![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Фазовые превращения
Углеводородные системы, как и другие системы, могут быть гомогенными или гетерогенными. В гомогенной системе все ее части имеют одинаковые физические и химические свойства. Для гетерогенной системы физические и химические свойства в разных точках различны.
Гетерогенные системы состоят из фаз. Фазой называется гомогенная часть гетерогенной термодинамической системы, ограниченная поверхностью раздела. Например, в гетерогенной системе одновременно содержатся лед, вода и водяной пар. В данном примере лед независимо от того, представлен он в виде одного куска или раздроблен на несколько частей, является одной фазой. Нельзя отождествлять агрегатные состояния с фазами. Агрегатных состояний всего четыре – твердое, жидкое, газообразное и плазменное. В многофазной системе различные фазы могут находиться как в разных агрегатных состояниях, так и в одинаковых (например, нефть и вода). Максимально возможное число сосуществующих фаз в системе с заданным числом компонентов фаз определяется из правила фаз Гибса. Согласно правилу Гибса число независимых интенсивных переменных, определяющих состояние термодинамической системы, находящейся в равновесии F определяется выражением:, (9.1)
где N – количество компонент в системе, m – фаза.
Под F подразумеваются такие независимые переменные как давление, температура и состав фаз.
Поскольку минимальное значение F = 0, то из формулы (9.1) получаем, что максимально возможное число сосуществующих фаз определяется: (9.2)
Для наглядного изображения фазовых превращений пользуются диаграммой состояния (фазовой диаграммой), представленной на рис. 9.1 и 9.2. На диаграмму наносятся кривые фазового равновесия в координатах давление и мольный объем или давление и температура. Кривой фазового равновесия называется линия на фазовой диаграмме, соответствующая состояниям равновесно сосуществующих фаз.
Фазовые диаграммы полезны для лучшего понимания закономерностей парожидкостного равновесия в системах природных углеводородов. Существуют отличия между особенностями фазового равновесия чистых веществ и систем, состоящих из двух и более компонентов. При фазовом равновесии однокомпонентной системы она расслаивается на фазы, состоящие только из данного чистого вещества, а если система состоит из двух и более компонентов, то в общем случае доли компонентов в равновесных фазах не совпадают, т.е. имеют различные составы. Это обусловливает возникновение уже для двухкомпонентных систем таких физических явлений, которые не наблюдаются для чистых веществ. Для систем с числом компонентов больше двух характерны многие физические явления, которые наблюдаются в бинарных системах. Поэтому закономерности, присущие парожидкостному равновесию многокомпонентных систем иллюстрируются на основе фазовых диаграмм бинарных смесей.
32.Влияние воды на фазовые превращение УВ. Природные газы и газоконденсатные смеси контактируют в пласте с остаточной водой коллекторов, а также краевыми и подстилающими водами. Вследствие этого газы в пласте содержат то или иное коли- чество паров воды. Концентрация водяных паров в газе зависит от давления, температуры и состава газа. Причины повышения давления начала конденсации углеводород- ных систем в присутствии паров воды можно объяснить исходя из общей теории фазовых превращений. Смесь паров воды с углеводородами можно представить в виде бинарной системы, один из компонентов которой (углеводород) обладает высокой летучестью паров, а другой (вода) — тяжелый компонент с меньшей летучестью. С повышением концентрации тяжелого компонента критическое давление системы всегда становится больше, чем критическое давление любого компонента, находящегося в смеси (кроме случая, когда один из компонентов преобладает настолько, что критические свойства смеси становятся близкими к свойствам инди- видуального компонента). Рост критического давления и темпера- туры сопровождается повышением давления начала конденсации в критической области. Соли, растворенные в воде, понижают парциальное давление паров воды в газовой фазе и поэтому влагосодержание газа, находя- щегося в равновесии с рассолом, уменьшается с ростом концентра- ции солей в воде. С увеличением молекулярной массы газа (с 16 до 30) влагосодер- жание его уменьшается в пределах температур и давлений, встреча- ющихся на практике незначительно (на 3—5%).
|