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Simulación molecular de adsorción y difusión de gas de esquisto en nanoporos de arcilla

Autores: Sui, Hongguang; Yao, Jun; Zhang, Lei

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2015

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Acceso abierto

Artículo científico
2015

Simulación molecular de adsorción y difusión de gas de esquisto en nanoporos de arcilla


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería de Sistemas

Palabras clave

Adsorción
Tamaño de poro
Arcillas montmorillonitas
Estructura de intercambio catiónico
Coeficiente de autodifusión
Temperatura

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 19

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El presente trabajo tiene como objetivo estudiar el comportamiento de adsorción y las propiedades dinámicas de CH en poros de esquisto de arcilla con o sin estructuras de intercambio catiónico en tamaños de 1.0 nm a 4.0 nm utilizando métodos de Monte Carlo canónico ampliado (GCMC) y dinámica molecular (MD). Las isotermas de adsorción de CH han sido investigadas mediante simulaciones GCMC a diferentes temperaturas y diversos tamaños de poro. En las arcillas de montmorillonita (MMT) sin estructura de intercambio catiónico, a partir del perfil de densidad, encontramos que las moléculas se adsorben preferentemente en la superficie y solo se observó una capa única evidente. La tendencia general dentro de los poros de esquisto es que con el aumento del ancho del poro, la cantidad adsorbida aumentará. Sin embargo, los poros más grandes muestran una densidad de exceso más baja y los poros más pequeños muestran una densidad de exceso más alta. El agua pre-cargada reducirá la sorción de CH. El coeficiente de autodifusión en el plano de CH, que se investiga mediante simulaciones de MD combinadas con la ecuación de fluido de Einstein, aumenta rápidamente con el aumento del tamaño del poro a baja presión. Bajo estas condiciones dadas, el efecto de la temperatura tiene poca influencia en el coeficiente de autodifusión en el plano. En las arcillas MMT con estructura de intercambio catiónico, el intercambio catiónico tiene poco efecto en la adsorción y autodifusión de CH.

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