石油及油品的物理性质.ppt

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1、第二节第二节 石油及其产品的物理性质石油及其产品的物理性质 7/24/20241炼油工艺学注注 意意 事事 项项石油及油品的理化性石油及油品的理化性质与其化学与其化学组成和分子成和分子结构密切相关；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，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；纯化合物的性质不同；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；性实

2、验；为了便于油品之了便于油品之间相互比相互比较和和对照，石油及油品的照，石油及油品的绝大部分性大部分性质都是采用条件性都是采用条件性实验进行行测定。（定。（严格格规定的定的仪器、方法和条件）器、方法和条件），条件改，条件改变，结果也会改果也会改变； 石油及油品的各种石油及油品的各种试验方法有不同的方法有不同的级别，如，如ISOISO、GBGB、SHSH。 7/24/20242炼油工艺学第一节第一节 蒸汽压、沸程和平均沸点蒸汽压、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。的重要性质，用蒸汽压、沸程

3、来描述。 一、一、 蒸汽压蒸汽压 定定定定义义义义：是是是是在在在在某某某某一一一一温温温温度度度度下下下下一一一一种种种种物物物物质质质质的的的的液液液液相相相相与与与与其其其其上上上上方方方方的的的的气气气气相相相相呈呈呈呈平平平平衡衡衡衡状状状状态态态态时时时时的的的的压压压压力力力力，也也也也称称称称饱饱饱饱和和和和蒸蒸蒸蒸气气气气压压压压。蒸蒸蒸蒸气气气气压压压压愈愈愈愈高高高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。qq 对对对对同同同同族族族族烃烃烃烃类类类类，在在在在同同同同一一一一温温温温度度度度下下下下，相相相相对对对对分分分分子子子子质质质

4、质量量量量较较较较大大大大的的的的烃烃烃烃类类类类的蒸气压较小。的蒸气压较小。的蒸气压较小。的蒸气压较小。qq 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。7/24/20243炼油工艺学纯烃纯烃 P=f(T) P=f(T) 烃类混合物烃类混合物 P=P=PPi iX Xi i=f(T,X) =f(T,X) 石油馏分石油馏分 P=f(T,e)P=f(T,e) 蒸气压的表示法蒸气压的表示法 雷德蒸汽压：雷德蒸汽压：T=38T=38，气体体积气体体积液体体积液体

5、体积=4=4真实蒸气压真实蒸气压( (泡点蒸汽压泡点蒸汽压) )：即：即e=0e=0时的蒸汽压时的蒸汽压 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。 7/24/20244炼油工艺学1、蒸气压的计算、蒸气压的计算n纯化合物的蒸汽压与温度间的关系可用纯化合物的蒸汽压与温度间的关系可用Clapeyron-Clausius方程表示：方程表示：7/24/20245炼油工艺学1、蒸气压的计算、蒸气压的计算n在实际应用中，常用经验或经验的方法来求在实际应用中，常用经验或经验的方法来求定纯烃的蒸汽压，其中比较简便

6、的如定纯烃的蒸汽压，其中比较简便的如Antoine方程：方程：7/24/20246炼油工艺学2、烃类混合物及石油馏分的蒸汽压、烃类混合物及石油馏分的蒸汽压n与纯烃不同，烃类混合物的蒸汽压不仅取与纯烃不同，烃类混合物的蒸汽压不仅取决于温度，同时也取决于其组成。决于温度，同时也取决于其组成。n当体系压力不高，近似完全理想系，对于当体系压力不高，近似完全理想系，对于组分比较简单的烃类混合物，其总的蒸汽组分比较简单的烃类混合物，其总的蒸汽压可用压可用DaltonRaoult定律求得：定律求得：7/24/20247炼油工艺学二二、馏程馏程( (沸程沸程) ) 定义：定义： 石油馏分的沸点表现为一定宽度的

7、温度范围，称为沸程石油馏分的沸点表现为一定宽度的温度范围，称为沸程。同一油品的同一油品的馏程因程因测定定仪器和器和测试方法不同。其方法不同。其馏程数据也程数据也有差有差别。在油品的。在油品的质量量标准中，大都采用条件性的准中，大都采用条件性的馏程程测定定法法恩氏蒸恩氏蒸馏。 恩氏蒸馏恩氏蒸馏(ASTM(ASTM蒸馏蒸馏) )（GB6536-86)GB6536-86) 将将100mL100mL油油品品放放入入标标准准的的蒸蒸馏馏瓶瓶中中，按按规规定定条条件件加加热热，流流出出第第一一滴滴冷冷凝凝液液时时的的气气相相温温度度称称为为初初馏馏点点，馏馏出出物物为为10%10%、20%20%90%90

8、%时时的的气气相相温温度度别别别别称称为为10%10%、20%20%90%90%点点，蒸蒸馏馏到到最最后后所所能能达达到到的的最最高高气气相相温温度度称称为为终终馏馏点点或或干干点点。从从初初馏点到干点（点到干点（终馏点）的温度范点）的温度范围称称为馏程程。 7/24/20248炼油工艺学恩式蒸馏装置图7/24/20249炼油工艺学以以气气相相馏馏出出温温度度为为纵纵坐坐标标，馏馏出出体体积积为为横横坐坐标标，可可以以绘绘得得该该油油品品的的恩恩氏氏蒸蒸馏馏曲曲线线。对对于于轻轻质质油油品品：恩恩氏氏蒸蒸馏馏曲曲线线中中10%10%到到90%90%这这一一段段很很接接近近一一条条直直线线，因因

