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1、第二章第二章 石油及其产品的组成和性石油及其产品的组成和性质质本章主要内容本章主要内容2.1 石油的一般性状及化学组成石油的一般性状及化学组成2.2 石油及其产品的物理性质石油及其产品的物理性质2.2 石油及其产品的物理性质石油及其产品的物理性质 石油及其产品的物理性质是评定产石油及其产品的物理性质是评定产品质量和控制生产过程的重要指标，品质量和控制生产过程的重要指标，也是设计和计算石油加工工艺装置也是设计和计算石油加工工艺装置的重要数据。的重要数据。一、蒸气压一、蒸气压（一）定义（一）定义u在一定温度下，液体与其液面上的蒸汽成平衡状在一定温度下，液体与其液面上的蒸汽成平衡状态时，蒸汽所产生的
2、压力称为态时，蒸汽所产生的压力称为饱和蒸气压饱和蒸气压，简称，简称蒸气压。蒸气压。u物理意义：蒸气压表示液体在一定温度下蒸发和物理意义：蒸气压表示液体在一定温度下蒸发和汽化的能力，蒸气压高的液体容易汽化汽化的能力，蒸气压高的液体容易汽化u蒸气压是石油加工工艺和设备设计的重要基础物蒸气压是石油加工工艺和设备设计的重要基础物性数据，也是某些油品的质量指标性数据，也是某些油品的质量指标一、蒸气压一、蒸气压（二）纯烃的蒸气压（二）纯烃的蒸气压1.特征：特征：是温度的函数，温度升高，饱和蒸气压增大。是温度的函数，温度升高，饱和蒸气压增大。同一温度下，不同烃类具有不同的蒸气压同一温度下，不同烃类具有不同的
3、蒸气压同一族烃类，相对分子质量较大的烃类蒸气压较小同一族烃类，相对分子质量较大的烃类蒸气压较小2.计算或查图计算或查图（1）克）克-克方程克方程（2）Antoine（安托万）方程（安托万）方程一、蒸气压一、蒸气压（三）烃类混合物及石油馏分的蒸气压（三）烃类混合物及石油馏分的蒸气压1.烃类混合物烃类混合物（1）蒸气压是温度和组成的函数）蒸气压是温度和组成的函数（2）气相近似为理想气体，液相近似为理想溶液）气相近似为理想气体，液相近似为理想溶液时，其蒸气压可用道尔顿时，其蒸气压可用道尔顿-拉乌尔定律来求拉乌尔定律来求（3）烃类混合物的蒸气压随温度的升高而增加，）烃类混合物的蒸气压随温度的升高而增加
4、，随汽化率的增加而减小随汽化率的增加而减小一、蒸气压一、蒸气压（三）烃类混合物及石油馏分的蒸气压（三）烃类混合物及石油馏分的蒸气压2.石油馏分石油馏分 u蒸气压是温度和组成的函数蒸气压是温度和组成的函数u蒸气压随温度的升高而增加，随汽化蒸气压随温度的升高而增加，随汽化率的增加而减小率的增加而减小u在一定温度下，馏分越轻，越易挥发，在一定温度下，馏分越轻，越易挥发，其蒸气压越大。因此当汽化率增大时，其蒸气压越大。因此当汽化率增大时，液相组成逐渐变重，蒸气压会随之降液相组成逐渐变重，蒸气压会随之降低。低。一、蒸气压一、蒸气压（三）烃类混合物及石油馏分的蒸气压（三）烃类混合物及石油馏分的蒸气压3.常
5、用蒸气压常用蒸气压真实蒸气压（泡点蒸气压）：汽化率真实蒸气压（泡点蒸气压）：汽化率为为0时的蒸气压时的蒸气压雷德蒸气压，使用特定仪器，在规定雷德蒸气压，使用特定仪器，在规定条件下测定的油品蒸气压条件下测定的油品蒸气压,主要用于评主要用于评价汽油的使用性能价汽油的使用性能真实蒸气压比雷德蒸气压高真实蒸气压比雷德蒸气压高二、馏分组成与平均沸点二、馏分组成与平均沸点（一）沸程与馏分组成（一）沸程与馏分组成1.沸点：沸点：当液体饱和蒸气压与外界压力相当液体饱和蒸气压与外界压力相等时，液体表面和内部同时出现汽化现等时，液体表面和内部同时出现汽化现象，这一温度成为该液体物质在此压力象，这一温度成为该液体物
6、质在此压力下的沸点。下的沸点。2.沸程沸程:外压一定时，石油馏分的沸点范外压一定时，石油馏分的沸点范围围在一定温度下，纯液体具有恒定的蒸气在一定温度下，纯液体具有恒定的蒸气压，沸点恒定压，沸点恒定 石油馏分，沸点有一范围石油馏分，沸点有一范围二、馏分组成与平均沸点二、馏分组成与平均沸点（一）沸程与馏分组成（一）沸程与馏分组成3.恩氏蒸馏恩氏蒸馏(ASTM蒸馏）蒸馏）测定馏程的方法测定馏程的方法 u将将100mL油品放入标准的蒸馏瓶中，按规定的加热速度油品放入标准的蒸馏瓶中，按规定的加热速度进行加热。进行加热。u初馏点初馏点(Initial Boiling Point，简称，简称IBP)：当冷凝
