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油气分离的机理是什么?影响各组分分压的因素是什么?

Ailing 2018-08-23 10:31:55
油气分离的机理是什么?
    一定油气混合物在一定温度下处于气液平衡状态时,其液相和气相的组成是一定的,体系的总压(体系的饱和蒸气压)也是一定的,体系的总压是其中各组分的分压之和。天然气中的轻组分有较大的挥发能力,而重组分的挥发能力则较小,所以在它们各自单独存在于相同条件下时,轻组分的饱和蒸气压较大,重组分的饱和蒸气压较小。在石油这种由轻、重组分形成的混合物中,轻组分一方面由于在系统中的含量较少(与纯态时相比),另一方面由于重组分分子的存在使其在液相中的分子受到的束缚作用大大增加从而导致其汽化速率大大下降,而与此同时,已汽化的轻分子液化(被液体分子捕集)的速率不增反降(分子间力增加所致),使得达到平衡时轻组分在气相中的分压将大大低于其单独存在于同温度时的饱和蒸气压。重组分分子则由于轻组分分子的存在而使其受到它周围分子的束缚作用被削弱,这种削弱有利于重组分从液相中的逸出,其对重组分的汽化的影响超过了重组分在液相中的含量减少的影响,使得上述多组分体系处于平衡状态时重组分在气相中的分压将超过其单独存在于同温度时的饱和蒸气压。将这种由于轻组分的存在而导致重组分的挥发性增加的现象称为携带效应。
    当降低上述多组分体系的压力(如排气)时,原有的平衡被破坏,汽化开始进行,但如此时体系中轻组分的含量仍高于某个临界值时,则轻组分的汽化速率仍将高于重组分。这样,随着汽化的进行,液相中轻组分的含量将不断减少,液相中分子间的束缚作用将不断增加,液相的挥发能力将不断下降,在达到新的平衡状态时,体系的总压将下降。需要指出的是,重组分在液相中受到的束缚作用随轻组分含量的减少增加的更快,因而,在新的平衡状态下,其在气相中的含量更低。从上述意义上说,由于及时排除气体有利于尽快减少液相中轻组分的含量,有利于降低所谓携带效应,从而可得到更多液体(原油),而且其中含有的轻组分也减少。所以,分离级数越多,液体的收获量越多。应该指出的是,也有学者是从分子运动的观点对分离机理进行解释。

影响各组分分压的主要因素是什么?
    在温度一定时,影响各组分的分压的因素主要有两个,一是该组分在液相中的含量,二是其挥发能力。液体的挥发能力取决于液体的分子间相互作用力的大小,分子间相互作用力越大,液体的挥发能力就越小,反之则相反。在分子结构相近(石油中的各组分即近似如此)时,分子间的吸引力取决于相对分子质量的大小,相对分子质量越大,分子间的吸引力越大