4.3. Давление насыщенных паров

Давлением насыщенного пара (ДНП) называют давление, при котором жидкость находится в равновесном состоянии при данной температуре со своим паром. Если это давление равно давлению системы, то соответствующая температура, при которой это равенство имеет место, называется температурой кипения вещества. В частности, если ДНП равно нормальному атмосферному давлению, то температуру, при которой это достигается, называют нормальной температурой кипения.

Давление насыщенных паров нефти, конденсата и нефтепродуктов до некоторой степени характеризует их испаряемость, наличие в нём легких компонентов, растворённых газов и т.д. Чем больше показатель ДНП, тем больше испаряемость вещества и тем большее присутствие в нём растворённых газов и лёгких (низкокипящих) компонентов.

Каждой жидкости при определённой температуре соответствует определённая упругость паров, возрастающая с ростом температуры. Если изобразить эту зависимость графически и соединить точки, соответствующие определённым давлениям при разных температурах, получатся кривые изменения давления в зависимости от температуры. Их называют кривыми испарения. Расположение и степень кривизны кривых испарения для различных летучих жидкостей различны. Зависимости между упругостью чистых паров и температурой для углеводородов, входящих в составы сжиженных углеводородных газов, приведены на рис 4.3.1 и в таблицах 4.3.1 и 4.3.2.

Таблица 4.3.1

Упругость насыщенных паров предельных углеводородных газов (алканов)

t, 0C	Упругость паров, МПа (абс.)
	Этан С2Н6	Пропан С3Н8	Изобутан i-С4Н10	н-бутан n-С4Н10	н-пентан n-С4Н10
-40	0,771	0,088
-30	1,050	0,164
-20	1,400	0,236
-10	1,831	0,338	0,107	0,068
0	2,355	0,466	0,153	0,102	0,024
10	2,982	0,629	0,215	0,146	0,037
20	3,721	0,833	0,294	0,205	0,058
30	4,460	1,080	0,394	0,280	0,081

Таблица 4.3.2

Зависимость плотности и удельного объёма алканов от температуры

t, 0C	Пропан С3Н8				Изобутан i-С4Н10				н-бутан n-С4Н10
	Удельный объём		Плотность		Удельный объём		Плотность		Удельный объём		Плотность
	Жид-сть, л/кг	Пар, м3/кг	Жид-сть, л/кг	Пар, м3/кг	Жид-сть, л/кг	Пар, м3/кг	Жид-сть, л/кг	Пар, м3/кг	Жид-сть, л/кг	Пар, м3/кг	Жид-сть, л/кг	Пар, м3/кг
-50	1,686	0,552	0,593	1,81	-	-	-	-	-	-	-	-
-40	1,721	0,383	0,581	2,61	-	-	-	-	-	-	-	-
-30	1,770	0,258	0,565	3,87	1,616	0,671	0,6190	1,49	-	-	-	-
-20	1,808	0,1825	0,553	5,48	1,650	0,510	0,6100	1,65	-	-	-	-
-10	1,845	0,132	0,542	7,57	1,684	0,329	0,600	2,50	1,626	0,624	0,615	1,602
10	1,946	0,074	0,514	13,60	1,756	0,169	0,5694	5,92	1,694	0,254	0,5902	3,94
20	2,004	0,056	0,499	17,74	1,794	0,126	0,565	6,95	1,715	0,215	0,583	4,65

Рис. 4.3.1. Упругость насыщенных паров сжиженных углеводородных газов.

1 – С₂Н₄; 2 – С₂Н₆; 3 – С₃Н₆; 4 – С₃Н₈; 5 – i-C₄Н₁₀; 6 – i-C₄Н₈; 7 – н-С₄Н₈; 8 – н-С₅Н₁₂.

Каждой температуре отвечает определённое давление. Следовательно, при двухфазной системе в условиях равновесия не происходит ни конденсация паров, ни испарения жидкости. Если поддерживать постоянную температуру и сжимать пар, находящийся над жидкостью, то происходит конденсация пара. И наоборот, если увеличивать объём, занимаемый паром, то продолжается испарение жидкости.