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1、第三章 石油及油品的物理性质本讲稿第一页，共六十七页9/25/2022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质与其化学与其化学组组成和分子成和分子结结构密切相关；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，也就是说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；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
2、为了便于油品之了便于油品之间间相互比相互比较较和和对对照，石油及油品的照，石油及油品的绝绝大部分性大部分性质质都是采都是采用条件性用条件性实验进实验进行行测测定。（定。（严严格格规规定的定的仪仪器、方法和条件），条件改器、方法和条件），条件改变变，结结果也会改果也会改变变；石油及油品的各种石油及油品的各种试验试验方法有不同的方法有不同的级别级别，如，如ISOISO、GBGB、SHSH。本讲稿第二页，共六十七页2022/9/252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、蒸发难易的重要性石油和石油产品的蒸发性能是反映其汽化、蒸发难
3、易的重要性质，用蒸汽压、沸程来描述。质，用蒸汽压、沸程来描述。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的的的液液液液体体体体愈愈愈愈易于气化。易于气化。易于气化。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
4、度下下下下，相相相相对对对对分分分分子子子子质质质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的的的蒸气压较小。蒸气压较小。蒸气压较小。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。本讲稿第三页，共六十七页2022/9/253炼油工艺学n纯烃纯烃 P=f(T)P=f(T)n烃类混合物烃类混合物 P=PP=Pi iX Xi i=f(T,X)=f(T,X)n石油馏分石油馏分 P=f(T,e)P=f(T,e)n蒸气压的表示法蒸气压的表示法
5、 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。本讲稿第四页，共六十七页2022/9/254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：本讲稿第五页，共六十七页2022/9/255炼油工艺学1、蒸气压的计算、蒸气压
6、的计算n在实际应用中，常用经验或经验的方法来求定在实际应用中，常用经验或经验的方法来求定纯烃的蒸汽压，其中比较简便的如纯烃的蒸汽压，其中比较简便的如Antoine方方程：程：本讲稿第六页，共六十七页2022/9/256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DaltonRao
7、ult定律求得：定律求得：本讲稿第七页，共六十七页2022/9/257炼油工艺学二、馏程二、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。同一同一油品的油品的馏馏程因程因测测定定仪仪器和器和测试测试方法不同。其方法不同。其馏馏程数据也有差程数据也有差别别。在油品的在油品的质质量量标标准中，大都采用条件性的准中，大都采用条件性的馏馏程程测测定法定法恩氏恩氏蒸蒸馏馏。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
8、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%90%20%90%时时的的气气相相温温度度别别别别称称为为10%10%、20%90%20%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。从从初初馏馏点点到到干干点点（终终馏馏点点）的的温温度度范范围围称称为为馏馏程程。本讲稿第八页，共六十七页2022/9/258炼油工艺学恩式蒸馏装置图本讲稿第九页，共六十七页2022/9/259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
9、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。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
10、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对含含量量，或用与不同油品之间的比较。或用与不同油品之间的比较。本讲稿第十页，共六十七页2022/9/2510炼油工艺学n大多数液体燃料规格中，只要求测定其具有代表大多数液体燃料规格中，只要求测定其具有代表性的性的初馏点、初馏点、10%10%、5050和和9090的馏出温度及干点。的馏出温度及干点。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
11、，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含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。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标。本讲稿第十一页，共六十七页2022/9/2511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Tc Tc 本讲稿第十二页，共六十七页2022/9
12、/2512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(Tc)(Tc)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 本讲稿第十三页，共六十七页2022/9/2513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、
13、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)本讲稿第十四页，共六十七页2022/9/2514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质密度在一定条件下，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)，
14、d d15.615.615.615.6(欧美欧美)Relative densityRelative densitySpecific Specific gravitygravity本讲稿第十五页，共六十七页2022/9/2515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：n APIAPI度度31.131.1的原油为轻质原油；的原油为轻质原油；n API API度在度在31.131.122.322.3之间，为中质原油；之间，为中质原油；n API API度在度在22.322.310.010.0之间，为重质原油；之间，为重质原油；n API API度度10.