7、管流：当冷凝管流出第一滴冷凝液时的气相温度出第一滴冷凝液时的气相温度u10%、20%、30%90%点点(馏出温度）馏出温度）：馏出体积为：馏出体积为10mL、20mL、30mL90mL时的汽相温度。时的汽相温度。u终馏点（终馏点（End Point）：蒸馏过程中，气相温度升高到一：蒸馏过程中，气相温度升高到一定数值，不再上升而开始回落，这个最高的气相温度定数值，不再上升而开始回落，这个最高的气相温度u干点：干点：蒸馏烧瓶底部最后一滴液体汽化的瞬间所测得的蒸馏烧瓶底部最后一滴液体汽化的瞬间所测得的气相温度。气相温度。由于终馏点一般在蒸馏烧瓶全部液体蒸发后才出现，所由于终馏点一般在蒸馏烧瓶全部液体
8、蒸发后才出现，所以往往与干点相同。以往往与干点相同。二、馏分组成与平均沸点二、馏分组成与平均沸点（一）沸程与馏分组成（一）沸程与馏分组成 4.馏程馏程:从初馏点到终馏点这一温度范围从初馏点到终馏点这一温度范围(馏分的沸馏分的沸点范围），称为馏程，常常用来简便的表征石油点范围），称为馏程，常常用来简便的表征石油馏分的蒸发和汽化性能馏分的蒸发和汽化性能 5.馏分：馏分：一定沸点范围的分馏馏出物。馏分仍为一一定沸点范围的分馏馏出物。馏分仍为一混合物。混合物。窄馏分：温度范围窄的馏分窄馏分：温度范围窄的馏分 宽馏分：温度范围宽的馏分宽馏分：温度范围宽的馏分 轻馏分：低温范围的馏分轻馏分：低温范围的馏分
9、 重馏分：高温范围的馏分重馏分：高温范围的馏分二、馏分组成与平均沸点二、馏分组成与平均沸点（一）沸程与馏分组成（一）沸程与馏分组成6.恩氏蒸馏曲线恩氏蒸馏曲线（1）根据测得的馏程数据，以馏出温度为纵坐标，馏）根据测得的馏程数据，以馏出温度为纵坐标，馏出体积分数为横坐标作图。出体积分数为横坐标作图。二、馏分组成与平均沸点二、馏分组成与平均沸点 单位：单位：/%（一）沸程与馏分组成（一）沸程与馏分组成（2）恩氏蒸馏曲线的斜率表示从馏出量）恩氏蒸馏曲线的斜率表示从馏出量10%到馏出量到馏出量90%之之间，每馏出间，每馏出1%，沸点升高的平均度数。，沸点升高的平均度数。（3）斜率体现了馏分沸程的宽窄，
10、馏分越宽，斜率越大。）斜率体现了馏分沸程的宽窄，馏分越宽，斜率越大。二、馏分组成与平均沸点二、馏分组成与平均沸点（一）沸程与馏分组成（一）沸程与馏分组成（一）沸程与馏分组成（一）沸程与馏分组成图图 大庆原油中汽油、喷气燃料、轻柴油馏分的恩氏蒸馏曲线大庆原油中汽油、喷气燃料、轻柴油馏分的恩氏蒸馏曲线 二、馏分组成与平均沸点二、馏分组成与平均沸点（二）平均沸点（二）平均沸点一般常用平均沸点来表征石油气化性能一般常用平均沸点来表征石油气化性能1.体积平均沸点体积平均沸点t体体2.质量平均沸点质量平均沸点 t重重=用恩氏蒸馏数据，主要用于求其他难于直接求得的平均沸点用恩氏蒸馏数据，主要用于求其他难于直
11、接求得的平均沸点主要用于求油品的真临界温度主要用于求油品的真临界温度Wi:i组分的质量分数组分的质量分数ti:i组分的沸点组分的沸点二、馏分组成与平均沸点二、馏分组成与平均沸点 3.实分子平均沸点实分子平均沸点 t分分=4.立方平均沸点立方平均沸点 t立立=5.中平均沸点中平均沸点 t中中=t分分+t立立 2主要用于求烃类混合物或油品的假临界温度和偏心主要用于求烃类混合物或油品的假临界温度和偏心因数因数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主要用于求油品的氢含量、特性因数、假临界压主要用于求油品的氢含量、特性因数、假临界压力、燃烧热和平均相对分子质量等。力、燃烧热
12、和平均相对分子质量等。Ni:i组分的分子分数组分的分子分数ti:i组分的沸点组分的沸点Vi:i组分的体积分数组分的体积分数Ti:i组分的沸点组分的沸点二、馏分组成与平均沸点二、馏分组成与平均沸点 6.各种平均沸点的计算方法各种平均沸点的计算方法 这五种平均沸点这五种平均沸点,除体积平均沸点可根据油除体积平均沸点可根据油品恩代蒸馏数据计算外品恩代蒸馏数据计算外,其他几种都难以直其他几种都难以直接计算接计算.因此因此,通常的作法通常的作法:u 先根据恩氏蒸馏数据求体积平均沸点和先根据恩氏蒸馏数据求体积平均沸点和恩氏蒸馏恩氏蒸馏10%90%斜率。斜率。u利用平均沸点温度校正图，求出其它平均利用平均沸
