[科普中國(guó)]-汽液平衡比

汽液平衡比（Vapor-liquid equilibrium ratio）是指在一定的條件下，多元系的氣、液相呈平衡時(shí)，氣相和液相中組分R的濃度分別為y和x，它們的比值稱為汽液平衡比K。

簡(jiǎn)介汽—液平衡比，確定了溫度與壓力亦將確定對(duì)于某一給定組分的流體的汽相和液相的相對(duì)數(shù)值。用方程式的形式來表述，這—敘述可化為：

Ki=Yi/Xi

式中 K——汽—液平衡常數(shù)，

Y——在汽相中的克分子百分?jǐn)?shù)，

X——在液相中的克分子百分?jǐn)?shù)，

i——標(biāo)示某一特定組分的下角注。

汽—液平衡比的數(shù)值，或從此后這一數(shù)值被稱為平衡常數(shù)，取決于流體的壓力、溫度和組分。不同研究者已在廣泛的溫度與壓力范圍內(nèi)為許多不同的流體組分確定出K值范圍。這些K值在解決許多石油工程問題方面具有極其實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值，因?yàn)槿绻骋唤o定的地層流體的K值為已知的話，則在任一溫度與壓力下液相和汽相的相對(duì)數(shù)值便可計(jì)算出來。例如，這在確定生產(chǎn)揮發(fā)性原油的油藏的最佳分離器壓力方面其作用是無法估價(jià)的。K值應(yīng)用于油藏問題時(shí)的主要問題是每一種地層流體均不相同。為了確定絕對(duì)正確值，應(yīng)實(shí)際測(cè)定每一種地層流體的K值。幸而，許多地層流體的組分極其相近，已有了較為大量的K值的測(cè)定值，在多數(shù)情況下，合理的K值能從已出版的文獻(xiàn)中選定出來。1

K值過去曾把汽—液平衡比的數(shù)值，稱為汽液平衡常數(shù)，看來不夠確一切。因?yàn)镵值不僅與物質(zhì)的屬性、平衡組成有關(guān)，而且也隨壓力、溫度改變而變更，故稱為汽液平衡比更為恰當(dāng)。凡為輕組分富集于氣相中；為重組分，富集于液相中。汽液平衡比在蒸餾、吸收、汽提等過程的設(shè)計(jì)計(jì)算中應(yīng)用極為廣泛。2

相關(guān)概念氣相氣相：通常任何氣體均能無限混合，所以系統(tǒng)內(nèi)無論含有多少種氣體都是一個(gè)相，稱為氣相

液相液相：均勻的溶液也是一個(gè)相，稱為液相。液相是物質(zhì)呈現(xiàn)液體的狀態(tài)，且在這個(gè)系統(tǒng)里只有液體，沒有固相（即固體），也沒有氣體（即氣相：通常任何氣體均能無限混合，所以系統(tǒng)內(nèi)無論含有多少種氣體都是一個(gè)相，稱為氣相）。

組分?jǐn)?shù)獨(dú)立組分?jǐn)?shù)K（簡(jiǎn)稱組分?jǐn)?shù)）：以確定平衡體系中的所有各相成分所需的最少物種的數(shù)目，符號(hào)記作C或 K。

相律相律是反映體系內(nèi)自由度與組分?jǐn)?shù)和相數(shù)間關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式。系統(tǒng)中物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)完全均勻的部分。在多相系統(tǒng)中，相與相之間有明顯的界面，超過界面，物理或化學(xué)性質(zhì)發(fā)生突變。系統(tǒng)中所包含相的總數(shù)，稱為“相數(shù)”。表達(dá)式為：F=C-P+n

相圖分析在等壓下，如果將一種具有上臨界共溶點(diǎn)的部分互溶二元系加熱到某一沸騰溫度，并把泡點(diǎn)線和露點(diǎn)線畫出來，就可得到如圖所示的T-x相圖。

在分層區(qū)的左邊，AB為泡點(diǎn)線，AC為露點(diǎn)線，狀態(tài)1的液態(tài)與狀態(tài)2的氣態(tài)相平衡；在分層區(qū)的右邊，DE為泡點(diǎn)線，DC為露點(diǎn)線，狀態(tài)3的液態(tài)與狀態(tài)4的氣態(tài)相平衡。因?yàn)闋顟B(tài)B的液態(tài)與狀態(tài)C的氣態(tài)相平衡，同時(shí)狀態(tài)C又與狀態(tài)E的液態(tài)相平衡，所以狀態(tài)C點(diǎn)代表液-液氣三相共存的平衡點(diǎn)。從圖中可以看出,部分互溶系的泡點(diǎn)溫度小于每個(gè)組元純凈液的泡點(diǎn)溫度,所以可在一種液體里加入一種與之不能溶解的液體以降低其沸點(diǎn)溫度。3

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

王寧 - 副教授 - 西南大學(xué)