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1、20112011- -2 2- -1111炼油工艺学炼油工艺学 1 1 第三章 石油及油品的物理性质第三章 石油及油品的物理性质 20112011- -2 2- -1111炼油工艺学炼油工艺学 2 2 注 意 事 项注 意 事 项 石油及油品的理化性质与其化学组成和分子结构密切相关；石油及油品的理化性质与其化学组成和分子结构密切相关； 石油及油品是复杂的混合物，因此它的性质是宏观的综合表现， 也就是说是多种化合物总体表现出来的性质，所以它与单独一个 纯化合物的性质不同； 石油及油品是复杂的混合物，因此它的性质是宏观的综合表现， 也就是说是多种化合物总体表现出来的性质，所以它与单独一个 纯化合物
2、的性质不同； 多数性质无可加性，如密度、粘度，并且测定性质时，都是条件 性实验； 多数性质无可加性，如密度、粘度，并且测定性质时，都是条件 性实验； 为了便于油品之间相互比较和对照，石油及油品的绝大部分性质 都是采用条件性实验进行测定。（严格规定的仪器、方法和条 件），条件改变，结果也会改变； 为了便于油品之间相互比较和对照，石油及油品的绝大部分性质 都是采用条件性实验进行测定。（严格规定的仪器、方法和条 件），条件改变，结果也会改变； 石油及油品的各种试验方法有不同的级别，如ISO、GB、SH。石油及油品的各种试验方法有不同的级别，如ISO、GB、SH。 20112011- -2 2- -1
3、111炼油工艺学炼油工艺学 3 3 第一节 蒸汽压、沸程和平均沸点第一节 蒸汽压、沸程和平均沸点 石油和石油产品的蒸发性能是反映其汽化、蒸发难 易的重要性质，用蒸汽压、沸程来描述。 一、 蒸汽压 石油和石油产品的蒸发性能是反映其汽化、蒸发难 易的重要性质，用蒸汽压、沸程来描述。 一、 蒸汽压 定义：是在某一温度下一种物质的液相与其上方的定义：是在某一温度下一种物质的液相与其上方的定义：是在某一温度下一种物质的液相与其上方的 定义：是在某一温度下一种物质的液相与其上方的 气相呈平衡状态时的压力，也称饱和蒸气压。蒸气压愈高气相呈平衡状态时的压力，也称饱和蒸气压。蒸气压愈高气相呈平衡状态时的压力，也
4、称饱和蒸气压。蒸气压愈高 气相呈平衡状态时的压力，也称饱和蒸气压。蒸气压愈高 的液体愈易于气化。的液体愈易于气化。的液体愈易于气化。的液体愈易于气化。 对同族烃类，在同一温度下，相对分子质量较大的烃类对同族烃类，在同一温度下，相对分子质量较大的烃类对同族烃类，在同一温度下，相对分子质量较大的烃类 对同族烃类，在同一温度下，相对分子质量较大的烃类 的蒸气压较小。的蒸气压较小。的蒸气压较小。的蒸气压较小。 对某一纯烃而言，其蒸气压是随温度的升高而增大。对某一纯烃而言，其蒸气压是随温度的升高而增大。对某一纯烃而言，其蒸气压是随温度的升高而增大。对某一纯烃而言，其蒸气压是随温度的升高而增大。 2011
5、2011- -2 2- -1111炼油工艺学炼油工艺学 4 4 纯烃 P=f(T) 纯烃 P=f(T) 烃类混合物 P=P 烃类混合物 P=Pi i X Xi i =f(T,X) =f(T,X) 石油馏分 P=f(T,e) 石油馏分 P=f(T,e) 蒸气压的表示法蒸气压的表示法 雷德蒸汽压：T=38，气体体积液体体积=4 真实蒸气压(泡点蒸汽压)：即e=0时的蒸汽压 雷德蒸汽压：T=38，气体体积液体体积=4 真实蒸气压(泡点蒸汽压)：即e=0时的蒸汽压 蒸气压的计算蒸气压的计算 两种蒸气压可通过图表进行换算两种蒸气压可通过图表进行换算两种蒸气压可通过图表进行换算两种蒸气压可通过图表进行换算
