流体相平衡相图分类

      流体相图表述的是压力、温度、组成之间的关系，由于流体性质的差别，它们在不同条件下显现出的相行为也截然不同，总体上可将相图分为六大类（其中I至V类可以通过van der Waals方程定性描述，第VI类不能由其描述，此主要是具有较强氢键相互作用的系统），在大类下面还有小类，分类的原则主要是根据混合流体在高压下所形成的临界性质和相态进行的，六大类的基本压力-温度图如图（1）所示，纯物质的P-T曲线终止与各自临界点。图中各符号意义如下：

      绿色圆点——纯物质临界点；

      蓝色实心上三角——高温高压下液液共混上混溶点（UCEP）；

      蓝色实心下三角——低温低压下液液共混下混溶点（LCEP）；

      黑色线条——流体温度和压力的关系图；

      红色虚线——混合物临界点组合；

      单相区——仅单相流体存在，有且仅有一相；

       VL——汽液两相区；

       VLL——汽液液三相。

图（1） 相图的分类

      I类相图：该相图在能够涉及的温度和压力范围内，不存在液液平衡（即液相完全互溶），且临界曲线连续；在红色临界线上方为单相流体，下方为汽液两相平衡区；该类混合物主要由化学性质相似、分子大小差别不大的非极性物质或弱极性物质所组成，如甲烷-丁烷、氢气-甲烷等等体系。

      II类相图：该相图与I类相图相似，不同的是在较低压力和温度条件下存在液相互溶区，随着压力和温度的升高，液相又完全互溶，如二氧化碳-碳氢体系、水-氯化氢体系等等。

      III类相图：该相图与I类和II类不同的是，临界线有两个分支，一是从易挥发组份开始到上部混溶点结束，另一个是从难挥发临界点出发，但不与易挥发组份临界点相连接，而是产生了分裂。这种体系有水-苯、氨-氮等等。

      IV类型图：在中间温度范围出现液液部分互溶，易挥发组份临界点与上部混溶点相连，难挥发组份临界点与下临界混溶点相连，如乙烷-醇混合物、二氧化碳-硝基苯体系等等。

      V类相图：与IV类相似，只是在低温区有出现液液相分裂区，如甲烷-己烯、苯-聚异丁烯等等。

      VI类相图：该类型相图是独立于高温汽液临界现象之外的低温液液平衡，而且温度更低时有完全互溶了。产生这个现象的原因是不同组份间生成氢键，低温时氢键加强反而促进互溶，由于这种弱化学键的作用，范德华方程无法给出正确的描述。