13、点温度校正图，求出其它平均沸点沸点三、密度和相对密度三、密度和相对密度石油及油品的密度与相对密度对生产、储藏和运输石油及油品的密度与相对密度对生产、储藏和运输有着重要的意义，在原油及产品的计量和炼油装置有着重要的意义，在原油及产品的计量和炼油装置设计等方面都是必不可少的。设计等方面都是必不可少的。（一）石油及石油产品密度和相对密度（一）石油及石油产品密度和相对密度1.密度密度:单位体积石油的质量，单位单位体积石油的质量，单位g/cm3、kg/m3。2.标准密度标准密度V=f(T)同一油品在不同温度下有不同的密度，所以应标同一油品在不同温度下有不同的密度，所以应标明温度，通常用明温度，通常用t表
14、示表示t时油品的密度。时油品的密度。我国规定油品我国规定油品20时密度作为石油产品的标准密时密度作为石油产品的标准密度，表示为度，表示为20三、密度和相对密度三、密度和相对密度3.液体石油产品相对密度液体石油产品相对密度油品的相对密度是其密度与规定温度下水的密度油品的相对密度是其密度与规定温度下水的密度之比，无单位之比，无单位 油品在油品在t时的相对密度通常用时的相对密度通常用d4t表示。表示。在数值在数值上等于上等于t时油品的密度时油品的密度我国及东欧各国常用的相对密度是我国及东欧各国常用的相对密度是d420欧美各国常用的相对密度是欧美各国常用的相对密度是d15.615.6（60F油品密油品
15、密度与度与60F水的密度之比）水的密度之比）d油品相对密度校正值油品相对密度校正值三、密度和相对密度三、密度和相对密度 华氏温标（华氏温标（Fahrenheit，符号为，符号为）规）规定：在标准大气压下，冰的熔点为定：在标准大气压下，冰的熔点为32，水的沸点为，水的沸点为212，中间有，中间有180等分，每等分为华氏等分，每等分为华氏1度。度。三、密度和相对密度三、密度和相对密度4.相对密度指数相对密度指数美国石油协会（美国石油协会（American Petroleum Institute)还常用还常用相对密度指数相对密度指数API来表示油品的相对密度。来表示油品的相对密度。相对密度指数与相对
16、密度成反比，相对密度越大，相对密度指数与相对密度成反比，相对密度越大，相对密度指数越小。相对密度指数越小。三、密度和相对密度三、密度和相对密度（二）相对密度与温度、压力关系（二）相对密度与温度、压力关系1.温度的影响温度的影响温度升高，油品受热膨胀，体积增大，密度及相对温度升高，油品受热膨胀，体积增大，密度及相对密度减小。密度减小。u在在050范围内范围内为体积膨胀系数为体积膨胀系数 或相对密度的平均温度校正系数或相对密度的平均温度校正系数u当温度与当温度与20差别较大，则不同温度与油品比重差别较大，则不同温度与油品比重换算换算-按按GB1885-1998石油密度计算换算表。石油密度计算换算表
17、。三、密度和相对密度三、密度和相对密度（二）相对密度与温度、压力关系（二）相对密度与温度、压力关系2.压力的影响压力的影响液体受压后，体积变化不是太大，因而液体受压后，体积变化不是太大，因而通常压力对液体石油产品的密度的影响通常压力对液体石油产品的密度的影响可以忽略不计。但在很高的压力下油品可以忽略不计。但在很高的压力下油品的密度要受到压力的影响的密度要受到压力的影响三、密度和相对密度三、密度和相对密度（三）油品相对密度与馏分组成和化学组成的关系（三）油品相对密度与馏分组成和化学组成的关系u同一原油的馏分，沸点升高，分子量增大，同一原油的馏分，沸点升高，分子量增大，相对密度增大。相对密度增大。
18、u碳原子数目相同时，各族烃类相对密度大碳原子数目相同时，各族烃类相对密度大小顺序小顺序 芳烃环烷烃烯烃烷烃芳烃环烷烃烯烃烷烃 芳烃含量增加，密度增加芳烃含量增加，密度增加;烷烃含量增加，密度减小烷烃含量增加，密度减小三、密度和相对密度三、密度和相对密度（四）混合物的密度和相对密度（四）混合物的密度和相对密度 当属性相近的两种或多种油品混合时，其体积具有当属性相近的两种或多种油品混合时，其体积具有可加性，可近似的按照可加性的原则进行计算。可加性，可近似的按照可加性的原则进行计算。d混混：体积分率：体积分率w：质量分率：质量分率注意：各组分的相对密度必须是同一温度下的值注意：各组分的相对密度必须是
19、同一温度下的值四、特性因数四、特性因数（一）特性因数（一）特性因数1.特性因数特性因数是表征石油及其石油馏分化学组成的一个是表征石油及其石油馏分化学组成的一个重要参数重要参数,是石油及其馏分平均沸点和相对密度的是石油及其馏分平均沸点和相对密度的函数。函数。T：中平均沸点：中平均沸点2.化学组成对化学组成对K的影响的影响同一族烃馏分越重，相对密度越大，沸点高，同一族烃馏分越重，相对密度越大，沸点高，K接接近。近。碳原子数相同时，碳原子数相同时，烷烃烷烃环烷烃芳香烃环烷烃芳香烃3.计算计算 经验公式或由图表查经验公式或由图表查四、特性因数四、特性因数（二）相关指数（二）相关指数1.相关指数相关指数