9、此此可可以以用用恩恩氏氏蒸蒸馏馏曲曲线线的的10%10%到到90%90%之之间间的的斜斜率率来来表表示示该该油油品品的的馏馏程程宽宽窄窄。即即恩恩氏蒸馏曲线的斜率越大，该油品的馏程范围越宽。氏蒸馏曲线的斜率越大，该油品的馏程范围越宽。 斜率斜率S S：表示从馏出表示从馏出10%10%到到90%90%之间，每馏出之间，每馏出1%1%的沸点平均升高值的沸点平均升高值 由由于于馏馏程程测测定定具具有有严严格格的的条条件件性性，因因此此馏馏程程数数据据并并不不代代表表该该油油品品的的真真实实沸沸点点范范围围，但但可可以以大大致致判判断断油油品品中中轻轻重重组组分分的的相相对含量，或用与不同油品之间的比

10、较。对含量，或用与不同油品之间的比较。 7/24/202410炼油工艺学n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，只要求测定其具有代表性的代表性的初馏点、初馏点、10%10%、5050和和9090的馏出温的馏出温度及干点。度及干点。n汽油的馏程汽油的馏程4040200200，轻柴油的馏程，轻柴油的馏程200200350350，润滑油的馏程，润滑油的馏程350350520520。n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含量，所以在原油评价中常用。含量，所以在原油评价中常用。n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

11、标。7/24/202411炼油工艺学三、平均沸点三、平均沸点 1 1体积平均沸点体积平均沸点用途：由用途：由t tv v可求得其他平均沸点可求得其他平均沸点 2 2质量平均沸点质量平均沸点( (t tw w) )用途：用途：t tw w主要用于求定油品的真临界温度主要用于求定油品的真临界温度TcTc 7/24/202412炼油工艺学3 3立方平均沸点立方平均沸点T Teueu 用途：用途：T Teueu主要用于求油品的特性因数和运动粘度主要用于求油品的特性因数和运动粘度4 4实分子平均沸点实分子平均沸点t tm m 用途：用途：t tm m主要用于求油品的假临界温度主要用于求油品的假临界温度(

12、 (TcTc) )和和 偏心因数偏心因数() () 5 5中平均沸点中平均沸点t tmeme用途：用途：t tmeme用于求油品氢含量用于求油品氢含量,K,Pc,K,Pc,燃烧热和平均分子量燃烧热和平均分子量 7/24/202413炼油工艺学第二节第二节 密度、相对密度、特性因数密度、相对密度、特性因数和平均相对分子质量和平均相对分子质量(组成特性组成特性) 7/24/202414炼油工艺学一、密度和相对密度一、密度和相对密度1 1定义定义密度是单位体积物质在真空中的质量，密度是单位体积物质在真空中的质量，g/cmg/cm3 3，kg/mkg/m3 3我国规定我国规定2020时的密度为石油产品

13、的标准密度，时的密度为石油产品的标准密度，2020在一定条件下，以一种液体的密度与另一种参考物在一定条件下，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，又称比重质密度的比值来表示物质的相对密度，又称比重常用的有常用的有d d4 42020( (我国我国) )，d d15.615.615.615.6( (欧美欧美) ) Relative densityRelative densitySpecific Specific gravitygravity7/24/202415炼油工艺学第第1212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：q APIAPI度度31

14、.131.1的原油为轻质原油；的原油为轻质原油；q APIAPI度在度在31.131.122.322.3之间，为中质原油；之间，为中质原油；q APIAPI度在度在22.322.310.010.0之间，为重质原油；之间，为重质原油；q APIAPI度度10.0 环烷烃环烷烃 烷烃烷烃 如在如在2020时：苯时：苯0.87740.8774；环己烷；环己烷0.77800.7780；正己烷；正己烷 0.65720.6572，分子分子环数越多，密度越大；数越多，密度越大； 同一种原油同一种原油 沸点增加，分子量增大，密度增大沸点增加，分子量增大，密度增大 对不同原油对不同原油 ，同样沸程，相对密度差别

15、很大，同样沸程，相对密度差别很大 一般来说，环烷基的一般来说，环烷基的 中间基的中间基的 石蜡基的石蜡基的 7/24/202417炼油工艺学3 3与温度、压力的关系与温度、压力的关系 同一油品，温度上升，相对密度减小同一油品，温度上升，相对密度减小 在一定压力范围内，压力升高，对油品相对密度在一定压力范围内，压力升高，对油品相对密度的影响可以忽略，只有当压力极大的影响可以忽略，只有当压力极大( (几十兆帕几十兆帕) )时，时，才考虑压力对相对密度的影响才考虑压力对相对密度的影响 7/24/202418炼油工艺学4 4液体油品的混合密度液体油品的混合密度 属性相近油品混合，混合密度可近似按可加性

16、计算属性相近油品混合，混合密度可近似按可加性计算属性相差很大的两类组分属性相差很大的两类组分( (如烷烃和芳香烃如烷烃和芳香烃) )混合时，混合时， 体积可能增大体积可能增大 密度相差悬殊的两个组分密度相差悬殊的两个组分( (如重油和轻烃如重油和轻烃) )混合时，体混合时，体积可能收缩积可能收缩 7/24/202419炼油工艺学5 5、气液混合物的密度、气液混合物的密度7/24/202420炼油工艺学二、特性因数二、特性因数( (K K;Waston;Waston factor;Characterization factor factor;Characterization factor) )1

17、 1定义定义 特性因数是烃类绝对温度表示的沸点的立方根对相对密特性因数是烃类绝对温度表示的沸点的立方根对相对密度作图，所得曲线的斜率度作图，所得曲线的斜率 2 2不同烃类不同烃类K K值的大小值的大小 同族的烃同族的烃K K值相近，不同族的烃值相近，不同族的烃K K值不同值不同 富含烷烃的石油馏分富含烷烃的石油馏分K K值为值为12.512.513.013.0，富含芳，富含芳烃的石油馏分烃的石油馏分K K值为值为10101111 7/24/202421炼油工艺学 对于烷烃来说，支链增加对于烷烃来说，支链增加K K值下降；值下降； 而对于环烷烃和芳烃来说，支链数增加而对于环烷烃和芳烃来说，支链数

