Capítulo III Equilibrio líquido vapor

Capítulo III
Equilibrio Líquido -Vapor

3.1 SISTEMAS MULTICOMPONENTES

El área limitada por las curvas de puntos de burbuja y punto de rocío del diagrama de fases de un sistema multicomponente define las condiciones para que un gas y un líquido existan en equilibrio. Las cantidades y composiciones de las dos fases son diferentes a diferentes puntos de dicha área.
Para un sistemamulticomponente, otra variable debe ser adicionada al diagrama de fase la composición.
La ubicación de las líneas en el diagrama de fase dependerá de la composición
Recordemos que para una sustancia pura el diagrama de fases tiene tres ejes P, V y T. Está compuesto de una serie de superficies planas, cada una representa una fase o una mezcla de fases. La envoltura de la fase HCI es una superficie plana paralelaal eje de temperatura como se muestra en la fig. 1.

















Fig. 1: Diagrama P-V-T para sustancias puras (sistema de componente único)

En los planos de dos fases se tiene:
BDGH sólido más líquido
FGIJ sólido más vapor
HCI líquido más vapor (plano de forma irregular)
Para una mezcla multicomponente de sustancias esta envolvente de fase no está en un plano; tiene espesor. Lacomposición es la variable que refleja ese espesor. Ver fig. 2










Fig. 2: Diagrama de fase - Sistema Multicomponente

Esta figura es una proyección que muestra solamente la porción líquido-vapor del diagrama de fase completo.
En la Fig. 2 se observa lo siguiente:
Punto crítico:
La definición de un sistema de un solo componente no se aplica a sistemas de dos componentes.
El punto crítico essimplemente el punto al cual las líneas de punto de burbuja y rocío se juntan. Las propiedades del líquido y del gas son idénticas.
Cricondentérmico: temperatura máxima a la que líquido y vapor pueden coexistir en equilibrio. A a partir de ella no se puede formar el líquido aunque se aumente la presión.
Cricondenbárico: presión máxima a la que puede existir líquido. A partir de ella no se puede formar gasaunque se aumente la temperatura
Líneas de propiedad o calidad: son aquellas líneas que muestran porcentaje en peso del volumen de gas constante que intersectan al punto crítico (C) y son esencialmente paralelas a las curvas del punto de rocío y de burbuja. La curva del punto de burbuja representa 0% de vapor y la curva del punto de rocío representa el 100% de vapor
La Región Retrógrada estáubicada entre el Punto Crítico y el Cricondentérmico (Cricondentherm) y entre el Punto Crítico y el Cricondenbárico (Cricondenbar).
Condensación retrógrada
Este fenómeno propio de los reservorios de gas y condensado, es aplicable también a muchas situaciones que involucran equilibrios de fases a altas presiones, tanto en estudios PVT de laboratorio como en condiciones de reservorio.
Resumidamente, la"anomalía" de la condensación retrógrada se manifiesta en:
La condensación de líquido durante la expansión a temperatura constante de un gas (Donde el fenómeno "normal" es la condensación durante la compresión del gas).
La condensación de líquido durante el calentamiento a presión constante de un gas (Donde el fenómeno "normal" es la condensación durante el enfriamiento del gas).
Ocasionalmentela temperatura del reservorio cae entre el Punto Crítico y el Cricondentérmico (punto 1).





Fig. 3 Diagrama de fase mostrando las regiones de condensación retrógrada
La línea ABDE representa un típico proceso de condensación retrógrada isotérmico que ocurre en un reservorio condensado.
El punto A representa un fluido de fase única fuera de la envolvente de fase.
Mientras se disminuye lapresión, se alcanza el punto B donde comienza la condensación. Si se disminuye aún más la presión mas líquido se forma debido al cambio de pendiente en las líneas de calidad
El área retrógrada está gobernada por los puntos de inflexión de las líneas mencionadas. A medida que el proceso continúa fuera del área retrógrada, menos y menos líquido se forma hasta que el punto de rocío es alcanzado (punto...