亨利定律对混合油品馏程的影响

亨利定律对混合油品馏程的影响

在石油炼制过程中，馏程是一个重要的油品指标。本文将探讨亨利定律对混合油品馏程的影响，揭示混合油品初馏点和终馏点的变化规律。

说亨利定律之前，先来普及一下馏程这个概念。对于纯净的化合物而言，在特定的外压之下都会有其固定的沸点。例如，在1个大气压的条件下，水的沸点是100℃。

然而，油品是复杂的碳氢化合物混合物，其中不同分子结构的化合物按照沸点由低到高的顺序，会表现出一段连续的沸点范围，这就被称为沸程。在规定的条件下对油品进行蒸馏操作，所得到的温度范围就是某一油品的馏程。

在进行馏程测定的时候，温度计被插在蒸馏烧瓶顶部，温度计的水银仓大致在蒸馏烧瓶圆形容积上部的瓶颈下方，当我们看到第一滴冷凝液从冷凝器的末端落下的瞬间，所记录下来的温度计读数被称为初馏点。随着蒸馏过程的持续进行，当冷凝器收集到的馏出物体积分别达到10%、50%、90%的时候，所对应的温度都是油品的关键指标，需要记录下来。继续进行蒸馏操作，当蒸馏烧瓶最低点的最后一滴液体气化的刹那所观测到的温度，被叫做干点。虽然此时烧瓶内部已经没有液体了，但大家会发现，插在蒸馏瓶顶部的温度计温度仍然会继续上升，最后才开始下降，而在下降之前达到的最高温度就是终馏点。由于轻质油品具有挥发性，所以最后收集到的油品量通常会少于样品量，我们将这个差值记为损失量。而当对重油进行蒸馏操作时，蒸馏烧瓶中最后会有残留物质，并且还会出现分解现象，此时对应的温度点就被称为分解点。

这样，在馏程试验结束之后，我们通常会记录初馏点、10%、50%、90%的馏出温度、终馏点（或者干点）、残留量以及损失量这些数据。

好了，关于馏程我们就介绍到这里。那么，当第一滴冷凝液出现时所对应的蒸馏烧瓶顶部的温度，也就是初馏点，它到底意味着什么呢？在蒸馏烧瓶内部，液体受热之后挥发速度加快，随着加热的进行油品开始汽化，油汽沿着蒸馏烧瓶顶部插有温度计的瓶颈流过，然后从侧面进入冷凝管。在冷凝管壁上，油汽遇冷就像呼气时在玻璃上“哈”出一层水雾一样形成微水滴，这些微水滴不断凝结变大，沿着冷凝管滴落第一滴的那一刻，我们所读取到的温度计上的读数就是初馏点。实际上，在这个时刻之前，蒸馏瓶内的液体就已经开始部分汽化了，汽化后的轻组分在气相中达到一定的浓度之后，才能够在后续的过程中凝结成液体，这种滞后性就导致了温度计所读取到的初馏点实际上是略高于液体中最轻组分的沸点的。

那么，如果将两种不同的油品混合在一起，它们的馏程会发生怎样的变化呢？答案是混合后油品的初馏点比其中初馏点较低的油品要高，终馏点比其中终馏点较高的油品要低。尽管这个现象看起来很直观，但其中蕴含的道理却并不简单。

下面就该亨利定律登场了。

亨利定律可表述为：在一定的温度和压力下，气体在液体中的溶解度与气体分压成正比，与液体浓度成反比。应用在蒸馏过程中，可以通过控制塔顶和塔底的温度来控制气体的分压，进而控制产品的纯度和产量。

应用到蒸馏试验中，由于其处于常压的情况下，系统中液面上部的气相平衡浓度和该气相在液相中的摩尔分数之间的关系遵循P = Ex这个公式（其中E为亨利系数）。当两种油品混合之后，混合油中的轻组分浓度必定低于混合之前轻组分含量较高的那种油，也就是x变小了，按照公式P也就变小了。这样一来，初馏点时气相凝聚的时间就会延后，从宏观上看就表现为初馏点升高。而且，混合油相对于混合之前较重的那种油来说变轻了，在蒸馏过程中，重组分的油气分压降低，更容易被蒸馏出来，在宏观上就表现为终馏点降低。