18、增加K K值增加；值增加； 对于芳烃来说，环数增加，对于芳烃来说，环数增加，K K值减小值减小 对于石油馏分，计算对于石油馏分，计算K K值时温度值时温度T T为中平均沸点为中平均沸点 3 3用途用途 特特性性因因数数对对于于了了解解原原油油的的分分类类和和确确定定原原油油的的加加工工方方案案，油油品品的的化化学学组组成成及及油油品品的的其其它它特特性性是是十十分分有有用用的的。石石油油馏分分的的特特性性因因数数，结合合相相对密密度度或或平平均均沸沸点点可可求求得得油油品品的的其其他他物物理理性性质，如如前前面面讲的的蒸蒸汽汽压及及后后面将要面将要讲的分子量等。的分子量等。7/24/20242

19、2炼油工艺学三、其他表征油品化学组成的参数三、其他表征油品化学组成的参数 相关指数相关指数BMCI(BMCI(美国矿务局相关指数美国矿务局相关指数) ) BMCI BMCI：BureauofMinesCorrelationIndex 正正构构烷烷烃烃的的相相关关指指数数最最小小，基基本本为为0 0；芳芳香香烃烃的的相相关指数最高关指数最高( (苯约为苯约为100) 100) 相相关关指指数数BMCIBMCI这个个指指标广广泛泛用用于于表表征征裂裂解解乙乙烯原原料的化学料的化学组成，希望是越小越好。成，希望是越小越好。 7/24/202423炼油工艺学特征参数特征参数KH 对对于于含含有有大大量

20、量不不饱饱和和烃烃或或胶胶质质、沥沥青青质质的的馏馏分分（VRVR），特特性性因因数数就就不不能能很很好好地地表表征征其其化化学学组组成成特特性性。因因此此石石油油大大学学重重质质油油国国家家重重点点实实验验室室对对原原有有的的特特性性因因数数K K进进行行了了修修正正，提提出出了了一一个个表表征征渣渣油油特征的特征参数特征的特征参数K KH H。 7/24/202424炼油工艺学通过通过K KH H可以对渣油的加工性能进行分类：可以对渣油的加工性能进行分类：n 第一类：第一类： K KH H7.5 7.5 二次加工性能好二次加工性能好n 第二类：第二类：6.5K6.5KH H7.5 7.5

21、二次加工性能中等二次加工性能中等n 第一类：第一类： K KH H6.5 芳香芳香烃 上上述述结论说明明了了液液体体的的运运动黏黏度度中中包包含含了了分分子子结构构的的信信息息，而且而且环可以可以认为是黏度的是黏度的载体。体。 7/24/202431炼油工艺学三、油品粘度与压力、温度的关系三、油品粘度与压力、温度的关系 1 1与温度的关系与温度的关系 温度升高，所有油品粘度下降；温度升高，所有油品粘度下降； 温度降低，所有油品粘度升高温度降低，所有油品粘度升高 粘温性质：油品的粘度随温度变化的性质粘温性质：油品的粘度随温度变化的性质 油品的粘度随温度的变化幅度小，则称为油品的粘温性质好油品的粘

22、度随温度的变化幅度小，则称为油品的粘温性质好 Relation of viscosity and temperature7/24/202432炼油工艺学粘温性质的表示法粘温性质的表示法 粘度比：粘度比：5050/100100；比值越小，则粘温性质越好比值越小，则粘温性质越好 粘度指数粘度指数(VI) (VI) 当粘度指数当粘度指数(VI)(VI)为为0 0100100时：时： 当粘度指数等于或大于当粘度指数等于或大于100100时：时： 粘度指数越高，表示油品的粘温性质越好粘度指数越高，表示油品的粘温性质越好 7/24/202433炼油工艺学粘温性质与分子结构的关系粘温性质与分子结构的关系 正

23、构烷烃的粘温性质最好，分支程度较小的异构正构烷烃的粘温性质最好，分支程度较小的异构烷烃的粘温性质比正构烷烃稍差，随着分支程度的烷烃的粘温性质比正构烷烃稍差，随着分支程度的增大，粘温性质越来越差；增大，粘温性质越来越差；环状烃环状烃( (包括环烷烃和芳香烃包括环烷烃和芳香烃) )的粘温性质比链状的粘温性质比链状烃的差；烃的差；当分子中环数相同时，其侧链越长粘温性质越好，当分子中环数相同时，其侧链越长粘温性质越好，但侧链上如有分支也会使粘温性质变差但侧链上如有分支也会使粘温性质变差7/24/202434炼油工艺学石油及石油馏分的粘温性质石油及石油馏分的粘温性质 石油各馏分的粘度都随着其沸程的升高而

24、增大石油各馏分的粘度都随着其沸程的升高而增大 相对分子质量增大相对分子质量增大 环状烃含量增多所致环状烃含量增多所致 当石油馏分的沸程相同时当石油馏分的沸程相同时 石蜡基原油的粘度最小石蜡基原油的粘度最小 中间基居中中间基居中 环烷基的最大环烷基的最大 石油及其馏分的粘温性质石油及其馏分的粘温性质 石蜡基原油的馏分的最好石蜡基原油的馏分的最好 中间基居中中间基居中 环烷基最差环烷基最差 7/24/202435炼油工艺学2 2粘度与压力的关系粘度与压力的关系 压力升高，粘度增大压力升高，粘度增大 当压力高于当压力高于40atm40atm时，需要考虑压力的影响时，需要考虑压力的影响 此式不适用于压

