用技术产业化等涉及的科学与工程问题开展系统研究，完成了预定的研究任务。在Energy and Env. Sci.、AIChE J.、Chem. Eng. Sci.等期刊发表SCI收录论文41篇，授权美国发明专利1项，授权中国发明专利13项，申请发明专利14项。获教育部自然科学奖一等奖1项，中国石油与化学工业联合会优秀图书奖一等奖1项、科技进步奖二等奖1项。取得的主要成果如下 (1)系统测定了水分散在固体孔穴中和分散在油相中时的水合物形成热力学条件，将水合物热力学模型扩展至微分散体系。(2)对气泡表面水合物膜横向生长、厚度生长以及形态变化规律进行了高清晰的显微、定量研究，取得了膜厚度和推动力成反比、不同水合物结构竞争生长等新发现，得出传热控制膜横向生长、水渗透传质控制膜厚度生长的结论，并建立了膜横向生长速率和膜厚度计算方程。利用分子动力学模拟手段对水合物的成核动力学机制、结构特征以及水合物和沉积物固相颗粒间的作用机制进行了分子层次的研究，取得了系列新认识。(3)建立了水合物成藏过程的一维和三维物理模拟装置（世界上最大的水合物物理模拟装置）。通过一维模拟，观察到了裂缝状、结核状和分散状水合物的形成过程。通过大型三维模拟，建立了水合物分布特征与气体运移方式和强度间的关系。建立了沉积物水合物声/电性质的测定装置和方法，系统测定了沉积物水合物形成过程中声速和电阻率的变化规律，发现沉积物水合物的声速不仅和饱和度有关，更与其和沉积物的胶结方式有关。 (4)开展了5种不同模式的水合物开采模拟，即降压、注热、注剂、注CO2及CO2/H2置换开采，取得了系统的实验数据。建立了水合物开采数值模拟方法。对注CO2置换开采水合甲烷的动力学机制进行了分子模拟研究。(5)提出吸收-水合耦合分离气体混合物的技术思想，以油包水乳液代替纯水，显著提高水合速度和分离系数，保障水合物的可流动性，消除制约水合技术产业化的瓶颈。开发建立水合分离工业试验装置，进行了初步的工业试验。(6)对油-气-水三相流动体系水合物形成和聚结机制进行大量的流动实验研究，取得了规律性认识。研制出绿色环保的水合物阻聚剂，建立阻聚剂半工业化生产装置，生产出吨级产品，已具进行海底管线试验条件。