Выпуск: 3 (49) , Год издания: 2023

Один из перспективных методов поиска залежей углеводородов является геохимическая съемка, заключающаяся в регистрации на поверхности Земли углеводородов, мигрирующих из залежи. При этом применяются пассивные концентраторы, содержащие сорбент. Пассивные концентраторы представляют собой заполненные сорбентом стеклянные или металлические трубки. В качестве сорбентов используют материалы, имеющие достаточную сорбционную емкость по отношению к исследуемым газам и обратимой десорбцией. После экспозиции сорбента в местах отбора (шурфах) производится анализ проб с помощью газового хроматографа. Актуальность задачи заключается в определении времени полной десорбции исследуемых газов (насыщенных углеводородов С1-С5) с сорбента при заданной температуре. В работе предлагается математическая модель термодессорбции углеводородов с объемного угольного сорбента. Для описания процессов массообмена использовалась модель Linear Driving Force (LDF), при этом учитывается существенную зависимость коэффициента десорбции от температуры и пористости сорбента. Новизна модели заключается в учете структуры волокон угольного сорбента. Зависимость коэффициента десорбции, а также коэффициента диффузии газов в сорбенте определяется законом Аррениуса. Получены аналитические зависимости для оценки времени десорбции в зависимости от физико-химических характеристик углеводородов и температуры. Проведены модельные расчеты для метана, десорбируемого с угольного сорбента на основе имеющихся литературных данных. Выявлены свободные параметры модели, которые необходимо определить экспериментально. Прежде всего, это энергия активации десорбции для рассматриваемых газов. Результаты работы могут быть использованы в области угледобычи для совершенствования методов поиска залежей углеводородов.