20、BMCI(美国矿务局相关指数）美国矿务局相关指数）是石油体积是石油体积平均沸点和相对密度的函数。平均沸点和相对密度的函数。芳香烃芳香烃环烷烃正构烷烃（约为环烷烃正构烷烃（约为0）BMCI越大，芳香性越强越大，芳香性越强2.化学组成的影响化学组成的影响馏分越重，相对密度越大，沸点越高，馏分越重，相对密度越大，沸点越高，K越小越小,BMCI越大越大碳原子数相同时，碳原子数相同时，五、平均相对分子质量五、平均相对分子质量石油的相对分子质量是进行炼油设计、关联石油的相对分子质量是进行炼油设计、关联石油物性、研究石油的化学组成中所必不可石油物性、研究石油的化学组成中所必不可少的基础数据。由于石油及其产品
21、是由许多少的基础数据。由于石油及其产品是由许多分子大小不同的化合物所组成的复杂混合物，分子大小不同的化合物所组成的复杂混合物，而各种化合物的分子量又各不相同，其范围而各种化合物的分子量又各不相同，其范围也很宽，所以只能用也很宽，所以只能用平均相对分子质量平均相对分子质量来来表示。表示。五、平均相对分子质量五、平均相对分子质量1.数均相对分子质量：数均相对分子质量：是体系中具有各种相对分子是体系中具有各种相对分子质量的分子的摩尔分数（质量的分子的摩尔分数（ni）与其相应的相对分）与其相应的相对分子质量（子质量（Mi）的乘积的总和。）的乘积的总和。ni：摩尔分率：摩尔分率Mi:相对分子质量相对分子
22、质量Ni:物质的量物质的量/molWi:质量质量/g相对分子质量一般指的是数均相对分子质量相对分子质量一般指的是数均相对分子质量五、平均相对分子质量五、平均相对分子质量2.重均相对分子质量：重均相对分子质量：是体系中具有各种相对分是体系中具有各种相对分子质量的分子的质量分率子质量的分子的质量分率(Wi)与其相应的相与其相应的相对分子质量（对分子质量（Mi）的乘积的总和）的乘积的总和五、平均相对分子质量五、平均相对分子质量4.石油及其馏分的数均相对分子质量石油及其馏分的数均相对分子质量几种原油馏分的分子量分布几种原油馏分的分子量分布 五、平均相对分子质量五、平均相对分子质量4.石油及其馏分的数均
23、相对分子质量石油及其馏分的数均相对分子质量u石油各馏分的数均分子量是随馏分的沸石油各馏分的数均分子量是随馏分的沸程的上升而增大的。程的上升而增大的。u当沸程相同时，石蜡基的原油如大庆原当沸程相同时，石蜡基的原油如大庆原油的数均分子量最大，中间基的原油如油的数均分子量最大，中间基的原油如胜利原油次之，而环烷基的原油如辽河胜利原油次之，而环烷基的原油如辽河欢喜岭原油最小。欢喜岭原油最小。五、平均相对分子质量五、平均相对分子质量4.石油及其馏分的数均相对分子质量石油及其馏分的数均相对分子质量石油各馏分的平均分子量范围石油各馏分的平均分子量范围馏分馏分沸程沸程/碳数范围碳数范围平均相对分子质量平均相对
24、分子质量汽油馏分汽油馏分200511100 120煤柴油馏分煤柴油馏分 2003501120200300减压馏分减压馏分3505002036300 500五、平均相对分子质量五、平均相对分子质量5.石油馏分平均分子量的石油馏分平均分子量的 近似计算公式近似计算公式（1）经验关联式）经验关联式式中：式中：t石油馏分的实分子平均沸点石油馏分的实分子平均沸点()a,b,c 随馏分的特性因数不同而变化的参数随馏分的特性因数不同而变化的参数五、平均相对分子质量五、平均相对分子质量5.石油馏分平均分子量的石油馏分平均分子量的 近似计算公式近似计算公式（2）中国石油大学针对我国原油提出了如下）中国石油大学针
25、对我国原油提出了如下的计算平均分子量的经验公式的计算平均分子量的经验公式：Mn184.52.295T-0.2332KT 1.329 10-5(KT)2-0.62217 T式中：式中：T馏分的中平均沸点馏分的中平均沸点()K馏分的特性因数馏分的特性因数 馏分油在馏分油在20时的密度，时的密度，g/cm3 六、粘度六、粘度粘度是评定油品流动性的质量指标，粘度是评定油品流动性的质量指标，是油品特别是润滑油质量标准中的重是油品特别是润滑油质量标准中的重要项目，也是炼油设计中不可缺少的要项目，也是炼油设计中不可缺少的物理性质物理性质。六、粘度六、粘度（一）定义（一）定义粘度：粘度：当流体在外力作用下流动
