二氧化碳在液态甲烷中溶解过程的分子动力学研究

摘要

带压液化天然气(PLNG)技术可显著提升LNG中CO_(2)的溶解度,但其溶解微观过程及机制尚未揭示。为此以CO_(2)和甲烷为研究对象,采用分子动力学模拟方法,系统研究不同温度下CO_(2)在液态甲烷中溶解度的变化规律与溶解机制。结果表明:CO_(2)在液态甲烷中的溶解度随着温度升高而增大,且随温度上升而增大的趋势越来越明显;CO_(2)溶解度发生变化的根本原因在于分子间的范德华力,其中的色散吸引力占据主导地位;随着温度升高,甲烷分子键长增长、CO_(2)分子键角弯曲幅度增大,二者分别从分子间距离增大与分子偶极矩的增大方面提高了分子间色散作用能,从而促进了CO_(2)的溶解。