石油及其产品的理化性质

培训内容意义及特点1蒸气压、沸程和平均沸点2密度、相对密度、特性因数和平均分子量3其他物理性质7油品的流动性4油品的低温性能5油品的燃烧性质61、是组成中各种化合物性质的综合表现；2、与化学组成密切相关；3、多通过条件性实验测定；4、广泛使用经验图表和关联式。1、油品质量的评定标准；2、加工过程的控制参数；3、工艺设计的必要依据。意义及特点意义特点定义：在某一温度下，一种物质的液相与其上方气相呈平衡状态时的压力，称为饱和蒸气压，简称蒸气压。蒸汽压反映了油品蒸发和汽化的能力，是油品（轻质油品）重要的物性数据和质量指标。一、蒸气压蒸气压、沸程及平均沸点纯烃的蒸气压与其它纯物质一样，纯烃的蒸气压随液体温度的升高而增大。油品是一种复杂混合物,其蒸气压不仅与温度有关，还与其气化率有关。油品质量标准中的蒸气压为雷氏蒸气压一、蒸气压蒸气压、沸程及平均沸点汽油挥发度表示方法之一【汽油在摄氏三十七点八度(华氏一百度),蒸气油料体积比为四比一时之蒸气压】二、沸程蒸气压、沸程及平均沸点1.纯物质沸点对于液态纯物质，其饱和蒸汽压等于外压时的温度，称为该液体在该外压下的沸点。2.混合物的沸程当液体为混合物时，在一定外压下其沸腾温度并不是恒定的，随着气化过程中液相里较重组分的不断富集，其沸点会逐渐升高；对于石油馏分这类组成复杂的混合物，一般常用沸点范围来表征其蒸发和气化性能，沸点范围又称沸程（馏程）。1)石油馏分的馏程是生产控制和工艺计算的重要数据；2)条件性试验，蒸馏设备不同，测定结果不同；3)常用ASTM蒸馏（AmericanSocietyforTestingMaterials,美国材料试验学会）或恩氏（Engler）蒸馏,GB6536-86。3.石油馏分的馏程测定二、沸程蒸气压、沸程及平均沸点蒸气压、沸程及平均沸点二、沸程ASTM蒸馏或恩氏蒸馏1.初馏点：馏出第一滴冷凝液时气相温度称为初馏点；2.10％馏出温度：馏出液达10ml时的气相温度；3.20％～90％馏出温度；4.干点（终馏点）：当气相温度升高到一定数值后，它就不再上升，反而回落，这个最高的气相温度称为干点或终馏点；5.恩式蒸馏曲线：以气相馏出温度为纵坐标，馏出体积百分数为横坐标；蒸气压、沸程及平均沸点二、沸程蒸气压、沸程及平均沸点二、沸程6.10％～90％一段近似为直线，可计算恩式蒸馏曲线斜率：7.该斜率表示油品馏程的宽窄，斜率越大，馏程越宽；8.蒸馏时液相温度要低于350℃，以免油品分解；较重的馏分需在减压下蒸馏，然后换算到常压下；9.恩式蒸馏属渐次汽化，无精馏作用，馏出物仍是混合物；10.恩式馏程能粗略轻重组分相对含量，是严格的条件试验。90%10S9010馏出温度－％馏出温度斜率－三、平均沸点蒸气压、沸程及平均沸点三、平均沸点为简化起见，常用平均沸点表征其气化性能。1.体积平均沸点（℃）2.质量平均沸点（℃）1030507090Vtttttt5nwiii1twt三、平均沸点蒸气压、沸程及平均沸点三、平均沸点3.立方平均沸点（K）4.实分子平均沸点（℃）5.中平均沸点（℃）iin1/33CUii1T(vT)nmiii1txtmcumettt21.只有tv可由馏程直接测定，其它由tv与s查图求定；2.可根据经验关联式换算；3.上述五种平均沸点使用时要注明；4.沸程30℃，可以近似认为相等。注意:蒸气压、沸程及平均沸点蒸气压、沸程及平均沸点三、平均沸点密度、相对密度、特性因数一、密度和相对密度1、几个定义密度：物质的质量与其体积的比值，g/cm3，kg/m3，要注明温度。标准密度：20℃的密度。相对密度：与规定温度下水的密度之比，如：t4d204d15.615.6dd15.615.6=d420+△d△d－0.0037～0.0051密度、相对密度、特性因数一、密度和相对密度1、几个定义比重指数API：15.615.6141.5API131.5d相对密度越小的其API度越大，相对密度越大的其API度越小。