26、时，相邻两当流体在外力作用下流动时，相邻两 层分子间存在的内摩擦力将阻滞流体层分子间存在的内摩擦力将阻滞流体 的流动，这种特性称为流体的粘性。的流动，这种特性称为流体的粘性。衡量粘性大小的物理量就是粘度，粘衡量粘性大小的物理量就是粘度，粘 度反映了油品的流动性能度反映了油品的流动性能粘度值：粘度值：表示流体流动时分子间摩擦产生阻表示流体流动时分子间摩擦产生阻 力的大小力的大小六、粘度六、粘度（二）粘度的表示方法（二）粘度的表示方法 1.动力粘度（绝对粘度）动力粘度（绝对粘度）（1）公式）公式（2）物理意义：两液体层垂直相距）物理意义：两液体层垂直相距1m，其面积各为，其面积各为1m2，以，以1
27、m/s相对速度运动时所产生的内摩擦力。相对速度运动时所产生的内摩擦力。F：相邻两层流体作相对运动时产生的内摩擦力（剪切力），：相邻两层流体作相对运动时产生的内摩擦力（剪切力），NS:相邻两层流体的接触面积相邻两层流体的接触面积m2d:相邻两层流体的相对运动速度相邻两层流体的相对运动速度m/sdx：相邻两层流体的距离，：相邻两层流体的距离，m:流体内摩擦系数，该流体的动力粘度流体内摩擦系数，该流体的动力粘度 Pas六、粘度六、粘度（二）粘度的表示方法（二）粘度的表示方法 1.动力粘度（绝对粘度）动力粘度（绝对粘度）（3）单位：）单位：Pas 常用常用P(泊）或泊）或cP（厘泊）（厘泊）1P=10
28、0cP=0.1Pas1cP=1mPas（4）牛顿型流体：动力粘度不随剪切速度梯度）牛顿型流体：动力粘度不随剪切速度梯度 dv/dx变化的流体，符合公式变化的流体，符合公式 非牛顿型流体：动力粘度随剪切速度梯度非牛顿型流体：动力粘度随剪切速度梯度dv/dx变化的流体，不符合公式变化的流体，不符合公式六、粘度六、粘度（二）粘度的表示方法（二）粘度的表示方法 2.运动粘度：运动粘度：是动力粘度与同温度、同压力下该液是动力粘度与同温度、同压力下该液体的密度之比体的密度之比（1）公式）公式（2）单位：）单位：m2/s常用常用St(斯）或斯）或cSt（厘斯）（厘斯）1m2/s=106mm2/s1St=10
29、0cSt=100mm2/svt：运动粘度：运动粘度m2/st:动力粘度动力粘度Past:t:液体的密度液体的密度kg/m3kg/m3六、粘度六、粘度（二）粘度的表示方法（二）粘度的表示方法 3.条件粘度：条件粘度：石油商品规格中还有各种条件粘度，例石油商品规格中还有各种条件粘度，例如恩氏粘度、赛氏粘度、雷氏粘度等，都是用特定如恩氏粘度、赛氏粘度、雷氏粘度等，都是用特定仪器在规定条件下测定的，称为条件粘度。仪器在规定条件下测定的，称为条件粘度。u恩氏粘度：恩氏粘度：试样在某试样在某t时，从恩氏粘度计中流出时，从恩氏粘度计中流出200mL的的时间与时间与20同体积蒸馏水流出时间之比，常用同体积蒸馏
30、水流出时间之比，常用E表示。表示。u赛氏粘度：赛氏粘度：试样在某试样在某t时，从赛氏粘度计中流出时，从赛氏粘度计中流出60mL的的时间（时间（s）。分为赛氏通用粘度和赛氏重油粘度。）。分为赛氏通用粘度和赛氏重油粘度。u雷氏粘度：雷氏粘度：试样在某试样在某t时，从雷氏粘度计中流出时，从雷氏粘度计中流出50mL的的时间（时间（s）各个粘度之间的关系：运动粘度：恩氏粘度：赛氏通用粘度:雷氏粘度=1：0.132：4.62:4.05六、粘度六、粘度（三）粘度与组成的关系（三）粘度与组成的关系 粘度既然反映的是流体内部分子之间的摩擦力，那么粘度既然反映的是流体内部分子之间的摩擦力，那么它必然与流体的分子大
31、小和分子结构有密切的关系。它必然与流体的分子大小和分子结构有密切的关系。u对于同一系列的烃类，相对分子质量增加，分子间对于同一系列的烃类，相对分子质量增加，分子间引力增加，粘度增大引力增加，粘度增大u当碳数相同时，当碳数相同时，正构烷烃异构烷烃芳香烃环烷烃正构烷烃异构烷烃芳香烃环烷烃即：环状的烃类链状的烃类即：环状的烃类链状的烃类 且环数越多，粘度越大且环数越多，粘度越大u当分子中的环数相同时，侧链越长，粘度越大。当分子中的环数相同时，侧链越长，粘度越大。u对同种原油，馏分越重，粘度越大。对同种原油，馏分越重，粘度越大。六、粘度六、粘度（四）粘度与温度的关系（四）粘度与温度的关系 温度升高，油
