第二章 溶液与相平衡 1.ppt

读点法——垂线法或平行线法 已知某点的位置，求该点组成。过三角坐标内的一点P作三边的垂线，垂线的高度即为相对顶点物质的相对含量。平行线法见图 找点法——平行线法 已知某点的组成，求该点位置。若已知xA=10%，xB=20%，xC=70%。 过A与a之间的10作一平行于BC边的线，再过B与b之间的20作另一平行于CA的线，两线交点即为所求的点Q，且该点的组成xC=70%。 D E F M N X Y 三、三组分体系相图 ①等含量规则 在等边三角形中，平行于一条边的直线上的所有各点均含有相等的对应顶点的组成。 三、三组分体系相图 重要规则 ②等比例规则 通过任一定点的直线上的各点，所含顶点组分的含量不同，而其他两个组分的含量的比例相同，如图2-25中，wB/wC=GI/HG=DC/BD ③联线规则——确定体系浓度变化范围 取3mol物质A和7mol物质B构成F的溶液（已知组成求点F）。若在F溶液中不断加C，则体系的组成如何变化？ 向体系中加入C后，体系中A、B的比例始终是3:7。连接FC，过FC上任一点作BC、AC的垂线a、b，a:b=3:7，因此， 当向F体系中不断加入C时，体系组成将沿FC的连线变化，这就是联线规则。即两体系混合在一起后的浓度值一定在两体系浓度的连线上。 F B A C a b G · 三、三组分体系相图 连线规则只能确定体系浓度的变化范围，而不能确定体系的具体位置。而靠杠杆规则能确定体系浓度点的具体位置。 三、三组分体系相图 ④杠杆规则 F B A C a b G · 若向F体系中加入5molC。设体系组成在G点，根据杠杆规则，nF·FG=nC·CG，FG/CG=nC/nF=5/10=1/2，即G点到C点的距离是G点到F点距离的2倍。 2. 三组分体系相图的制备 一对部分互溶 苯-水 两对完全互溶 水-乙醇、苯-乙醇 O d （1）在恒温恒压下，二者部分互溶，分为苯层（水的饱和苯溶液）和水层（苯的饱和水溶液），二者平衡共存，称为共轭溶液，其组成分别为b、c。 （2）加入乙醇，溶解达新的平衡b1、c1；继续加入乙醇，新的平衡组成分别是b2、c2，b3、c3，…，最后bi、ci合为一点K（为临界点）。 （3）连接bi、ci可得到一系列连线称为连系线或系线（由于乙醇在苯、水中不是等量分配，因此系线不平行于BC边），连接bb1b2…可得到水在苯中的溶解度曲线，连接cc1c2…可得到苯在水中的溶解度曲线。 三、三组分体系相图 c′ b′ xA(水) 相图讨论 （1）相区域：帽形区内为液液两相区，帽形区外为均相区。 （2）用相律解释相图： 帽形区外：P=1 F=3-P=2；组成变量xA、xB、xC中的两个。 帽形区内：P=2 F=3-P=1 组成变量xA(苯)、xB (苯) 、xC (苯)、 xA(水)、xB (水) 、xC (水)只要确定一个，其它5个就可确定。 若已知xA(水)，在AC边上找出该点，过该点作平行于BC边的平行线交苯的溶解度曲线于c′点，通过系线找出b′点，再由读点法分别查得六个组成变量。 三、三组分体系相图 三、三组分体系相图 C1 C7+ C2～C6 E F A B D C M V L 采油中用到的三组分体系相图的两相区常是气液相相互平衡。 一般将原油中易挥发组分视为第一拟组分，如C1，CO2, N2等，把中等挥发组分C2-C6视作第二个拟组分，把不易挥发组分C7+视为第三个拟组分。 EAC为泡点线，FBC为露点线 ，两者相交于临界点C，EACBF为相包络线。 3. 混相原理 C1 C7+ C2～C6 E F A B D C M V L 三、三组分体系相图 EACBF线以内为两相区，EACBF线以外为单相区。如给定某一种混合物D落在两相区内，说明在该组成下系统中既有液相也有气相。当气液达到平衡时，其饱和液体相组成为A，饱和蒸汽相组成为B，直线AB叫联系线。如果移动联系线到临界点C，则趋向一条切线(过C点)，该切线称为极限联系线。 该切线左边的V带呈气态，L带呈液态。V带和L带内的烃类混合物以任何比例均不能达成混相。该切线右边是M带，在M带内，混合物互相掺和而呈混相。 3. 混相原理 （1）温度对混相驱的影响 三、三组分体系相图 A B C K1 K2 K3 t1 t2 t3 图中的温度是t3 t2 t1。 温度不断升高，互溶程度加大，两液相共存的帽形区逐渐缩小。 对于一定组成的原油来说，小的相包络线更有利于形成混相驱 混相驱就是向油层中注入能与原油混相的流体。由于混相后仅为一相，因而两种流体间没有界面和表面张力。如果油和驱替液间表面张力完全消失，那么残余油饱和度就会降到最低值。混相方式有一次接触混相和多次接触混相。用于混相驱的