25、力大于此式不适用于压力大于70MPa70MPa的情况的情况 四、油品的混合粘度四、油品的混合粘度油品混合物的粘度无可加性油品混合物的粘度无可加性组成、性质、粘组成、性质、粘度相差越大，离度相差越大，离可加性相差越大可加性相差越大7/24/202436炼油工艺学四、热性质四、热性质n比热容：单位质量物质温度升高比热容：单位质量物质温度升高1或或1K所需所需要的热量称为比热容。要的热量称为比热容。n恒压比热容，恒容比热容，饱和状态比热容。恒压比热容，恒容比热容，饱和状态比热容。n油品的比热容随温度增加而增加，随油品密度油品的比热容随温度增加而增加，随油品密度的增大和相对分子质量增加而减小。的增大和

26、相对分子质量增加而减小。n烃类碳原子数相同时，烷烃比热容最大，环烷烃类碳原子数相同时，烷烃比热容最大，环烷烃次之，芳烃最小。烃次之，芳烃最小。n同馏程范围的油品含烷烃越多，比热容越大，同馏程范围的油品含烷烃越多，比热容越大，含芳烃越多，其比热容越小。含芳烃越多，其比热容越小。7/24/202437炼油工艺学n蒸发热：常压沸点下，单位质量油品由液态转蒸发热：常压沸点下，单位质量油品由液态转化为同温度下气态油品所需要的热量称为油品化为同温度下气态油品所需要的热量称为油品的蒸发潜热。的蒸发潜热。n温度、压力升高时，蒸发潜热逐渐减小，到临温度、压力升高时，蒸发潜热逐渐减小，到临界点时蒸发潜热为零。界点

27、时蒸发潜热为零。n油品沸点越高，蒸发潜热越小。油品沸点越高，蒸发潜热越小。n馏程相同时，含烷烃多的馏分蒸发潜热较小，馏程相同时，含烷烃多的馏分蒸发潜热较小，含环烷烃多的馏分蒸发潜热较大，含芳烃多的含环烷烃多的馏分蒸发潜热较大，含芳烃多的馏分蒸发潜热最大。馏分蒸发潜热最大。7/24/202438炼油工艺学n热焓：单位质量的油品从基准温度加热到某温热焓：单位质量的油品从基准温度加热到某温度和压力时所需要的热量称为热焓。度和压力时所需要的热量称为热焓。n同一温度下，相对密度小及特性因数大的油品同一温度下，相对密度小及特性因数大的油品具有较高的焓值。具有较高的焓值。7/24/202439炼油工艺学五、

28、五、油品的低温流动性油品的低温流动性n低低温温下下，石石油油及及液液体体产产品品在在低低温温失失去去流流动动性性有有两两种种情况：情况：n粘粘温温凝凝固固：含含蜡蜡很很少少或或不不含含蜡蜡的的油油品品，在在温温度度下下降降时时，捻捻度度迅迅速速升升高高，当当黏黏度度大大到到一一定定程程度度后后（3103105 5mmmm2 2/s/s）, ,油油品品就就会会变变成成无无定定型型的的玻玻璃璃状状物物质质，失失去去流流动动性性，这这种种凝凝固固称称为为粘粘温温凝凝固固。不不是是很确切，仍是可塑性物质，而不是固体。很确切，仍是可塑性物质，而不是固体。n构构造造凝凝固固：含含蜡蜡原原油油或或油油品品，

29、在在温温度度下下降降过过程程中中，由于由于蜡结晶析出蜡结晶析出而引起的凝固。而引起的凝固。n低低温温流流动动性性是是显显著著影影响响油油料料输输运运、储储存存和和使使用用条条件件，不同的石油产品低温流动性能有不同的评定指标。不同的石油产品低温流动性能有不同的评定指标。7/24/202440炼油工艺学1.1.浊点、结晶点和冰点浊点、结晶点和冰点n是表征煤油、航空汽油和喷气燃料的低温性能指标。n浊浊点点：是煤油的低温指标，在规定条件下降温，当煤油出现雾状或浑浊时的最高最高温度。 GB/T6986n结结晶晶点点：是在规定条件下冷却油品，出现用肉眼可以分辨的结晶时的最高最高温度。 SH/T0179n同

30、一油品：浊点高于结晶点。n冰冰点点：是在规定条件下冷却油品到出现结晶后，再使其升温，使原来形成的结晶消失时的最最低低温度。 GB/T24301.同一油品的冰点比结晶点高13。2. 浊点浊点 冰点冰点 结晶点结晶点。 7/24/202441炼油工艺学这些低温指标受化学组成的影响：这些低温指标受化学组成的影响：n（1 1）正正构构烷烷烃烃、芳芳香香烃烃 环环烷烷烃烃、异异构构烷烷烃和烯烃；烃和烯烃；n（2 2）同一族烃类，分子量增加，指标升高；同一族烃类，分子量增加，指标升高；n（3 3）油油品品中中含含水水，会会严严重重影影响响油油品品的的低低温温指指标。标。7/24/202442炼油工艺学2.