32、品粘度减小，最终趋近一个极限值温度升高，油品粘度减小，最终趋近一个极限值 1.经验关系式经验关系式u已知两个温度下的粘度，可计算出已知两个温度下的粘度，可计算出b和和m，从而，从而可计算任意温度下的粘度可计算任意温度下的粘度u以以lgT为横坐标，为横坐标，lglg(vt+0.6)为纵坐标作图，也为纵坐标作图，也可求出。可求出。六、粘度六、粘度2.粘温特性粘温特性 油品粘度随温度变化的性质称为粘温特性。油品粘度随温度变化的性质称为粘温特性。（1）粘度比）粘度比：是油品在两个不同温度下的：是油品在两个不同温度下的粘度之比粘度之比粘度比越接近粘度比越接近1，表示油品的粘度随温度变，表示油品的粘度随温
33、度变化越小，粘温性质越好。化越小，粘温性质越好。六、粘度六、粘度（2）粘度指数）粘度指数VI（Viscosity Index）u是目前世界上通用的表征粘温性质是目前世界上通用的表征粘温性质的指标的指标u表示油品粘温性质比较好的方法表示油品粘温性质比较好的方法u粘度指数越高，表示油品的粘温特粘度指数越高，表示油品的粘温特性越好。性越好。u以两种标准油为基准以两种标准油为基准六、粘度六、粘度（2）粘度指数）粘度指数（VI）u标准油标准油H组：把一种粘温性质很好的油切割成粘度不同的窄馏组：把一种粘温性质很好的油切割成粘度不同的窄馏分，这一组标准油称为分，这一组标准油称为H组，规定其粘度指数为组，规定
34、其粘度指数为100 L组：把另一种粘温性质很差的油切割成粘度不同的窄组：把另一种粘温性质很差的油切割成粘度不同的窄馏分，这一组标准油称为馏分，这一组标准油称为L组，规定其粘度指数为组，规定其粘度指数为0 u计算公式计算公式对于对于VI100的油品的油品对于对于VI100的油品的油品六、粘度六、粘度3.粘温特性与化学组成的关系粘温特性与化学组成的关系（1）烃类的粘温性质与分子结构的关系）烃类的粘温性质与分子结构的关系u正构烷烃的粘温性质优于异构烷烃，异构化程度正构烷烃的粘温性质优于异构烷烃，异构化程度越高，其粘温性质越差。越高，其粘温性质越差。u环状烃（环烷烃和芳烃）的粘温性质比链状烃要环状烃（
35、环烷烃和芳烃）的粘温性质比链状烃要差，环数越多，粘温性质越差。差，环数越多，粘温性质越差。u分子中环数相同时，侧链越长，其粘温性质越好。分子中环数相同时，侧链越长，其粘温性质越好。六、粘度六、粘度3.粘温特性与化学组成的关系粘温特性与化学组成的关系（2）石油及馏分的粘温性质与化学组成的关系）石油及馏分的粘温性质与化学组成的关系u同一原油的不同馏分，随着馏分沸点的升高，其粘同一原油的不同馏分，随着馏分沸点的升高，其粘度增加，粘温性质也变差。度增加，粘温性质也变差。u不同原油的相同沸程的馏分不同原油的相同沸程的馏分石蜡基原油的粘度较小，粘温性质较好石蜡基原油的粘度较小，粘温性质较好环烷基的原油的粘
36、度较大，粘温性质比较差环烷基的原油的粘度较大，粘温性质比较差中间基的原油的粘度与粘温性质介于二者之间。中间基的原油的粘度与粘温性质介于二者之间。六、粘度六、粘度（五）粘度与压力的关系（五）粘度与压力的关系 压力增大，油品粘度增加。压力增大，油品粘度增加。u4MPa以下时，压力对油品粘度影响不大以下时，压力对油品粘度影响不大u4MPa以上时，压力对油品粘度影响较大以上时，压力对油品粘度影响较大u高于高于20MPa时，压力对油品粘度有显著影响时，压力对油品粘度有显著影响六、粘度六、粘度（六）油品粘度的求定（六）油品粘度的求定 (七七)油品的混合粘度（查图）油品的混合粘度（查图）（八）气体的粘度（八
37、）气体的粘度七、低温流动性七、低温流动性1.油品在低温下失去流动性的原因油品在低温下失去流动性的原因粘温凝固粘温凝固：含有较多环状烃类的油品，在低温下：含有较多环状烃类的油品，在低温下其粘度较高，形成了均匀的玻璃状物质而使油品其粘度较高，形成了均匀的玻璃状物质而使油品丧失流动性丧失流动性。构造凝固构造凝固：随着温度的降低，含蜡较多的油品中：随着温度的降低，含蜡较多的油品中的正构烷烃等高熔点的烃类结晶析出，长大并连的正构烷烃等高熔点的烃类结晶析出，长大并连接成网状结晶，同时将处于液态的油品吸附，包接成网状结晶，同时将处于液态的油品吸附，包围在网状骨架中，从而使整个油品失去流动性围在网状骨架中，从
