Так, в таблиці 8 представлені результати моделювання двофазної рівноваги поліетилену і води, і вуглекислого газу, а на малюнку 17 фазові діаграми цих сумішей.
Таблиця 7. Результати моделювання n-C100 + вода і n-C100 + CO2 при 433 К., HDPE - high density polyethylene)
nC 100 + водаn-C 100 + CO 2 P, MПaПлотность, гр / млМассовая частка H 2 OПлотность гр / млМассовая частка CO 2 Эксперимент10.580,0205420.73530.006250.540,0436520.78840.03470.043/0.022100.4620,0770330.78870.07270.08/0.065150.5110,109130.78490.1140.15/0.11
Малюнок 17. Фазова діаграма CO 2-nC 100 при 433 K з моделювання в Гіббс ансамблі
2.8 Визначення адсорбційних властивостей
Адсорбція в пористих матеріалах використовується не тільки в промисловості, але і в геофізиці для контролю очищення та захисту навколишнього середовища, очищення води і зберігання газів [10]. Процес адсорбції сильно залежить не тільки від використовуваного матеріалу, а й від структурних особливостей адсорбенту.
Методи молекулярної динаміки показали свою ефективність при доповненні та перевірці експериментальних даних адсорбції в твердих тілах. Однак, визначення параметрів силових полів для розрахунків потенційної енергії «гість - хазяїн» може бути важко і витратно в часі, особливо це стосується параметрів, що описують електростатичні взаємодії. Так, в для подолання цих труднощів був використаний метод Теорії Функціоналу щільності для генерування електростатичних потенціалів твердого тіла. А потім метод Монте-Карло в великий канонічний ансамблі для побудови ізотерм.
У справжньому розділі розглянемо адсорбцію суміші природного газу в фоязіте Na56Y 8) з використанням Великого Канонічного ансамблю та моделювання методом Монте-Карло. Фоязіти належать сімейству цеолітів, класу кристалічних нанопористих матеріалів, використовуваних як індустріальних адсорбентів.
Були використані наступні параметри моделювання: молекули С3H8, C4H10, C5H12 розглядалися як гнучкі, інші молекули - як жорсткі. Структура цеоліту, параметри Леннарда-Джонса і заряди були взяті з бази даних MedeA [15]. Решітка цеоліту розглядалася як нерухома, а примітивна комірка була розширена на 2? 2? 2, симетрія осередку P1. Було використано правило Лоренц-Бартелота [35] об'єднання розрізняються груп і підсумовування по Евальду для розрахунку електростатичного енергії. Для води був використаний потенціал SPS, для твердого тіла O-silicalite, Si-no-lj, Na-zeolite.
При виборі тривалості розрахунку діє наступне правило: моделювання адсорбції дасть сходиться результат, якщо число прийнятих тестових вкладень більше ніж середнє число молекул. У справжньому розрахунку було використано 1 млн. ітерацій для першого циклу і 2 млн. для другого.
Малюнок 18. Структура Фоязіта Na56Y
Малюнок 19. Адсорбційні ізотерми компонент суміші Бавлінского родовища при 308 К.
Таблиця 8. фугітівності компонентів суміші Бавлінского родовища при 300 K
КомпонентCH4C2H6C3H8C4H10C5H12N2CO2Фугитивность, МПа5.260.6670.3770.08240.02213.290.324
Малюнок 20. Кількість поглиненого речовини компонент суміші Бавлінского родовища в Фоязіте Na56Y при 308 К
На малюнку 19 представлені адсорбційні ізотерми компонентів суміші Бавлінского родовища при 308 К від 1 до 1...
