甲烷在页岩上的吸附等温过程

【摘要】：为了从热力学角度研究页岩吸附甲烷的机理,通过容积法测定35,50和65℃时,0~12MPa下甲烷在页岩上的吸附等温线,采用考虑吸附相体积的修正Langmuir模型处理实验数据,并根据Clausius-Clapeyron方程和vant Hoff方程计算甲烷在页岩上吸附时的等量吸附热和极限吸附热。结果表明:甲烷在页岩上的吸附等温线具有Ⅰ型吸附等温线特征,修正Langmuir吸附模型较好地拟合了吸附数据,拟合的平均相对误差小于4.1%。根据等量吸附线计算的等量吸附热为11.67~16.62 kJ/mol,平均14.58 kJ/mol,说明页岩对甲烷的吸附为物理吸附,并且等量吸附热随甲烷吸附量的增大而非线性递减,表明页岩表面能量的不均匀性,甲烷分子优先吸附在页岩表面的高能吸附位。由vant Hoff方程计算甲烷在页岩上的极限吸附热为23.91 kJ/mol。 【作者单位】： 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室;中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室;
【关键词】： 页岩 甲烷 吸附 吸附等温线 吸附热
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51274214) 教育部科学技术研究重大计划资助项目(311008) 油气资源与探测国家重点实验室自主研究课题资助项目(PRP/indep-3-1108)
【分类号】：P618.13
【正文快照】： 随着我国经济持续稳定增长,未来几十年将是中国天然气产业发展的高峰期,常规天然气的勘探和开发已不能满足经济社会发展的需求[1]。页岩气是近期可实现经济规模勘探开发、资源丰富的非常规天然气资源[2]。页岩气的赋存方式以吸附态和游离态为主,含少量溶解气[3]。吸附态页岩气

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