38、而使整个油品失去流动性。说明说明：油品并不是在失去流动性的温度下才不能：油品并不是在失去流动性的温度下才不能使用使用七、低温流动性七、低温流动性2.评定低温流动性能的指标评定低温流动性能的指标浊点：浊点：试油在规定的条件下冷却，开始出试油在规定的条件下冷却，开始出现微石蜡结晶或冰晶而使油品变浑浊时的现微石蜡结晶或冰晶而使油品变浑浊时的最高温度最高温度 结晶点：结晶点：在油品达到浊点后继续冷却，出在油品达到浊点后继续冷却，出现肉眼观察到的结晶时的最高温度现肉眼观察到的结晶时的最高温度冰点：冰点：试油在规定的条件下冷却到出现结试油在规定的条件下冷却到出现结晶后，再使其升温到所形成的结晶消失时晶后，
39、再使其升温到所形成的结晶消失时的最低温度的最低温度 这三者是汽油、煤油、喷气燃料等轻质油品这三者是汽油、煤油、喷气燃料等轻质油品的质量指标之一的质量指标之一七、低温流动性七、低温流动性2.评定低温流动性能的指标评定低温流动性能的指标凝点：凝点：试油在规定的条件下冷却到液面不试油在规定的条件下冷却到液面不移动时的最高温度移动时的最高温度 倾点倾点（油品的流动极限）：试油在规定的（油品的流动极限）：试油在规定的条件下冷却，能够流动的最低温度条件下冷却，能够流动的最低温度冷滤点：冷滤点：试油在规定的条件下冷却，在试油在规定的条件下冷却，在1分分钟内开始不能通过钟内开始不能通过363目过滤网目过滤网2
40、0mL时的时的最高温度最高温度 这三者是评定原油、柴油、润滑油、重油这三者是评定原油、柴油、润滑油、重油等油品的指标等油品的指标油品的低温流动性和组成关系在相对分子量接近时，烷烃环状烃异构烷烃同系，相对分子质量越大低温流动性越差。八、燃烧性能八、燃烧性能石油产品大多数是作为燃料，与燃料石油产品大多数是作为燃料，与燃料的爆炸、着火、燃烧有关的性质如闪的爆炸、着火、燃烧有关的性质如闪点、燃点、自燃点等都是极其重要的点、燃点、自燃点等都是极其重要的质量指标。质量指标。八、燃烧性能八、燃烧性能（一）闪点（一）闪点1.定义：定义：是石油产品等可燃性物质的蒸气与空气形是石油产品等可燃性物质的蒸气与空气形成
41、混合物，在有火焰接近时，能发生闪火的最低成混合物，在有火焰接近时，能发生闪火的最低温度温度2.特征特征u在闪点温度下的油品，只能闪火，不能连续燃烧在闪点温度下的油品，只能闪火，不能连续燃烧u闪火是微小的爆炸，但闪火是有条件的，必要条闪火是微小的爆炸，但闪火是有条件的，必要条件是混合气中烃类或油气的浓度有一定的范围件是混合气中烃类或油气的浓度有一定的范围u爆炸极限：这一浓度范围爆炸极限：这一浓度范围u爆炸下限：能发生闪火的最低油气浓度爆炸下限：能发生闪火的最低油气浓度u爆炸上限：能发生闪火的最高油气浓度爆炸上限：能发生闪火的最高油气浓度八、燃烧性能八、燃烧性能（一）闪点（一）闪点3.闪点与馏分组
42、成、烃类组成和压力有关闪点与馏分组成、烃类组成和压力有关u馏分越重，闪点越高馏分越重，闪点越高u烯烃的闪点比烷烃、环烷烃和芳香烃的都低烯烃的闪点比烷烃、环烷烃和芳香烃的都低u大气压力下降，闪点降低大气压力下降，闪点降低4.测定油品闪点的方法测定油品闪点的方法u闭口杯闪点测定法闭口杯闪点测定法：油品的蒸发是在密闭的容器：油品的蒸发是在密闭的容器中进行的，适用于轻质油品和重质油品。中进行的，适用于轻质油品和重质油品。u开口杯闪点测定法开口杯闪点测定法：油品的蒸发是在敞开的容器：油品的蒸发是在敞开的容器中进行的，油品蒸气可自由扩散到空气中去，这中进行的，油品蒸气可自由扩散到空气中去，这只能重质油料的
43、闪点。只能重质油料的闪点。八、燃烧性能八、燃烧性能（二）燃点和自燃点（二）燃点和自燃点1.燃点：燃点：油品在规定条件下加热到能被外部油品在规定条件下加热到能被外部火源引燃，并能持续燃烧不少于火源引燃，并能持续燃烧不少于5秒时的秒时的最低温度。最低温度。燃点是判定油品在储存和使用燃点是判定油品在储存和使用时火灾危险程度的一个指标。时火灾危险程度的一个指标。2.自燃点：自燃点：在无外界火源的情况下在无外界火源的情况下，油品，油品即可因剧烈的氧化而产生火焰自行燃烧，即可因剧烈的氧化而产生火焰自行燃烧，这就是油品的自燃。油品能发生自燃的最这就是油品的自燃。油品能发生自燃的最低温度低温度八、燃烧性能八、
44、燃烧性能（二）燃点和自燃点（二）燃点和自燃点3.闪点、燃点与油品的闪点、燃点与油品的汽化性有关汽化性有关 自燃点与油品的自燃点与油品的氧化性有关氧化性有关u轻馏分分子小，沸点低，容易蒸发，所以轻馏分分子小，沸点低，容易蒸发，所以馏分越轻，馏分越轻，闪点和燃点就越低闪点和燃点就越低u馏分越轻，越难氧化，越重越容易氧化，馏分越轻，越难氧化，越重越容易氧化，所以轻馏分自燃点比重馏分的高所以轻馏分自燃点比重馏分的高u烷烃比芳烃容易氧化，所以，自燃点烷烃比芳烃容易氧化，所以，自燃点 烷烃环烷烃芳香烃烷烃环烷烃芳香烃九、热性质九、热性质（一）烃类的质量热容（一）烃类的质量热容1.定义：定义：单位质量物质在
