基于PC-SAFT的多孔介质水合物相平衡预测与界面张力研究

本文主要探讨了基于PC-SAFT方程在多孔介质中预测水合物相平衡模型的应用。PC-SAFT（ Perturbed Chain Statistical Associating Fluid Theory）是一种微观分子级别的流体状态方程，它结合了van der Waals-Platteuw模型和毛细管Kelvin模型，用于模拟多孔介质中水合物系统的相行为。研究者针对甲烷水合物和CO2水合物，聚焦于它们在多孔介质环境中的形成条件，特别是界面张力的影响因素。 界面张力是研究的关键点，作者通过实验数据发现，随着温度的升高，界面张力呈现出单调上升的趋势，而孔径的增大则导致界面张力降低，两者之间存在明显的线性关系。这一发现有助于理解水合物在多孔介质中稳定性的变化规律。基于这些观察，研究人员提出了一个计算界面张力与温度和孔径关系的公式，并通过遗传算法进行优化，以提高模型的精确度。 通过优化后的模型，作者在考察的温度和孔径范围内，成功预测了甲烷水合物和CO2水合物的相平衡压力，与实验数据相比，预测误差分别为16.6%和27.6%，这表明模型在实际应用中有较高的预测准确性。研究还得到了国家自然科学基金、广东省博士启动基金等多个项目的资助，显示了该领域的科研价值和实用前景。 天然气水合物作为潜在的清洁能源，其形成条件和行为研究对于能源资源的开发和环境保护具有重要意义。本文的工作不仅提升了我们理解和预测水合物在多孔介质中的行为能力，也为天然气水合物的勘探、开采和利用提供了科学依据。