15、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 0.6572 0.6572，分子分子环环数数越多，密度越大；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 本讲稿第十七页，共六十七页2022/9/2517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
16、上升，相对密度减小 在一定压力范围内，压力升高，对油品相对密度的在一定压力范围内，压力升高，对油品相对密度的影响可以忽略，只有当压力极大影响可以忽略，只有当压力极大(几十兆帕几十兆帕)时，才时，才考虑压力对相对密度的影响考虑压力对相对密度的影响 本讲稿第十八页，共六十七页2022/9/2518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(
17、如重油和轻烃如重油和轻烃)混合时，体积混合时，体积可能收缩可能收缩 本讲稿第十九页，共六十七页2022/9/2519炼油工艺学5 5、气液混合物的密度、气液混合物的密度本讲稿第二十页，共六十七页2022/9/2520炼油工艺学二、特性因数二、特性因数(K K;Waston factor;Characterization factor;Waston factor;Characterization factor)1 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度作图，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，所得曲线的斜率所得曲线的斜率 2 2不同烃类不同烃类K K值
18、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，富含芳烃的，富含芳烃的石油馏分石油馏分K K值为值为10101111 本讲稿第二十一页，共六十七页2022/9/2521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
19、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。石石油油馏馏分分的的特特性性因因数数，结结合合相相对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质，如如前前面面讲讲的的蒸蒸汽汽压压及及后后面面将将要要讲讲的的分分子子量量等。等。本讲稿第二十二页，共六十七页2022/9/2522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
20、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关指指数数最高最高(苯约为苯约为100)100)相相关关指指数数BMCIBMCI这这个个指指标标广广泛泛用用于于表表征征裂裂解解乙乙烯烯原原料料的的化学化学组组成，希望是越小越好。成，希望是越小越好。本讲稿第二十三页，共六十七页2022/9/2523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
21、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，提出了一个表征渣油特征的特征参数提出了一个表征渣油特征的特征参数K KH H。本讲稿第二十四页，共六十七页2022/9/2524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 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
22、芳香烃烃 上上述述结结论论说说明明了了液液体体的的运运动动黏黏度度中中包包含含了了分分子子结结构构的的信信息息，而而且且环环可以可以认为认为是黏度的是黏度的载载体。体。本讲稿第三十一页，共六十七页2022/9/2531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度随温度的变化幅度小，则称为油品的
23、粘温性质好 Relation of viscosity and temperature本讲稿第三十二页，共六十七页2022/9/2532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 本讲稿第三十三页，共六十七页2022/9/2533炼油工艺学粘温性质与分子结构的关系粘温性质与分
24、子结构的关系 正构烷烃的粘温性质最好，分支程度较小的异构烷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，随着分支程度的增大，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；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)的粘温性质比链状烃的差；的粘温性质比链状烃的差；当分子中环数相同时，其侧链越长粘温性质越好，但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侧链上如有分支也会使粘温性质变差本讲稿第三十四页，共六十七页2022/9/2534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
25、石油各馏分的粘度都随着其沸程的升高而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 本讲稿第三十五页，共六十七页2022/9/2535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40atm40a
26、tm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、粘度组成、性质、粘度相差越大，离可加相差越大，离可加性相差越大性相差越大本讲稿第三十六页，共六十七页2022/9/2536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
27、，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。本讲稿第三十七页，共六十七页2022/9/2537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
28、。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。本讲稿第三十八页，共六十七页2022/9/2538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
29、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。本讲稿第三十九页，共六十七页2022/9/2539炼油工艺学五、五、油品的低温流动性油品的低温流动性n低温下，石油及液体产品在低温失去流动性有两种情况：低温下，石油及液体产品在低温失去流动性有两种情况：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
30、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。不不是是很很确确切切，仍仍是是可可塑性物质，而不是固体。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，在在温温度度下下降降过过程程中中，由由于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。本讲稿第四十页，共六十七页2022/9/2540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
31、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低最低温度。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。本讲稿第四十一页，共六十七页2022/9/2541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
32、烷烷烃烃、异异构构烷烷烃烃和和烯烃；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）油品中含水，会严重影响油品的低温指标。油品中含水，会严重影响油品的低温指标。本讲稿第四十二页，共六十七页2022/9/2542炼油工艺学2.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
33、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)nGB/T3535-83 本讲稿第四十三页，共六十七页2022/9/2543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
34、替换凝点指标。SH/T0248 (Coldfilterpluggingpoint-CFPP)本讲稿第四十四页，共六十七页2022/9/2544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、作为重要燃石油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，对于安全使用燃料和料来使用，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，主要用闪点、燃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。点和自燃点来描述。本讲稿第四十五页，共六十七