45、某一温度下，所吸收的热量与温单位质量物质在某一温度下，所吸收的热量与温度升高值之比，是温度、压力和体积的函数。度升高值之比，是温度、压力和体积的函数。九、热性质九、热性质（一）烃类的质量热容（一）烃类的质量热容2.规律规律u温度和相对分子质量升高，质量热容增温度和相对分子质量升高，质量热容增大大u相对分子质量相近的烃类中，相对分子质量相近的烃类中，烷烃环烷烃芳烃烷烃环烷烃芳烃u同一族烃类，分子越大，质量热容越小同一族烃类，分子越大，质量热容越小u烃类组成相近的石油馏分中，密度越大，烃类组成相近的石油馏分中，密度越大，质量热容越小。质量热容越小。九、热性质九、热性质（二）汽化热（二）汽化热1.定
46、义：定义：单位质量物质在一定温度下由液态转化为单位质量物质在一定温度下由液态转化为气态所吸收的热量气态所吸收的热量2.烃类汽化热规律烃类汽化热规律u油品越重，相对分子质量增大，沸点越高，汽化油品越重，相对分子质量增大，沸点越高，汽化热减小热减小u当相对分子质量相近时，烷烃与环烷烃的汽化热当相对分子质量相近时，烷烃与环烷烃的汽化热相差不多，而芳香烃的稍高一些相差不多，而芳香烃的稍高一些九、热性质九、热性质（三）焓（三）焓H1.定义：定义：油品从某一个基准温度加热到油品从某一个基准温度加热到t所所需要的热量，单位：需要的热量，单位：kJ/kg、kg/kmolH=U+PV2.规律规律u同一温度下，相
47、对密度小，特性因数大，同一温度下，相对密度小，特性因数大，焓值焓值u 烷烃的芳香烃的烷烃的芳香烃的u轻馏分的重馏分的轻馏分的重馏分的十、其他物理性质十、其他物理性质（一）溶解性质（一）溶解性质1.苯胺点：苯胺点：油品在规定条件下，油品与等体积苯胺互相溶解油品在规定条件下，油品与等体积苯胺互相溶解成单一液相的最低温度成单一液相的最低温度2.烷烃环烷烃芳烃烷烃环烷烃芳烃3.2.水在油品中的溶解度水在油品中的溶解度（1）特征：）特征：水在油品中的溶解度很小水在油品中的溶解度很小温度降低时，溶解度变小温度降低时，溶解度变小油品的吸水量与化学组成有关油品的吸水量与化学组成有关 烷烃环烷烃烯烃烷烃环烷烃烯
48、烃芳香烃芳香烃（2）危害）危害油品中的微量水会使油品的低温性能变差油品中的微量水会使油品的低温性能变差使油品储存安定性变坏，引起设备腐蚀使油品储存安定性变坏，引起设备腐蚀本章思考题本章思考题 1.石油中主要组成元素的大致含量范围是多少石油中主要组成元素的大致含量范围是多少？2.按照馏分组成，石油可以分为哪几个馏分？按照馏分组成，石油可以分为哪几个馏分？3.石油的烃类组成有哪几种表示方法？各自的石油的烃类组成有哪几种表示方法？各自的含义是什么？含义是什么？4.简述汽油馏分、煤柴油馏分、减压馏分以及简述汽油馏分、煤柴油馏分、减压馏分以及减压渣油的烃族组成？减压渣油的烃族组成？5.石油中的含硫、含氮
49、、含氧化合物以及微量石油中的含硫、含氮、含氧化合物以及微量元素的分布规律是怎样的？元素的分布规律是怎样的？6.石油中的含硫化合物主要有哪些？它们各石油中的含硫化合物主要有哪些？它们各自有何特点？自有何特点？7.石油中的含硫、含氮、含氧化合物以及微石油中的含硫、含氮、含氧化合物以及微量金属元素对石油加工过程有何危害？量金属元素对石油加工过程有何危害？8.石油中最主要的含氮化合物有哪些？石油中最主要的含氮化合物有哪些？9.石油中的酸性氧化物的主要特点以及其主石油中的酸性氧化物的主要特点以及其主要用途？要用途？10.石油中的最主要的微量金属元素是哪些石油中的最主要的微量金属元素是哪些？11.石油的平
50、均沸点有哪几种表示方法？石油的平均沸点有哪几种表示方法？12.石油馏分的分子量分布有何规律，为什石油馏分的分子量分布有何规律，为什么？么？13.烃类的相对密度与其化学结构有何关系烃类的相对密度与其化学结构有何关系？14.运动粘度与绝对粘度之间的关系？运动粘度与绝对粘度之间的关系？15.烃类的粘度与其化学组成结构的有何关烃类的粘度与其化学组成结构的有何关系系16.粘度与温度之间有什么关系？粘温性质粘度与温度之间有什么关系？粘温性质的表示方法是什么？的表示方法是什么？17.不同的原油以及同种原油不同馏分的粘不同的原油以及同种原油不同馏分的粘度有何规律？为什么？度有何规律？为什么？18.表示石油及其