CEJ/黄亚浩副教授团队在CO2-EOR方法表征方面取得最新成果

近日，我院黄亚浩副教授课题组在化学工程权威期刊《Chemical Engineering Journal》发表文章，论文第一通讯作者为黄亚浩副教授，论文第一单位为我院，文章揭示了在广泛温压条件下，通过拉曼光谱定量分析技术结合分子模拟表征CO₂在大分子烷烃中溶解和扩散的变化规律。Chemical Engineering Journal为中科院1区TOP期刊，近五年影响因子平均13.2。

CO₂提高原油采收率（CO₂-EOR）能够实现地下二氧化碳封存的可能性，从而同时应对能源需求和气候问题。本研究建立了一种原位方法，用于在广泛的压力-温度（P-T）条件下测量CO₂在十六烷烃中的溶解度。通过在已知体积的CO₂和十六烷烃混合后，将其置于硅毛细管中，并在特定P-T条件下达到平衡后，利用拉曼光谱进行检测，建立了CO₂在十六烷烃中的摩尔分数与拉曼峰面积比值之间的关系。结果表明，CO₂的溶解度随着温度的升高而降低，随着压力的增加而升高。为了补充实验数据，还进行了混合式大正则系综蒙特卡洛/分子动力学（GCMC/MD）模拟，以研究CO₂/十六烷烃体系的膨胀效应以及CO₂在十六烷烃中的扩散行为。模拟结果通过拉曼光谱、先前发表的CO₂溶解度数据以及基于遗传算法（GA）的预测模型进行了验证，三者高度吻合并相互印证。基于分子模拟结果，研究揭示了在类似体系的溶解度计算中考虑体积变化以提高预测模型精度的必要性。此外，与温度相比，压力对扩散系数的影响相对较小。最终，本研究为在广泛的P-T条件下测定多种流体溶解度的原位探测技术提供了解决方案，这些过程支持CO₂-EOR以及地下碳封存操作。

图文摘要：

文章链接：Xiuyan Liu, Yahao Huang*, Saeed Babaei et al., Experimental and molecular simulation of carbon dioxide solubility in hexadecane at varying pressures and temperatures, Chemical Engineering Journal, 502 (2024) 157721. https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.157721