密度、相对密度、特性因数一、密度和相对密度1)温度升高，体积膨胀，密度下降；2)通常压力下，对密度的影响可以忽略，只有在极高压力下才考虑。t2044dd(t20)0.0006~0.0010/℃2、油品密度与温度、压力的关系密度、相对密度、特性因数一、密度和相对密度烃类C6C7C8C9C10正构烷烃0.65940.68370.70250.71610.7300正构－烯烃0.67320.69700.71490.72920.7408正烷基环己烷0.77850.76940.78790.79360.7992正烷基苯0.87890.86700.86700.86200.8601（1）碳数相同，芳香烃环烷烃烷烃（2）正构烷烃、环烷烃，分子量大密度大（3）芳香烃，侧链越长，密度越小密度、相对密度、特性因数一、密度和相对密度3、各族烃类的相对密度原油及其馏分的相对密度的一般范围油品相对密度，d204油品相对密度，d204原油0.8～1.0轻柴油0.82～0.87汽油0.74～0.77减压馏分0.85～0.94航空煤油0.78～0.83减压渣油0.92～1.004、石油馏分的相对密度对石油馏分，沸程越高，密度越大。密度、相对密度、特性因数一、密度和相对密度不同原油各馏分的相对密度沸点范围，℃大庆原油胜利原油孤岛原油羊三木原油初馏～2000.74320.7446-0.7650200～2500.80390.82040.86250.8630250～3000.81670.82700.88040.8900300～3500.82830.83500.89940.9100350～4000.83680.86060.91490.9320400～4500.85740.88740.93490.9433450～5000.87230.90670.93900.94835000.92210.96981.00200.9820原油0.85540.90050.94950.9492原油基属石蜡基中间基环烷－中间基环烷基4、石油馏分的相对密度原油属性中：环烷基环烷－中间基中间基石蜡基密度、相对密度、特性因数密度、相对密度、特性因数一、密度和相对密度•密度计法，GB1884-83•比重瓶法，GB2540-815、密度的测定方法密度、相对密度、特性因数二、特性因数又称WatsonK或UOPK，是油品平均沸点和相对密度的函数。1/315.615.6121.6TKdT——最早用分子平均沸点，后来使用立方平均沸点，现在一般使用中平均沸点。特性因数K对了解石油的分类、化学组成、确定加工方案及油品其它特性都是十分有用的密度、相对密度、特性因数二、特性因数1、纯烃的特性因数烷烃：～12.7环烷烃：11～12芳香烃：10～11密度、相对密度、特性因数二、特性因数I.富含烷烃的馏分：K=12.5～13.0II.富含芳烃的馏分：K=10.0～11.0III.是表征油品化学组成的重要参数；IV.可用来关联油品的其它物理性质；V.二次加工产物，含大量的烯烃、二烯烃和芳烃，K不能用来反映其化学属性.2、石油馏分的特性因数密度、相对密度、特性因数二、特性因数I.正构烷烃的相关指数最小，基本为0；芳香烃的相关指数最大，如苯为100；环烷烃的相关指数居中，如环己烷为52；II.BMCI越大，芳香性越强；BMCI越小，石蜡性越强。III.广泛用于表征乙烯原料的化学组成。15.615.6v48640BMCI473.7d456.8t2733、相关指数BMCI（U.S.BureauofMinesCorrelationIndex）密度、相对密度、特性因数三、平均分子量由于石油及其产品都是复杂的混合物，而所含化合物的分子量是各不相同的，范围很宽，所以只能用平均分子量来加以表征。