温度及压强对CO<sub>2</sub>-盐水系统界面张力的影响

季佳圆; 赵伶玲; 李偲宇

doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20161837

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温度及压强对CO₂-盐水系统界面张力的影响

表面与界面工程 | 更新时间：2025-12-10

- 温度及压强对CO₂-盐水系统界面张力的影响
- Temperature and pressure effect on interfacial tensions of CO₂-brine system
- 化工学报 2017年第7期页码：2880-2885
- 作者机构：
  
  东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室, 能源与环境学院,江苏,南京,210096
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.11949/j.issn.0438-1157.20161837
  中图分类号： Q021.2
- 网络首发：2017-07-05，
  
  纸质出版：2017-07-05
- 稿件说明：
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季佳圆, 赵伶玲, 李偲宇. 温度及压强对CO₂-盐水系统界面张力的影响[J]. 化工学报, 2017,(7):2880-2885. DOI: 10.11949/j.issn.0438-1157.20161837.

JI Jiayuan, ZHAO Lingling, LI Siyu. Temperature and pressure effect on interfacial tensions of CO₂-brine system[J]. CIESC Journal, 2017, (7): 2880-2885. DOI: 10.11949/j.issn.0438-1157.20161837.
季佳圆, 赵伶玲, 李偲宇. 温度及压强对CO₂-盐水系统界面张力的影响[J]. 化工学报, 2017,(7):2880-2885. DOI: 10.11949/j.issn.0438-1157.20161837. DOI：

JI Jiayuan, ZHAO Lingling, LI Siyu. Temperature and pressure effect on interfacial tensions of CO₂-brine system[J]. CIESC Journal, 2017, (7): 2880-2885. DOI: 10.11949/j.issn.0438-1157.20161837. DOI：

摘要

在超临界态CO2封存于深部盐水层过程中，温度、压强等控制条件是影响封存效率和封存量的重要因素。应用分子动力学模拟的方法对343～373 K和6～35 MPa范围内的CO2-NaCl盐水系统进行了界面张力（IFT）及界面特性的研究，分析了IFT随温度及压强的变化关系，并观测到了压力平衡点pplateau；从分子尺度（物质密度、界面过余量、界面水合物密度）分析了IFT随压强、温度的变化，以及pplateau产生的原因。结果表明，pplateau前压强升高或温度降低将导致CO2密度升高，IFT下降，而pplateau后IFT趋于稳定且受温度影响较小；CO2的界面过余量及界面处水合物数量随压强及温度变化，与IFT的变化相反；高压下界面水合物密度的饱和现象可能是pplateau产生的重要原因。

Abstract

Temperature and pressure are important effect factors of the efficiency and quantity of CO2 storage in the deep saline aquifers. Molecular dynamics (MD) simulation is applied to investigate the CO2-NaCl systems in 343-373 K and 6-35 MPa

the interfacial tensions (IFT) which are obtained from the simulations are consistent with experimental results and the pressure balance point pplateau are observed as well in this paper. Meanwhile

the interfacial tension variations with the temperature and pressure are analyzed and the reasons of pplateau from the molecular viewpoint are explained. The results show that the pressure rise and temperature decline will increase CO2 density and decrease IFT before pplateau

but after pplateau the IFT will be stable and less affected by temperature. In addition

the changes of CO2 surface excess and the hydrate quantities with temperature and pressure showed the opposite trend compared with IFT variations

the saturation phenomena of hydrates at the interface under high pressure may be the fundamental reason of pplateau.

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Temperature and pressure effect on interfacial tensions of CO2-brine system

DOI：10.11949/j.issn.0438-1157.20161837

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Temperature and pressure effect on interfacial tensions of CO₂-brine system