一种超临界气体吸附势的简化计算方法与流程
本发明涉及非常规天然气领域，具体地涉及一种超临界气体吸附势的简化计算方法。
背景技术：
1、1814年de saussure(德·索绪尔)认为吸附剂表面存在对吸附质的引力；1914年euken(尤肯)将这种引力定义为吸附势；同年polanyi(波兰尼)在假设吸附相为不可压缩的液体，气相吸附质为理想气体的基础上，对吸附势理论进行了定量表征，提出了固气吸附体系吸附势的计算方程，即理想气体吸附势方程。吸附势理论已逐渐发展成为描述固气吸附过程的重要理论之一，并且随着页岩气产业的快速发展，吸附势理论在页岩气吸附领域得到了广泛应用。
2、现有的超临界气体吸附势通用方程参数涉及较多，计算过程复杂，在页岩气吸附领域的吸附势理论的应用过程中存在诸多不便。
3、本文件在量化评价页岩气吸附体系由超临界气体吸附势通用方程获得的超临界气体吸附势减去与相同温度、压力条件下由理想气体吸附势方程获得的理想气体吸附势的吸附势差值基础上，提出了适用于页岩吸附ch4(甲烷)/co2(二氧化碳)体系的一种超临界气体吸附势的简化计算方法，本该方法具有方程形式简单，参数少且获取过程简单，计算结果准确度高的特点。
技术实现思路
1、本发明旨在提出一种超临界气体吸附势的简化计算方法。
2、本发明的技术内容在于：
3、(一)一种超临界气体吸附势的简化计算方法，在理想气体吸附势方程的基础上，增加吸附势修正项；所述吸附势修正项为吸附势差值与吸附平衡温度构成的幂函数；其中，吸附势差值为由超临界气体吸附势通用方程获得的超临界气体吸附势减去由理想气体吸附势方程获得的理想气体吸附势得到。
4、(二)一种超临界气体吸附势的简化计算方法，方法如下：
5、
6、式中：εts为由简化方程获得的超临界气体吸附势，j/mo1；
7、r为通用气体常数，取值8.314j/(mol·k)；
8、t为吸附平衡温度，k；
9、ps为虚拟饱和蒸汽压，mpa；
10、p为气相压力，mpa；
11、atb为吸附势修正项，j/mo1；a，b为幂函数拟合参数，无量纲。
12、其中，所述吸附势差值的具体求解过程为：
13、δε＝εtrue-εideal (3)
14、式中：δε为吸附势差值，j/mo1；
15、εtrue为由超临界气体吸附势通用方程获得的超临界气体吸附势，j/mo1；
16、εideal为由理想气体吸附势方程获得的理想气体吸附势，j/mo1。
17、其中，所述由超临界气体吸附势通用方程获得的超临界气体吸附势εtrue的具体求解过程为：
18、
19、其中，
20、
21、式中：vm,pa为吸附相摩尔体积，cm3/mol；pa为吸附相压力，mpa；
22、vm,p为气相摩尔体积，cm3/mol；p为气相压力，mpa。
23、其中，所述吸附相摩尔体积vm,pa及气相摩尔体积vm,p的具体求解过程为：
24、
25、式中：pm为吸附质压力，mpa；vm为吸附质摩尔体积，cm3/g；
26、上式中，吸附质压力pm取值等于吸附相压力pa时，吸附质摩尔体积vm即等于吸附相摩尔体积vm,pa；吸附质压力pm取值等于气相压力p时，吸附质摩尔体积vm即等于气相摩尔体积vm,p。
27、其中，所述虚拟饱和蒸汽压ps的具体求解过程为：
28、
29、式中：pcr为吸附质临界压力，mpa；tcr为吸附质临界温度，k。
30、其中，所述吸附相压力pa的具体计算过程为：
31、
32、式中：k为与吸附体系有关的参数，无量纲；对于页岩吸附体系而言，k取值2.9。
33、其中，所述由理想气体吸附势方程获得的理想气体吸附势εideal的具体计算过程为：
34、本发明的技术效果在于：
35、本发明建立了一种超临界气体吸附势的简化计算方法，用于非常规天然气领域，页岩吸附ch4/co2体系的吸附势计算。本发明通过对相同吸附平衡温度与压力条件下，将由超临界气体吸附势通用方程获得的超临界气体吸附势减去由理想气体吸附势方程获得的理想气体吸附势得到的吸附势差值与吸附平衡温度进行幂函数拟合，建立了可以准确表征超临界气体吸附势的简化计算方法。本方法结构清晰，参数少，运算过程简单，计算结果准确，在页岩吸附ch4/co2体系的吸附势计算中具有广泛应用前景。
技术特征：
1.一种超临界气体吸附势的简化计算方法，其特征在于：在理想气体吸附势方程的基础上，增加吸附势修正项；所述吸附势修正项为吸附势差值与吸附平衡温度构成的幂函数；其中，吸附势差值为由超临界气体吸附势通用方程获得的超临界气体吸附势减去由理想气体吸附势方程获得的理想气体吸附势得到。
2.根据权利要求1所述超临界气体吸附势的简化计算方法，其特征在于：方法如下：
3.根据权利要求2所述超临界气体吸附势的简化计算方法，其特征在于：所述吸附势差值的具体求解过程为：
4.根据权利要求3所述超临界气体吸附势的简化计算方法，其特征在于：所述由超临界气体吸附势通用方程获得的超临界气体吸附势εtrue的具体求解过程为：
5.根据权利要求4所述超临界气体吸附势的简化计算方法，其特征在于：所述吸附相摩尔体积vm,pa及气相摩尔体积vm,p的具体求解过程为：
6.根据权利要求5所述超临界气体吸附势的简化计算方法，其特征在于：所述虚拟饱和蒸汽压ps的具体求解过程为：
7.根据权利要求6所述超临界气体吸附势的简化计算方法，其特征在于：所述吸附相压力pa的具体计算过程为：
8.根据权利要求7所述超临界气体吸附势的简化计算方法，其特征在于：所述由理想气体吸附势方程获得的理想气体吸附势εideal的具体计算过程为：
技术总结
本发明涉及一种超临界气体吸附势的简化计算方法。一种超临界气体吸附势的简化计算方法，在理想气体吸附势方程的基础上，增加吸附势修正项；所述吸附势修正项为吸附势差值与吸附平衡温度构成的幂函数；其中，吸附势差值为由超临界气体吸附势通用方程获得的超临界气体吸附势减去由理想气体吸附势方程获得的理想气体吸附势得到。本方法结构清晰，参数少且获取过程简单，运算过程简单，计算结果准确，在页岩吸附甲烷/二氧化碳体系的吸附势计算中具有广泛应用前景。
技术研发人员：薛培,梁全胜,高潮,尹锦涛,郝世彦,郭超,刘超,高栋臣,杨潇,陈奕奕
受保护的技术使用者：陕西延长石油（集团）有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23