含杂质 CO2 的热物理性质与相行为：来自分子模拟的洞察
化学物理
2025-05-29 v1
摘要
通过实验确定 CO2 输送系统中常见各种组分的热物理性质极具挑战性。为克服这一挑战，我们对富 CO2 混合物进行了 Monte Carlo (MC) 和分子动力学 (MD) 模拟，以计算其在温度 (235-313) K 和压力 (20-200) bar 下的热物理性质，如密度、热膨胀系数、等温压缩率、热容、Joule-Thomson 系数、声速和粘度。我们计算了纯 CO2 以及以 N2、Ar、H2 和 CH4 为杂质 (1-10) mol% 的富 CO2 混合物的热物理性质，并与可用的状态方程 (EoS) 显示出良好的一致性。我们发现，在气相中，杂质会降低热膨胀系数、等温压缩率、热容和 Joule-Thomson 系数的值，而在液相和超临界相中这些值会升高。相反，杂质在气相中提高声速值，而在液相和超临界相中降低该值。我们提供了一个包含各种杂质的富 CO2 混合物的热物理性质详尽数据集，这将有助于设计安全高效的 CO2 输送系统。
引用
@article{arxiv.2505.22268,
title = {Thermophysical Properties and Phase Behavior of CO2 with Impurities: Insight from Molecular Simulations},
author = {Darshan Raju and Mahinder Ramdin and Thijs J. H. Vlugt},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.22268},
year = {2025}
}