反凝析現象:多組分體系在等溫降壓或等壓升溫過程中出現液體凝析的現象,稱為反凝析現象,也稱逆變現象。
基本介紹
- 中文名:反凝析現象
- 別稱:逆變現象
- 主體:多組分體系
- 領域:物理
產生原因,體系相特性,
產生原因
純組分的相特性
純組分的相特性經常用其P—T(壓力-溫度)、p—V(壓力-體積)相圖來表示,其中,p—T相圖鄉圖1。
圖1中有氣、液、固相。其中,線FH、HD、HC分別是固相與氣相、固相與液相和液相與氣相的平衡線,即在此溫度和壓力條件下相鄰的兩相呈平衡狀態。三相點日是各相中溫度和壓力的唯一交匯點,即在此條件下氣、液、固三相共存。
線HC從三相點日開始,至臨界點C為止。臨界點C的溫度、壓力稱為臨界溫度Tc和臨界壓力Pc。對於純組分,在臨界溫度Tc以上的任何溫度下,氣、液兩相不能平衡共存,用恆溫加壓的方法不能使氣體變為液體。
對於純組分,線HC有多種稱謂,例如氣液平衡線、沲點線、露點線、蒸氣壓線等,其意義都相同。
體系相特性
對於兩組分及多組分體系,就必須把另一變數——組成加到相圖中去。圖2為兩組分體系的相圖,由泡點線、臨界點和露點線構成的相包絡區位置取決於體系中各組分的蒸氣壓線和體系組成。在圖2也給出了純組分A及B的蒸氣壓線。低沸點組分A的蒸氣壓線在相包絡區的左側,高沸點組分B的蒸氣壓線在相包絡區的右側。
應注意圖2與圖1的區別。由於兩組分體系露點線(100%氣化率線)與泡點線(o%氣化率線)並不重合,因而在相包絡區內還有表示不同氣化率的等氣化率線或等蒸氣含量線(圖2中僅表示了90%氣化率線)。這些不同氣化率線均交匯於臨界點C,其位置隨體系的組分及其含量而變。
由圖2可知,兩組分體系在溫度高於臨界溫度Tc時仍可能有飽和液體存在,直至最高溫度點M為止。點M的溫度TM是相包絡區內氣、液能夠平衡共存的最高溫度,稱為臨界冷凝溫度。同樣,在壓力高於臨界壓力Pc時仍可能有飽和蒸氣存在,直至最高壓力點N為止。點N的壓力PN是相包絡區內氣、液能夠平衡共存的最高壓力,稱為臨界冷凝壓力。
由此可知,兩組分體系的臨界點C、臨界冷凝溫度點M和臨界冷凝壓力點N並不重合,而純組分的這三點是完全重合的。臨界冷凝溫度和臨界冷凝壓力取決於體系中的組分及其含量。
正是由於兩組分體系的臨界點C、臨界冷凝溫度點M和臨界冷凝壓力點N並不重合,在臨界點附近引起了一種奇特的反凝析(或稱反常冷凝、倒退冷凝)現象。即在臨界點附近的相包絡區內,等溫下降低壓力可以析出液體(見線JH),等壓下升高溫度會使蒸氣冷凝(見線LK)。因此,在兩組分體系相包絡區的臨界點C、臨界冷凝溫度點M和臨界冷凝壓力點N連線下面某一範圍內就會出現反凝析現象。而對於純組分,這是完全不可能的。
現以圖2中的兩組分體系為例進行分析。該體系在點J以上時為氣相,至露點線的點J時開始有凝液析出。然後,沿線JH等溫下降低壓力時穿過相包絡區中不同數值的等氣化率線,因而析出的凝液最初逐漸增多,達到某一最高值後則逐漸減少,至露點線的點H時全部氣化,在點H以下又成為氣相。從點H開始有第一滴凝液析出到某一點凝液達到最高值即為該等溫條件下的反凝析區。
應該指出的是,對於兩組分及多組分體系中只有當其溫度、壓力條件處於相包絡區的反凝析範圍內才會出現反凝析現象。