31、凝点、倾点和冷滤点凝点、倾点和冷滤点n是原油、柴油、润滑油和燃料油的重要使用性能指标。目前国内正逐步采用以倾点代替凝凝点点、用冷滤点代替柴油凝点凝点。(CondensationPoint)n对于石油产品，没有固定的“冰点”，也没有固定的“溶点”。所谓油品的“凝凝点点”是在严格的仪器、操作条件下测得油品刚刚失失去去流流动动时时的的最最高高温度。而所谓失去流动性，也完全是条件性的。 GB/T510-83GB/T510-83n倾倾点点：是指油品能从从规规定定仪仪器器中中流流出出的的最最低低温温度度，也称为流动极限，它比凝点能更好地反映油品的低温性能，被规定作为ISO标准。 (PourPoint)nG

32、B/T3535-83 7/24/202443炼油工艺学n冷滤点冷滤点：是在规定的压力和冷却速度下，测得测得20ml试油开始不能全部通过试油开始不能全部通过363目目/in2的过滤网时的最高温度的过滤网时的最高温度。冷滤点能较好地反映柴油的泵送和过滤性能，与实际使用情况有较好的对应关系，所以目前用冷滤点替换凝点指标。SH/T0248 (Coldfilterpluggingpoint-CFPP)7/24/202444炼油工艺学第四节第四节 油品的燃烧性能油品的燃烧性能 一、一、 油品的闪点油品的闪点 (flashpoint) 1爆炸上限和下限爆炸上限和下限 石油和石油产品大都是易燃易爆、作为重石油

33、和石油产品大都是易燃易爆、作为重要燃料来使用，研究其燃烧性能，对于安全要燃料来使用，研究其燃烧性能，对于安全使用燃料和了解燃料的使用性能均非常重要，使用燃料和了解燃料的使用性能均非常重要，主要用闪点、燃点和自燃点来描述。主要用闪点、燃点和自燃点来描述。 7/24/202445炼油工艺学 在在加加热热油油品品时时，随随着着油油品品温温度度的的升升高高，油油品品上上方方空空气气中中的的油油气气浓浓度度逐逐渐渐增增大大，当当用用外外来来火火源源去去引引燃燃油油气气混混合合气气时时，发发现现在在一一定定浓浓度度范范围围内内，油油品品上上方方会会出出现现瞬瞬间间闪闪火火或或爆爆炸炸现现象象。当当油油气气

34、浓浓度度低低于于这这一一范范围围，油油气气不不足足，而而高高于于这这一一范范围围，则则空空气气不不足足，都都不不能能闪闪火火爆爆炸炸，因因此此称称这这一一油油气气浓浓度度范范围围为为爆爆炸炸范范围围。其其下下限限浓浓度度称称为为爆爆炸炸下下限限，上上限限浓浓度度称称为为爆爆炸炸上上限限。因因此此在在储储存存油油品品时时，应应使使油油品品上上方方的的油油气气浓浓度度在在爆爆炸炸范范围围之之外外，这这样样在在有有外外来来火火源源时时，才才不不至至于发生闪火爆炸事故。于发生闪火爆炸事故。 7/24/202446炼油工艺学 所所谓谓闪闪点点是是指指油油品品在在常常压压下下油油气气混混合合气气相相当当于

35、于爆爆炸炸下下限限或或上上限限时时的的油油品品温温度度。因因此此闪闪点点可可以以认认为为是是一一个个温温度度范范围围。而而平平时时我我们们使使用用爆爆炸炸下下限限温温度度或或者者爆爆炸炸上上限限温温度度来作为油品的闪点。来作为油品的闪点。关于闪点有以下几点说明：关于闪点有以下几点说明：n汽油的闪点是相当于爆炸上限的油品温度，汽油的闪点是相当于爆炸上限的油品温度，而煤、柴油和润滑油等的闪点是相当于爆而煤、柴油和润滑油等的闪点是相当于爆炸下限时的油品温度。炸下限时的油品温度。 7/24/202447炼油工艺学n石油产品的馏程越轻，蒸汽压越大，闪点越低。石油产品的馏程越轻，蒸汽压越大，闪点越低。 闪

36、闪点点越越低低表表明明其其着着火火危危险险性性越越大大。因因此此石石油油产产品品 以以其闪点作为着火危险等级的分级标准。其闪点作为着火危险等级的分级标准。n闪闪点点是是一一个个严严格格的的条条件件性性试试验验参参数数，实实验验时时的的条条件件不不同同，闪闪点点也也不不同同。轻轻质质油油品品采采用用闭闭口口杯杯法法测测定定（GB/T261GB/T261）；重重质质油油品品和和润润滑滑油油采采用用开开口口杯杯法法（GB/T267GB/T267）。）。同一油品的闪点：同一油品的闪点：开口杯开口杯闭口杯闭口杯n重重质质油油品品中中混混入入少少量量轻轻质质油油时时，闪闪点点大大大大下下降降，而而且且开开

37、口口杯杯闪闪点点与与闭闭口口杯杯闪闪点点的的差差别别也也大大大大增增大大。 可可以以通通过过某某种种油油品品闪闪点点的的大大小小来来判判断断其其是是否否掺掺杂杂了了其其他他油油品品。例例如如润润滑滑油油中中混混入入了了少少量量低低沸沸点点油油品品，则则其其闪闪点点会大大降低。会大大降低。7/24/202448炼油工艺学n通通过过油油品品闪闪点点的的大大小小来来确确定定油油品品储储存存或或使使用用时时应应采采用用的的温温度度。从从防防火火角角度度来来看看，敞敞开开装装油油容容器器或或倾倾倒倒油油品品时时的的温温度度应应比比油油品品的闪点低至少的闪点低至少1717。n混混合合油油品品的的闪闪点点不

