相平衡是指在一定的条件下，处于平衡的不同相的温度、压力及各相中对应组份化学位相等，它们处于一种动态平衡状态，其描述的是不同组份在不同相间的分配极限。而流体相平衡则是指流体之间形成不同相间的一种平衡关系。

    在日常生活中，我们经常会观察或遇到流体相平衡的现象或问题，其不仅仅与工业过程息息相关，与我们的日常生活也关系密切。比如，我们日常生活中所使用的电热水壶或煮热水时，水总是在100摄氏度左右被煮沸，这是因为在常压下（通常为1atm或101.325kPa）水的沸点是100摄氏度左右（汽-液平衡）。也正因为如此，高压锅被带进了我们的生活，它利用水在较高的压力下对应着较高的沸点温度，从而使我们煮的食物能够很快的被煮熟。此外，水和油的相互混合是我们日常观察到的另一现场（液-液平衡），它们之间总存在一条明显的分界线，但是事实情况是水中可能溶解了很少的油，而油中又含有少量的水，它们相互共存；在北方的冬天里（一定条件下），河流中经常是冰和水共存，这就形成了另一种平衡，即液-固平衡，当气温发生变化，这种平衡会被打破。

气（汽）-液平衡（VLE）                           气（汽）-液平衡（带压VLE） 

液-液平衡（LLE）                                     固-液平衡（SLE）

    那么，在工业过程中，经常遇到的又有哪些相平衡问题呢？实际上，在一个工业过程中，除了少数反应装备、不涉及相变化的热换装备、流体输送过程等少部分与相平衡无关外，几乎所有其他的过程均与相平衡息息相关。在一个工业装置的投资中，对分离部分的装备投资往往超过70%，甚至达到80%~90%，由此可见相平衡对一个工业装置或过程的重要性是不言而喻的。

    在工业生产过程中，首先为了使物料达到特定的反应要求（包括浓度、温度、压力等），需要对物料进行预处理，这过程包括物料的预热、预分离等；其次，在物料进入反应装备反应后，绝大多数情况下获得的是流体混合物，而工业成品是纯度很高的纯物质；最后，反应获得的混合物必须进行精制处理，分离提纯所需要的产品。以乙烯装置为例，不同来源的原料需要预热、蒸发汽化后进入裂解反应器，获得的裂解气为非常复杂的碳氢-水混合物，后要经过冷却、预分馏、精馏等一系列工序，最终获得聚合级乙烯和丙烯产品，该装置同时还副产丁二烯、苯等有机化学品，在此过程中，除裂解反应过程外，几乎所有工序均与相平衡关系紧密。

    与流体相平衡性质紧密相关的工业装置和过程繁多，典型的装置和过程有吸收-解吸过程、蒸馏过程、精馏装置、萃取装置、结晶过程等等。此外，只要过程中有相变情况发生，该过程就一定与相平衡性质相关。要完成并保证这些过程的准确计算、设计和优化运行，离不开准确的流体相平衡数据和模型的支撑。对以上的典型的过程，涉及的相平衡类型主要包括气-液平衡、汽-液平衡、液-液平衡、固-液平衡等，而由于相平衡条件的差异，导致相平衡性质千差万别，也没有统一的模型能够适应所以的体系，这就需要针对某一类别或特定体系进行实验并开发实用的模型。此外，新的化学品或体系的不断出现，如生物质产品制备、生物燃料、离子液体等等，也为流体相平衡的研究带来新的挑战。因此，流体相平衡的研究仍然任重而道远！ 

    针对不同相平衡类型和特点，已经发展了很多不同的实验数据测量方法，如按测量方式分有泡点法、露点法、循环法等；如果按照流体相平衡类型，则包括气体溶解度、汽-液平衡、液-液平衡、固-液平衡等；如果按照压力等级分，有可分为低压、常压和高压数据。通过实验方法获得的相平衡数据较为可靠、直接，但对有些类型的实验方法，还需要借助模型方法来获得完整的相平衡数据。对于一个含有n个组份的两相系统相平衡，其完整的相平衡数据包括系统温度T、系统压力P和系统条件下n-1个组份分别在两相中对应的组成。但是，通常情况下，要获得2元以上混合物的相平衡数据较为困难，实际情况也的确如此（2元系统的数据远远多于其他多元体系数据）。至目前，已经积累了成千上万的常规流体相平衡数据，但对于一些新的物质和体系，还需要进一步进行实验和研究，以充实相平衡基础数据库。

    由于实验方法和装置的局限，借助理论的模型方法来获得完整的相平衡数据是必不可少的。使得通过理论方法获得多元多组份相平衡数据成为可能的是Gibbs先生开创性的工作（19世纪80年代），而在此之前人们只能处理纯物质的相平衡。处理流体相平衡的理论方法众多，如活度系数法（基团贡献、NRTL、Wilson、COSMO等等）、立法型状态方程（PR、SRK、CPA等等）、链流体状态方程等等。关于详细理论介绍参考“实验和理论方法”栏目。