6、。 20112011- -2 2- -1111炼油工艺学炼油工艺学 5 5 二、馏程(沸程)二、馏程(沸程) 定义： 石油馏分的沸点表现为一定宽度的温度范围，称为沸 程。同一油品的馏程因测定仪器和测试方法不同。其馏程 数据也有差别。在油品的质量标准中，大都采用条件性的 馏程测定法恩氏蒸馏。 定义： 石油馏分的沸点表现为一定宽度的温度范围，称为沸 程。同一油品的馏程因测定仪器和测试方法不同。其馏程 数据也有差别。在油品的质量标准中，大都采用条件性的 馏程测定法恩氏蒸馏。 恩氏蒸馏(ASTM蒸馏)（GB6536-86) 将100mL油品放入标准的蒸馏瓶中，按规定条件加热， 流出第一滴冷凝液时的气相
7、温度称为初馏点，馏出物为10%、 20%90%时的气相温度别别称为10%、20%90%点，蒸 馏到最后所能达到的最高气相温度称为终馏点或干点。从 初馏点到干点（终馏点）的温度范围称为馏程。 恩氏蒸馏(ASTM蒸馏)（GB6536-86) 将100mL油品放入标准的蒸馏瓶中，按规定条件加热， 流出第一滴冷凝液时的气相温度称为初馏点，馏出物为10%、 20%90%时的气相温度别别称为10%、20%90%点，蒸 馏到最后所能达到的最高气相温度称为终馏点或干点。从 初馏点到干点（终馏点）的温度范围称为馏程。 20112011- -2 2- -1111炼油工艺学炼油工艺学 6 6 1090 %10%90
8、 馏出温度馏出温度 恩氏蒸馏曲线斜率S 以气相馏出温度为纵坐标，馏出体积为横坐标，可以绘得 该油品的恩氏蒸馏曲线。对于轻质油品：恩氏蒸馏曲线中 10%到90%这一段很接近一条直线，因此可以用恩氏蒸馏曲 线的10%到90%之间的斜率来表示该油品的馏程宽窄。即恩 氏蒸馏曲线的斜率越大，该油品的馏程范围越宽。 斜率S：表示从馏出10%到90%之间，每馏出1%的沸点平均升高值 以气相馏出温度为纵坐标，馏出体积为横坐标，可以绘得 该油品的恩氏蒸馏曲线。对于轻质油品：恩氏蒸馏曲线中 10%到90%这一段很接近一条直线，因此可以用恩氏蒸馏曲 线的10%到90%之间的斜率来表示该油品的馏程宽窄。即恩 氏蒸馏曲
9、线的斜率越大，该油品的馏程范围越宽。 斜率S：表示从馏出10%到90%之间，每馏出1%的沸点平均升高值 由于馏程测定具有严格的条件性，因此馏程数据并不代表 该油品的真实沸点范围，但可以大致判断油品中轻重组分 的相对含量，或用与不同油品之间的比较。 由于馏程测定具有严格的条件性，因此馏程数据并不代表 该油品的真实沸点范围，但可以大致判断油品中轻重组分 的相对含量，或用与不同油品之间的比较。 20112011- -2 2- -1111炼油工艺学炼油工艺学 7 7 大多数液体燃料规格中，只要求测定其具有大多数液体燃料规格中，只要求测定其具有大多数液体燃料规格中，只要求测定其具有 大多数液体燃料规格中
10、，只要求测定其具有 代表性的初馏点、代表性的初馏点、代表性的初馏点、代表性的初馏点、10%10%10%10%、50505050和和和和90909090的馏出的馏出的馏出 的馏出 温度及干点。温度及干点。温度及干点。温度及干点。 汽油的馏程汽油的馏程汽油的馏程汽油的馏程40404040200200200200，轻柴油的馏程，轻柴油的馏程，轻柴油的馏程，轻柴油的馏程200200200200 350350350350，润滑油的馏程，润滑油的馏程，润滑油的馏程，润滑油的馏程350350350350520520520520。 馏程的数据基本能反映油品组分轻重的相对馏程的数据基本能反映油品组分轻重的相对馏
11、程的数据基本能反映油品组分轻重的相对 馏程的数据基本能反映油品组分轻重的相对 含量，所以在原油评价中常用。含量，所以在原油评价中常用。含量，所以在原油评价中常用。含量，所以在原油评价中常用。 馏程是发动机燃料等的重要质量指标。馏程是发动机燃料等的重要质量指标。馏程是发动机燃料等的重要质量指标。馏程是发动机燃料等的重要质量指标。 20112011- -2 2- -1111炼油工艺学炼油工艺学 8 8 三、平均沸点三、平均沸点 1体积平均沸点1体积平均沸点 5 9070503010 ttttt tV 用途：由t用途：由tv v 可求得其他平均沸点 2质量平均沸点(t 可求得其他平均沸点 2质量平均