38、不具具备备加加和和性性，其其闪闪点点总总是低于按可加性计算的混合油闪点。是低于按可加性计算的混合油闪点。7/24/202449炼油工艺学二、燃点和自燃点二、燃点和自燃点 燃点燃点：油品在规定条件下加热到能被外部火源引燃：油品在规定条件下加热到能被外部火源引燃并连续燃烧不少于并连续燃烧不少于5 5秒钟时的最低温度秒钟时的最低温度 自燃点自燃点：把油品预热到很高温度，然后使其与空气：把油品预热到很高温度，然后使其与空气接触，则不需引火，油品即可能因剧烈氧化而产生接触，则不需引火，油品即可能因剧烈氧化而产生火焰自行燃烧，能产生自燃的最低温度称为自燃点火焰自行燃烧，能产生自燃的最低温度称为自燃点 Bu

39、rning point; fire point; ignition pointSelf-ignition point7/24/202450炼油工艺学 通过定义我们可以看到，测闪点通过定义我们可以看到，测闪点与燃点时需外部火源引燃；而自燃点与燃点时需外部火源引燃；而自燃点却不需要，但它也有条件，就是油品却不需要，但它也有条件，就是油品在具有高温时才会出现自燃。象炼厂在具有高温时才会出现自燃。象炼厂高温法兰处漏油时发生的火灾就属于高温法兰处漏油时发生的火灾就属于油品的自燃。油品的自燃。 7/24/202451炼油工艺学三、闪点、燃点和自燃点与油品的组成的关系三、闪点、燃点和自燃点与油品的组成的关系

40、 同族烃中，分子量增大，闪点增高，燃点增高，自同族烃中，分子量增大，闪点增高，燃点增高，自燃点降低燃点降低 油品越轻，闪点越低，燃点越低，自燃点越高油品越轻，闪点越低，燃点越低，自燃点越高 烷烃比芳烃易于自燃，所以烷烃的自燃点低烷烃比芳烃易于自燃，所以烷烃的自燃点低( (芳香烃芳香烃比烷烃稳定比烷烃稳定) )，但烷烃的闪点却比粘度相同而含环烷，但烷烃的闪点却比粘度相同而含环烷烃和芳香烃较多的油品高烃和芳香烃较多的油品高 7/24/202452炼油工艺学 从从安安全全放放火火的的角角度度来来说说，轻轻质质油油品品防防明明火火，以以防防外外界界火火源源而而引引燃燃爆爆炸炸，重重质油品应防止高温泄露

41、，遇空气自燃。质油品应防止高温泄露，遇空气自燃。7/24/202453炼油工艺学第五节第五节 溶溶解解度度 在在石石油油和和天天然然气气工工业业中中，经经常常会会遇遇到到水水和和油油品品、油油品品与与溶溶剂剂的的相相平平衡衡问问题题，其其中中包包括括气气-液液和和液液-液液平平衡衡，大量的是溶解度问题。大量的是溶解度问题。一、水在油中的溶解度一、水在油中的溶解度q水水在在油油品品中中溶溶解解度度很很小小，但但对对油油品品使使用用性性能能产产生生恶恶劣劣的的影影响响。其其主主要要原原因因是是因因为为水水在在油油品品中中的溶解度随温度升高而增大。的溶解度随温度升高而增大。q油油品品中中的的微微量量

42、水水会会使使油油品品的的低低温温性性能能变变差差，特特别别是是对对航航空空汽汽油油或或喷喷气气燃燃料料造造成成的的危危害害最最为为严严重重；并并使使油油品品储储存存安安定定性性变变坏坏，导导致致设设备备腐腐蚀蚀和磨蚀等。和磨蚀等。 7/24/202454炼油工艺学q水在油品中的溶解度受其化学组成制约。水在油品中的溶解度受其化学组成制约。一般来说，水在芳香烃和烯烃中的溶解度一般来说，水在芳香烃和烯烃中的溶解度比在烷烃和环烷烃中的大。当碳原子数相比在烷烃和环烷烃中的大。当碳原子数相同时，水在环烷烃中的溶解度又稍低于在同时，水在环烷烃中的溶解度又稍低于在烷烃中的。烷烃中的。q富含环烷烃的喷气燃料，当

43、脱除大部分芳富含环烷烃的喷气燃料，当脱除大部分芳香烃以后，它对水的溶解度大大降低，明香烃以后，它对水的溶解度大大降低，明显改善了喷气燃料的低温性能。显改善了喷气燃料的低温性能。q水在烃类中的溶解度，可根据烃的碳氢质水在烃类中的溶解度，可根据烃的碳氢质量比从有关图表中得到。量比从有关图表中得到。7/24/202455炼油工艺学二、苯胺点二、苯胺点 (anilinepoint) q苯苯胺胺点点是是油油品品的的一一个个特特性性数数据据，它它可可以以反反映映油油品品的的化化学学组组成成特特点点。这这与与前前面面我我们们学学过过的的特特性性因因数数K K、特特征征参参数数K KH H和和相相关关指指数数

44、BMCIBMCI一一样样都都是是特特性性数数据据，在在某某种种程程度度上上可可以以大致反映油品的化学组成。大致反映油品的化学组成。q苯苯胺胺点点是是关关于于油油品品溶溶解解度度方方面面的的参参数数，烃类在在溶溶剂中中的的溶溶解解度度主主要要决决定定于于烃类和和溶溶剂分分子子结构构的的相相似似程程度度。两两者者结构构越越相相似似，溶溶解解度度越越大大。从从化化学学角角度度来来说，我我们把把它称它称为相似相溶原理。相似相溶原理。 7/24/202456炼油工艺学q当当某某一一油油品品与与溶溶剂剂以以一一定定比比例例混混合合时时，在在较较低低温温度度下下，因因溶溶解解度度低低两两者者不不完完全全互互