35、页2022/9/2545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
36、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，这这样样在在有外来火源时，才不至于发生闪火爆炸事故。有外来火源时，才不至于发生闪火爆炸事故。本讲稿第四十六页，共六十七页2022/9/2546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限温度下限温度或者或者爆炸上限温度爆炸上限温度来作为油品的闪点。来作
37、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，而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炸下限煤、柴油和润滑油等的闪点是相当于爆炸下限时的油品温度。时的油品温度。本讲稿第四十七页，共六十七页2022/9/2547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 以以其其闪点作为着火危险等级的分级标准。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
38、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）。同同一一油油品品的的闪闪点：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中混入
39、了少量低沸点油品，则其闪点会大大降低。油中混入了少量低沸点油品，则其闪点会大大降低。本讲稿第四十八页，共六十七页2022/9/2548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倒油品时的温度应比油品的闪点低至少倾倒油品时的温度应比油品的闪点低至少1717。n混混合合油油品品的的闪闪点点不不具具备备加加和和性性，其其闪闪点点总总是是低低于按可加性计算的混合油闪点。于按可加性计算的混合油闪点。本讲稿第四十九页，共六十七页2022/9/2549炼油工艺学二、燃点和自
40、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并连续：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，然后使其与空气接触，：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火焰自行燃烧，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能产生自燃的最低温度称为自燃点 Burning point;fire point;ignition pointSelf-ignition point本讲稿第五十页，共六十七页2022/
41、9/2550炼油工艺学 通过定义我们可以看到，测闪点与燃通过定义我们可以看到，测闪点与燃点时需外部火源引燃；而自燃点却不需点时需外部火源引燃；而自燃点却不需要，但它也有条件，就是油品在具有高要，但它也有条件，就是油品在具有高温时才会出现自燃。象炼厂高温法兰处温时才会出现自燃。象炼厂高温法兰处漏油时发生的火灾就属于油品的自燃。漏油时发生的火灾就属于油品的自燃。本讲稿第五十一页，共六十七页2022/9/2551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 同族烃中，分子量增大，闪点增高，燃点增高，自燃点降同族烃中，分子量增大，闪点增高，燃点增高，自燃点
42、降低低 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(芳香烃比烷芳香烃比烷烃稳定烃稳定)，但烷烃的闪点却比粘度相同而含环烷烃和芳香，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较多的油品高 本讲稿第五十二页，共六十七页2022/9/2552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，重重质质油油品品应应防止高温泄露，遇空气自燃。防止高温泄露，遇空气自燃。本讲稿第五十三页，共六十七页20
43、22/9/2553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，大大量量的的是是溶溶解解度度问问题。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的溶溶解度随温度升高而增大。解度随温度升高而增大。q油油品品中中的的微微量量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
44、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定性变坏，导致设备腐蚀和磨蚀等。安定性变坏，导致设备腐蚀和磨蚀等。本讲稿第五十四页，共六十七页2022/9/2554炼油工艺学n水在油品中的溶解度受其化学组成制约。一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比般来说，水在芳香烃和烯烃中的溶解度比在烷烃和环烷烃中的大。当碳原子数相同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烷时，水在环烷烃中的溶解度又稍低于在烷烃中的。烃中的。n富含环烷烃的喷气燃料，当脱除大部分芳香富含环烷烃
45、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，明显改烃以后，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。善了喷气燃料的低温性能。n水在烃类中的溶解度，可根据烃的碳氢质量比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。从有关图表中得到。本讲稿第五十五页，共六十七页2022/9/2555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
46、数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大致致反反映油品的化学组成。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，烃烃类类在在溶溶剂剂中中的的溶溶解解度度主主要要决决定定于于烃烃类类和和溶溶剂剂分分子子结结构构的的相相似似程程度度。两两者者结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说，我我们们把把它它称称为为相似相溶原理。相似相溶原理。本讲稿第五十六页，共六十七页2022/9/2556炼油工艺学n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
47、下下，因因溶溶解解度度低低两两者者不不完完全全互互溶溶而而呈呈液液-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低温度称为临界溶解温度。最低温度称为临界溶解温度。n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强，同时也说明两者之间的分子结构越相似。越强，同时也说明两者之间的分子结构越相似。n苯苯胺胺点点：就就是是
48、以以苯苯胺胺为为溶溶剂剂，与与油油品品按按体体积积比比为为1111混混合时的临界溶解温度。合时的临界溶解温度。本讲稿第五十七页，共六十七页2022/9/2557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单环芳烃烯烃环烷烃烷烃多环芳烃单环芳烃烯烃环烷烃烷烃 而且芳香烃的苯胺点远远低于烷烃和环烷烃。而且芳香烃的苯胺点远远低于烷烃和环烷烃。如以如以C C6 6为例：为例：苯：苯：-30 -30 1-1-己烯：己烯：27 27 环己烷：环己烷：31 31 正己烷：正己烷：69.1 69.1 本讲稿第
49、五十八页，共六十七页2022/9/2558炼油工艺学 对对于于同同族族烃烃类类：随随分分子子量量增增大大，苯苯胺胺点点增增大大，但但变变化化幅幅度不大。度不大。正己烷：正己烷：69.1 69.1 正庚烷：正庚烷：70.0 70.0 正辛烷：正辛烷：72.1 72.1 正壬烷：正壬烷：74.9 74.9 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计算柴油的柴油指数，从而可以估算油品的十六烷值。点计算柴油的柴油指数，从而可以估算油品的十六烷值。本讲
50、稿第五十九页，共六十七页2022/9/2559炼油工艺学 近近年年国国际际标标准准（ISO3648-1976ISO3648-1976）和和国国家家标标准准（GB2429-GB2429-8181）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验式式计计算算航航空空燃燃料和各种规格燃料的净热值。料和各种规格燃料的净热值。苯苯胺胺点点还还用用于于测测定定油油品品中中芳芳香香烃烃含含量量，在在测测定定试试样样和和脱脱除除芳芳香香烃烃以后以后试样试样的苯胺点后，可按下式的苯胺点后，可按下式计计算油品中的芳香算油品中的芳香烃烃含量。含量。油油品品的的苯苯胺胺点点通通常常有有实实验验