iiiniiiiNMmMxMNN1、数均分子量2、重均分子量（应用较少）2iiiiWiiiiiWMNMMwMWNMTKTKTTM20256222.010329.12332.0295.25.184）（数均相对分子量的测定方法I.冰点下降法，适用于轻馏分（350℃）II.蒸气压渗透法（VPO法），只能测定沸点350℃以上的样品，分子量上限35000。III.经验关联方法（推荐经验计算公式：寿德清-向正为关系式）密度、相对密度、特性因数三、平均分子量在炼油设备计算中所用的石油馏分的相对分子质量一般是指数均相对分子质量。油品的流动性粘度是评价原油及其产品流动性能的指标，在原油和石油化工产品加工、运输、管理、销售及使用过程中，粘度是很有用的物理常数。如输送过程中，粘度对流量、压力降影响很大。在石油加工中，粘度是检验许多石油产品的重要质量指标。尤其是润滑油的重要指标之一意义:FdAdl1、绝对粘度（，）在某一温度下，当流体受外力作用而作层流动时，液体分子间产生的内磨擦力叫粘度。又称动力粘度，由牛顿剪切定律得出：F：相对运动的两流层间的内摩擦力（剪切力），NA：两流层间的接触面积，m2dv：相对运动速度，m/sdl：两流层间距，m：流层内摩擦系数，即绝对粘度，Pa.s泊（p），厘泊（cp)1Pa.s=1000cp=10p油品的流动性一、粘度油品的流动性一、粘度2、运动粘度（）单位：斯汑（st），厘斯（cst)，mm2/s1cst=1mm2/s油品粘度的表示方法动力粘度（绝对粘度）/Pa.s,适于原油、渣油、稠油等运动粘度/mm2/s,适于中间馏分油、高沸点馏分油油品的流动性一、粘度3、条件粘度在一定温度下，在一定仪器中，使一定体积油品流出，以其流出时间与同体积的水流出时间之比，作为粘度值。恩式粘度（EnglerViscosity）油品从恩式粘度计流出200ml的时间与同体积的水在20℃流出的时间之比。源于德国，我国燃料油的质量标准。赛式粘度（SayboltViscosity）以60ml油品从赛式粘度计中流出时间（s）作为指标。具体有赛式通用粘度（SUS）、赛式重油粘度（SFS）。雷式粘度（RedwoodViscosity）以50ml油品从雷式粘度计中流出时间（s）作为指标。1）毛细管粘度计用来测定牛顿体系的运动粘度，GB625。4QpRt8l油品在层流状态时符合下列关系：Q/t－单位时间内的体积流量；ΔP－两端压差，与密度成正比；R－毛细管半径；l－毛细管长度；－流体的绝对粘度；油品的流动性二、粘度的测定方法2)旋转粘度计测量非牛顿流体的粘度或流变性。油品的流动性二、粘度的测定方法油品的流动性三、粘度与化学组成的关系1.对于同一系列的烃类，化合物的分子量越大，粘度越大；2.分子量相近时，环状分子的粘度大于链状分子，环数越多，粘度越大；有“环状结构是粘度载体”的说法；3.分子中环数相同，侧链越长，则其粘度越大。粘度既然反映液体内部分子间的摩擦力，必然与分子的大小、结构有密切关系油品的流动性四、粘度与温度的关系–粘-温性质：粘度指数(越大越好）、粘度比（越小越好）–粘-温性质与分子结构的关系：正构烷烃最好，环状烃粘温性较差，多环短侧链环状烃最差。温度是粘度的重要影响因素，随温度升高，油品粘度迅速下降，不同油品，其粘度随温度变化幅度差别悬殊，油品粘度随温度变化的性质，称为油品的粘-温性。油品的流动性四、粘度与温度的关系1.沸程升高，粘度增加；2.沸程相同，石蜡基中间基环烷基；3.粘温性质，石蜡基中间基环烷基。石油馏分的粘度和粘温性质原油沸程，℃ν50mm2/sν100mm2/s粘度比ν50/ν100粘度指数大庆（石蜡基）350~400400~450450~5006.9115.82-2.664.658.092.603.40-200140-新疆（中间基）350~400400~450450~50013.0039.74128.83.707.4516.203.515.337.96807060孤岛（环烷－中间基）350~400400~450450~5001