45、溶溶而而呈呈液液- -液液两两相相，存存在在相相界界面面；当当温温度度升升高高时时，溶溶解解度度逐逐渐渐增增大大，当当加加热热到到某某一一温温度度时时，两两者者达达到到完完全全互互溶溶，相相界界面面消消失失，这这时时的的温温度度称称为为该该混混合合物物的的临临界界溶溶解解温温度度。即即相相界界面面消消失失的的最最低低温温度度称称为临界溶解温度。为临界溶解温度。q临临界界溶溶解解温温度度越越低低，表表明明烃烃类类与与溶溶剂剂的的互互溶溶能能力力越越强强，同同时时也也说说明明两两者者之之间间的的分分子子结结构构越越相相似。似。q苯苯胺胺点点：就就是是以以苯苯胺胺为为溶溶剂剂，与与油油品品按按体体积

46、积比比为为1111混合时的临界溶解温度。混合时的临界溶解温度。 7/24/202457炼油工艺学关于苯胺点的几点说明：关于苯胺点的几点说明： 不同烃类的苯胺点差别很大，当碳原子数相同时不同烃类的苯胺点差别很大，当碳原子数相同时多环芳烃多环芳烃单环芳烃单环芳烃烯烃烯烃环烷烃环烷烃烷烃烷烃 而而且且芳芳香香烃烃的的苯苯胺胺点点远远远远低低于于烷烷烃烃和和环环烷烷烃烃。 如如以以C C6 6为例：为例： 苯：苯： -30-30 1- 1-己烯：己烯： 2727 环己烷：环己烷： 3131 正己烷：正己烷： 69.169.1 7/24/202458炼油工艺学 对对于于同同族族烃烃类类：随随分分子子量量

47、增增大大，苯苯胺胺点点增增大大，但但变化幅度不大。变化幅度不大。 正己烷：正己烷： 69.169.1 正庚烷：正庚烷： 70.070.0 正辛烷：正辛烷： 72.172.1 正壬烷：正壬烷： 74.974.9 苯苯胺胺点点的的用用途途：根根据据油油品品苯苯胺胺点点可可以以求求油油品品的的特特性性因因数数K K，分分子子量量和和H/CH/C质质量量比比等等物物性性。也也可可以以由由油油品品的的苯苯胺胺点点计计算算柴柴油油的的柴柴油油指指数数，从从而而可可以以估估算算油油品品的的十十六烷值。六烷值。 7/24/202459炼油工艺学 近近年年国国际际标标准准（ISO3648-1976ISO3648

48、-1976）和和国国家家标标准准（GB2429GB2429-81-81）都都确确定定用用航航空空燃燃料料的的苯苯胺胺点点和和密密度度按按经经验式计算航空燃料和各种规格燃料的净热值。验式计算航空燃料和各种规格燃料的净热值。 苯苯胺胺点点还用用于于测定定油油品品中中芳芳香香烃含含量量，在在测定定试样和和脱脱除除芳芳香香烃以以后后试样的的苯苯胺胺点点后后，可可按按下下式式计算算油油品品中的芳香中的芳香烃含量。含量。 油油品品的的苯苯胺胺点点通通常常有有实验测定定或或有有经验图表表求求定定。或或者者由由关关联式式计算算。下下式式用用于于计算算国国产石石油油直直馏馏分分油油的苯胺点准确性很好。的苯胺点准

49、确性很好。 7/24/202460炼油工艺学第七节第七节 油品的其他物理性质油品的其他物理性质 石石油油和和油油品品还还有有很很多多特特性性指指标标，常常用用的的有有颜颜色色、水水分分、硫硫含含量量、酸酸度度、胶胶质质和和沥沥青青质质含含量量、蜡蜡含含量量、残残炭炭、灰灰分分、水水溶溶性性酸酸或或碱碱、腐腐蚀蚀性性等等等等，它它们们对对油油品品使使用用性性能能影影响响很很大大，现现简述于后，对于不同油品的某些专用性质指标在此不作讨论简述于后，对于不同油品的某些专用性质指标在此不作讨论 一、硫含量一、硫含量 含含硫硫量量是是原原油油和和油油品品必必需需的的重重要要指指标标，油油品品中中的的硫硫化

50、化物物，使使得得油油品品具具有有腐腐蚀蚀性性、储储存存的的不不安安定定性性，使使用用时时会会造造成成环环境境污污染染，因因此此是是必必须须加加以以严严格格控控制制的的指指标标。不不同同油油品品含含硫硫量量的的测测定定方方法法不不同同。汽汽、煤煤、柴柴油油用用GB/T380GB/T380燃燃灯灯法法测测定定，喷喷气气燃燃料料等等用用GB/T1792GB/T1792测测定定硫硫醇醇性性硫硫含含量量，深深色色石石油油产产品品如如燃燃料料油油、原原油油、润滑油等用润滑油等用GB/T 387GB/T 387管式炉法，还有管式炉法，还有SH/T0172SH/T0172高温法等。高温法等。7/24/2024

51、61炼油工艺学 定定量量测测定定硫硫含含量量的的常常用用方方法法，其其原原理理是是用用一一定定方方式式把把油油品品中中的的全全部部硫硫化化物物转转化化为为SOSO2 2，然然后后用用一一定定溶溶液液吸吸收收，并并转转化化为为H H2 2SOSO4 4，用标准碱溶液滴定以计算元素硫的含量。用标准碱溶液滴定以计算元素硫的含量。二、酸度和酸值二、酸度和酸值 酸酸度度和和酸酸值值都都是是定定量量表表示示油油品品中中酸酸性性物物质质（主主要要是是有有机机酸酸）含含量量的的指指标标。用用中中和和100ml100ml或或100g100g油油样样中中酸酸性性物物质质所所需需要要的的KOHKOH毫毫克数来表示酸

