水合物的存在自发现起成为石油与天然气工业一项新的课题,其生成与分解均影响生产效率。在油气开采和管道输送过程中,由于高压和低温的作用,水合物颗粒容易在内壁表面团聚而堵塞。针对油气管道内天然气水合物堵塞的问题,合理抑制管道内水合物生成的关键是找出导致水合物快速聚结的因素。而分散剂的运用使水合物问题可控,并且在管道流体输送、气体水化和环境治理等工业条件下发挥出不可替代的作用。针对分散剂控制水合物生成/分解的研究仍十分缺乏,水合物在工业领域中的控制技术处于起步阶段。为掌握分散剂影响天然气水合物的规律,本文研究了分散剂在天然气水合物的反应过程中动力学、热力学的生成/分解机理,又重点将表面活性剂、固体颗粒展开分析,主要研究内容如下:（1）以山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯山梨醇单酸酐和十二烷基硫酸钠为分散剂,制备了两种白油乳液:S85+T20和S85+SDS。分析了含水率为40%时,乳化体系和颗粒体系中甲烷水合物堵塞的机理。比较了两者的水化反应诱导时间和现象,并通过聚焦光束反射测量观察了前30min粒径变化对水化反应的影响。结果表明,在S85+SDS乳液体系中加入颗粒可以显著缩短水化反应溶解气体的时间,而亲水颗粒体系在一定浓度下会减小液滴尺寸,抑制分子间的传热传质,延长水合物形成的诱导期。（2）通过添加纳米碳酸钙,研究了水合物的生成速率和生长形态。实验得出的结论是,当配制乳状液所用的颗粒量较少,水化反应生成固体晶核的速率明显提升;而当配制乳状液所用的颗粒量多,颗粒之间的碰撞加剧,导致生成晶核的速率减缓。通过计算甲烷气体的摩尔消耗量证实了这一现象。此外,这些粒子增加了体系中晶核的碰撞几率,可以作为水合物晶核的成核点。（3）以表面活性剂（Tween20）和固体（纤维素纳米晶,CNCs）多相混合体系中进行实验。跟传统表面活性剂吐温20比较起来,纳米晶纤维素的不同浓度对水合物的生成存在不同程度的抑制作用。CNCs对这一行为的影响可能是水合物存在一种促进抑制机制。不同浓度乳液下水合物形成和分解的结果表明,CNCs体系中甲烷的摩尔消耗量较低。通过对分解焓的研究,发现随着浓度的增加,系统在分解过程中吸收的热量越多。