發(fā)布時(shí)間：2018-06-24 09:57

  本文選題：蒙脫石 + 甲烷��； 參考：《石油學(xué)報(bào)》2016年08期

【摘要】：利用蒙特卡羅方法研究甲烷在蒙脫石中的吸附行為,構(gòu)建了蒙脫石狹縫孔模型,討論了不同孔徑、溫度、含水量和組成對(duì)甲烷在蒙脫石中吸附行為的影響,揭示了甲烷在蒙脫石中微觀吸附機(jī)理。研究結(jié)果表明:甲烷平均等量吸附熱隨著孔徑增大而下降,且小于42kJ/mol,說明甲烷在蒙脫石中吸附屬于物理吸附;隨著壓力增大或孔徑減小,甲烷在孔中吸附逐漸由能量較高吸附位向能量較低吸附位轉(zhuǎn)移,造成甲烷吸附量增加;蒙脫石微孔中,甲烷吸附量隨著孔徑增大而增大,而中孔中,隨著孔徑增大而減小;甲烷分子在蒙脫石孔中吸附氣量所占比例隨著壓力增大或孔徑增大而呈下降趨勢(shì),當(dāng)孔徑大于6nm時(shí),蒙脫石孔中以游離氣為主;隨著溫度升高,甲烷等量吸附熱減小,甲烷在孔中的吸附逐漸由能量較低吸附位向能量較高吸附位轉(zhuǎn)移,造成蒙脫石對(duì)甲烷吸附能力降低;水分子在蒙脫石孔中受到范德華力和靜電能共同作用使其以定向方式堆積在孔壁表面,且水分子占據(jù)了甲烷分子吸附位和吸附空間,造成蒙脫石對(duì)甲烷吸附能力降低;多元組成競(jìng)爭(zhēng)吸附中,蒙脫石對(duì)氣體吸附能力大小的順序?yàn)槎趸肌⒓淄�、氮�(dú)?氮?dú)饣蚨趸嫉脑黾?會(huì)造成甲烷在氣相中摩爾分?jǐn)?shù)降低、甲烷吸附位的變化以及甲烷吸附空間減小,三者的綜合作用導(dǎo)致了蒙脫石對(duì)甲烷吸附能力降低。
[Abstract]:The adsorption behavior of methane in montmorillonite was studied by Monte Carlo method. The slit pore model of montmorillonite was constructed. The effects of pore size, temperature, water content and composition on the adsorption behavior of methane in montmorillonite were discussed. The mechanism of methane adsorption in montmorillonite was revealed. The results show that the average adsorption heat of methane decreases with the increase of pore size and is less than 42 KJ / mol, indicating that the adsorption of methane in montmorillonite is physical adsorption, and with the increase of pressure or decrease of pore size, the adsorption of methane in montmorillonite is a physical adsorption. The adsorption capacity of methane in the pore increases with the increase of pore size, but decreases with the increase of pore size in the mesoporous pore, and the adsorption capacity of methane gradually changes from the higher adsorption site to the lower energy adsorption site in the pore, which leads to the increase of the adsorption capacity of methane in the montmorillonite micropore, and the increase of the pore size in the mesoporous pore. The proportion of methane adsorbed gas in montmorillonite pore decreased with the increase of pressure or pore size. When the pore diameter was larger than 6nm, the free gas was dominant in montmorillonite pore, and the adsorption heat of methane decreased with the increase of temperature. The adsorption capacity of montmorillonite on methane gradually shifted from lower adsorption sites to higher adsorption sites, which resulted in the decrease of methane adsorption capacity of montmorillonite. Water molecules in montmorillonite pores are subjected to the joint action of van der Waals force and electrostatic energy, and water molecules occupy the adsorption sites and spaces of methane molecules, which results in the decrease of adsorption capacity of montmorillonite to methane. The order of adsorption ability of montmorillonite to gas is carbon dioxide, methane, nitrogen, and the increase of nitrogen or carbon dioxide will decrease the mole fraction of methane in gas phase. The change of methane adsorption site and the decrease of methane adsorption space resulted in the decrease of methane adsorption capacity of montmorillonite.
【作者單位】： 西南石油大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目(No.U1262209)和國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目(No.41602155)資助
【分類號(hào)】：TE31

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本文編號(hào)：2061135