甲烷在页岩上的吸附等温过程

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vantHoff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11.67～16.62kJ/mol，平均14.58kJ/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vantHoff方程计算甲烷在页岩上的极限吸附热为23.91kJ/mol。