Фазовые состояния углеводородных систем. Фазовые диаграммы.

Углеводородные газы, подобно всем индивидуальным веществам, изменяют свой объём при изменении давления и температуры. На рис.1 представлена диаграмма фазового состояния для чистого этана. Каждая из кривых соответствует фазовым изменениям при постоянной температуре и имеет три участка: Ж,Ж+Г,Г. Штриховая линия М1М2К-кривая точек кипения этана. К1К2К- кривая точек конденсации (или точек росы). В точке К пунктирной линии кривые кипения(парообразования) и конденсации сливаются. Эта точка называется критической. При увеличении Р метан будет в газовом состоянии. С приближением температуры и давления к критическим значениям свойства газовой и жидкой фаз становятся одинаковыми, поверхность раздела между ними исчезает, и плотности их уравниваются. Следовательно, с приближением к критической точке по кривой начала кипения плотность жидкой фазы будет непрерывно убывать. Если же к ней приближаться по линии точек конденсации, то плотность пара будет непрерывно возрастать. Для индивидуальных углеводородов граничным давлением между жидкой и газовой фазой является давление упругости паров (при данной температуре), при котором происходит конденсация или испарение. Обе фазы (жидкость и пар) при данной температуре присутствуют в системе только в том случае, если давление равно упругости насыщенного пара над жидкостью. Давление, при котором газ начинает конденсироваться называется давлением насыщения для газа.

Фазовые превращения углеводородов можно также представить в координатах давление-температура рис.2. ОК – характеризует 2-х фазное состояние (Ж+Г). Из рис.2 следует, что путём соответствующих изменений давления и температуры углеводороды можно перевести из парообразного состояния в жидкое, минуя двухфазную область. Газ, характеризующийся параметрами точки А можно изобарически нагреть до температуры точки В, а затем, повысив давление в системе при постоянной температуре, перевести вещество в область точки С, расположенную выше критической точки К, и далее в область точки Д. Свойства системы при этом изменяются непрерывно, и разделения углеводорода на фазы не произойдёт. При дальнейшем охлаждении системы (от точки С до точки Д), а затем при снижении давления до точки Е вещество приобретёт свойства жидкости, минуя область двухфазного состояния.