52、度，单位为克数来表示酸度，单位为mgKOH/100MLmgKOH/100ML；酸值为酸值为mgKOH/100gmgKOH/100g。 酸性物质影响油品安定性，腐蚀设备，必须除去。酸性物质影响油品安定性，腐蚀设备，必须除去。汽汽、煤煤、柴柴油油等等轻轻质质油油品品测测定定酸酸度度，原原油油和和润润滑滑油油等等测测定定酸酸值。值。油油品品在在储储存存中中，因因氧氧化化变变质质其其酸酸度度和和酸酸值值会会有有所所增增大大，因因此此它它们们也也是是衡衡量量油油品品是是否否变变质质的的重重要要指指标标之之一一。测测定定方方法法分分别别为为GB/T258GB/T258和和GB/T264GB/T264。 7

53、/24/202462炼油工艺学三、胶质、沥青质和含蜡量三、胶质、沥青质和含蜡量 这这三三种种物物质质对对石石油油输输送送、加加工工方方案案的的确确定定影影响响很很大大，特特别别是是制制定定高高含含蜡蜡易易凝凝石石油油加加热热输输送送方方案案时时，胶胶质质与与含含蜡蜡量量间间之之比比会会显显著著影影响响热热处处理理的的效效果果。三三者含量均以者含量均以m%m%表示，是评价原油的重要指标。表示，是评价原油的重要指标。 测测定定方方法法大大都都根根据据沥沥青青质质和和胶胶质质在在不不同同溶溶剂剂中中的的溶溶解解度度不不同同、不不同同吸吸附附剂剂对对它它们们吸吸附附能能力力不不同同和和其其它它物物理理

54、性性质质的的差差异异来来区区分分的的。所所用用溶溶剂剂和和吸吸附附剂剂不不同同，同同一一原原油油所所得得结结果果差差别别很很大大。所所以以只只有有在在同同样条件下测定的结果，才能进行比较。样条件下测定的结果，才能进行比较。 7/24/202463炼油工艺学四、残炭和灰分四、残炭和灰分 油油品品的的残残炭炭是是在在规规定定仪仪器器中中，油油品品按按规规定定条条件件蒸蒸发发、分分解解、灼灼烧烧后后形形成成的的黑黑色色焦焦状状残残留留物物占占试试样样的的m%m%称称为为残残炭炭，其其大大小小间间接接表表明明油油品品在在使使用用中中出出现现结结焦焦和和积积炭炭的的倾倾向向；也也反反映映了了油油品品，特

55、特别别是是润润滑滑油油的的精精制制深深度度，精精制制深深的的油油品品，含含重重组组分分、非非烃烃类类化化合合物物及及胶胶质质少，残炭值就低。少，残炭值就低。 灰灰分分是是油油品品煅煅烧烧后后的的固固体体残残余余物物，其其组组成成、含含量量随随石石油油种种类类、性性质质和和加加工工方方法法不不同同而而异异。油油品品中中的的灰灰分分主主要要是是由由少少量量无无机机盐盐、金金属属化化合合物物及及机机械械杂杂质质所所构构成成。油油品品中中的的灰灰分分会会导导致致油油品品在在使使用用中中引引起起机机械械磨磨损损、积积炭炭、积积垢垢和和腐腐蚀蚀，因因而而是是汽汽轮轮机机油油和和锅锅炉炉燃燃料料等等石石油产

56、品的重要质量指标。油产品的重要质量指标。 7/24/202464炼油工艺学五、热值（发热量）五、热值（发热量）n质量热值：单位质量油品完全燃烧时所放出的热质量热值：单位质量油品完全燃烧时所放出的热量，单位为量，单位为kJ/kg。n体积热值：单位体积油品完全燃烧时所放出的热体积热值：单位体积油品完全燃烧时所放出的热量，单位为量，单位为kJ/m3。n氢的质量热值远高于碳，因此，氢碳比越高的燃氢的质量热值远高于碳，因此，氢碳比越高的燃料其质量热值越大。料其质量热值越大。n碳原子数相同的烃类，质量热值的顺序为：碳原子数相同的烃类，质量热值的顺序为： 烷烃环烷烃、烯烃芳香烃烷烃环烷烃、烯烃芳香烃7/24

57、/202465炼油工艺学n体积热值的顺序为：体积热值的顺序为： 芳烃环烷烃、烯烃烷烃芳烃环烷烃、烯烃烷烃n同类烃，随沸点增高，密度增大，体积热值变大，质同类烃，随沸点增高，密度增大，体积热值变大，质量热值变小。量热值变小。n高热值：又称理论热值，燃料燃烧的起始温度和燃烧高热值：又称理论热值，燃料燃烧的起始温度和燃烧产物的最终温度均为产物的最终温度均为15，燃烧生成的水蒸气完全被，燃烧生成的水蒸气完全被冷凝成水所放出的热量。冷凝成水所放出的热量。n低热值：又称净热值，燃烧生成的水以蒸汽状态存在。低热值：又称净热值，燃烧生成的水以蒸汽状态存在。7/24/202466炼油工艺学 本本 章章 小小 结结n油品的蒸发性能：常用蒸气压和馏程来表示油品的蒸发性能：常用蒸气压和馏程来表示 n密度、特性因数密度、特性因数K K、BMCIBMCI、K KH H、分子量等分子量等n油品的流动性：粘度，粘温性能油品的流动性：粘度，粘温性能 n低温流动性能：结晶点、冰点、凝点、倾点、冷低温流动性能：结晶点、冰点、凝点、倾点、冷滤点滤点 n燃烧性能：闪点、燃点、自燃点燃烧性能：闪点、燃点、自燃点n油品的溶解度：苯胺点油品的溶解度：苯胺点n其它性质：硫含量、酸度（值）、灰分等其它性质：硫含量、酸度（值）、灰分等7/24/202467炼油工艺学