摘要: 应用巨正则蒙特卡罗(GCMC)模拟方法研究了干气中的氢气、氮气、甲烷、乙烷和乙烯5种主要组分在ZSM-5分子筛中的吸附行为,得到了0~1 000 kPa压力范围内,温度分别为298 K和823 K下的纯组分吸附时的吸附等温线和吸附质分布。结果表明:与其它组分相比,乙烯在ZSM-5中的吸附量最大,在298 K、10 kPa下饱和吸附量达到3.05 mol/kg;各组分优先吸附在分子筛的直线型孔道中。由热力学计算结果可知,吸附过程中各组分的ΔG0(标准吸附吉布斯自由能变)<0,ΔH0(标准吸附焓变)<0,且ΔS0(标准吸附熵变)<0,表明模拟条件下的吸附是一个自发、放热且有序度增加的过程,低温有利于吸附,并且乙烯在ZSM-5分子筛上最容易吸附。对混合气吸附性质计算的结果表明,组分之间存在竞争吸附,竞争能力受温度影响,并且乙烯吸附不再占优势。在总压500 kPa下,298 K和823 K时竞争吸附能力最强的组分分别是甲烷和乙烷,与乙烯的吸附量之比分别为1.5:1和2.3:1。