12、沸点(tw w ) ) n i iiW twt 1 用途：t用途：tw w 主要用于求定油品的真临界温度Tc主要用于求定油品的真临界温度Tc 20112011- -2 2- -1111炼油工艺学炼油工艺学 9 9 3立方平均沸点T3立方平均沸点Teu eu 33/1 1 )( i n i iT vTcu 用途：T用途：Teu eu 主要用于求油品的特性因数和运动粘度 4实分子平均沸点t 主要用于求油品的特性因数和运动粘度 4实分子平均沸点tm m i n i im txt 1 用途：t用途：tm m 主要用于求油品的假临界温度(Tc)和 偏心因数() 5中平均沸点t 主要用于求油品的假临界温度
13、(Tc)和 偏心因数() 5中平均沸点tme me 2/ )( cumme ttt 用途：t用途：tme me 用于求油品氢含量,K,Pc,燃烧热和平均分子量用于求油品氢含量,K,Pc,燃烧热和平均分子量 20112011- -2 2- -1111炼油工艺学炼油工艺学1010 第二节 密度、相对密度、特性因数 和平均相对分子质量 第二节 密度、相对密度、特性因数 和平均相对分子质量 (组成特性组成特性) 20112011- -2 2- -1111炼油工艺学炼油工艺学1111 一、密度和相对密度一、密度和相对密度 1定义1定义 密度是单位体积物质在真空中的质量，g/cm密度是单位体积物质在真空中
14、的质量，g/cm3 3，kg/m，kg/m3 3 我国规定20时的密度为石油产品的标准密度，我国规定20时的密度为石油产品的标准密度，20 20 在一定条件下，以一种液体的密度与另一种参考物质密度 的比值来表示物质的相对密度，又称比重 在一定条件下，以一种液体的密度与另一种参考物质密度 的比值来表示物质的相对密度，又称比重 常用的有d常用的有d420 420(我国)，d (我国)，d15.615.6 15.615.6(欧美) (欧美) 5 .131 5 .141 )( 6 .15 6 .15 d API比重指数 随着相对密度增大，比重指数的数值下降随着相对密度增大，比重指数的数值下降 Rela
15、tive densityRelative density Specific gravity Specific gravity 20112011- -2 2- -1111炼油工艺学炼油工艺学1212 第第第第12121212届世界石油会议规定对原油的分类：届世界石油会议规定对原油的分类：届世界石油会议规定对原油的分类：届世界石油会议规定对原油的分类： APIAPIAPIAPI度度度度31.131.131.131.1的原油为轻质原油；的原油为轻质原油；的原油为轻质原油；的原油为轻质原油； APIAPIAPIAPI度在度在度在度在31.131.131.131.122.322.322.322.3之间，
16、为中质原油；之间，为中质原油；之间，为中质原油；之间，为中质原油； APIAPIAPIAPI度在度在度在度在22.322.322.322.310.010.010.010.0之间，为重质原油；之间，为重质原油；之间，为重质原油；之间，为重质原油； APIAPIAPIAPI度度度度烷烃 如在20时：苯0.8774；环己烷0.7780；正己烷 0.6572，分子环数越多，密度越大； 分子量相近的不同烃类之间密度有明显差别 芳烃环烷烃烷烃 如在20时：苯0.8774；环己烷0.7780；正己烷 0.6572，分子环数越多，密度越大； 同一种原油 沸点增加，分子量增大，密度增大 同一种原油 沸点增加，分子量增大，密度增大 对不同原油 ，同样沸程，相
