第3章 石油及油品的物理性质

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1、石油化学讨论题目石油还能用多久？生物柴油乙醇汽油可燃冰页岩气油页岩煤制油二氧化碳的利用采油中的化学品日常生活中的石油产品第三章石油及油品的物理性质本章的主要内容：石油的蒸发性能石油的平均分子量与密度石油的光学性质石油的粘度石油的热性质、电性质等第一节石油及其馏分的蒸馏一、恩氏蒸馏（馏程测定）恩氏蒸馏是在石油产品馏程测定器中，按照规定的标准方法（GB6536－86）进行的简单蒸馏，国外又将此方法称为ASTM蒸馏或恩氏蒸馏。其测定过程如下:将100mL油品放入标准的蒸馏瓶中，按规定的加热速度进行加热。初馏点(InitialBoilingPoint，简称I

2、BP)：馏出的第一滴冷凝液的气相温度。10%、20%……90%馏出温度：馏出液达10ml、20ml、直至90ml时的气相温度。终馏点(EndPoint)或干点：气相温度所能达到的最高值。根据测得的馏程数据，以气相馏出温度为纵坐标，以馏出体积百分数为横坐标作图即可得到某一油品的蒸馏曲线。大庆原油中汽油、喷气燃料、轻柴油馏分的恩氏蒸馏曲线一般用蒸馏曲线的斜率来表示该油品的沸程的宽窄。90%馏出温度−10%馏出温度斜率=9010−斜率越小，表示沸程越窄。一般常用平均沸点来表征其气化性能。油品平均沸点的定义如下：体积平均沸点tv（℃）：ttttt10++++30507090t=v5质

3、量平均沸点tw（℃）：ntw=∑wtiii1=立方平均沸点Tcu（K）：n33Tcu=(∑vT)iii1=实分子平均沸点tm（℃）：ntm=∑xtiii1=中平均沸点tme（℃）：ttm+cut=me2二、实沸点蒸馏实沸点蒸馏(TrueBoiling-PointDistillation，TBP)又称真沸点蒸馏，是一种评价原油的蒸馏方法。测定装置：相当于14～18块理论板数的填充精馏柱的精馏装置。实沸点蒸馏测定过程：第一步常压蒸馏，切取从初馏点到200℃的各个馏分。第二步在残压为1.33KPa左右进行的减压蒸馏，切取200～395℃的各个馏分。第三步在残压为0.27KPa下

4、不用精馏柱的减压蒸馏，切取395～500℃的各个馏分，釜底的残液为500℃以上的减压渣油。原油实沸点蒸馏曲线这三种蒸馏各有其用途，对于同一种油样的三种蒸馏曲线是不一样的。从气相馏出曲线可以看出，就曲线的斜率而言，平衡气化的最平缓，实沸点蒸馏的最陡，恩氏蒸馏介于两者之间。这说明实沸点蒸馏的分离精确度最高，馏程测定的次之，而平衡气化的最差。为了获得相同的气化率，实沸点蒸馏达到的液相温度最高，馏程测定的次之，而平衡气化的则最低。实沸点蒸馏是精馏过程，精馏柱顶的气相馏出温度与蒸馏釜中的液相温度的差可达数十度至上百度；馏程测定由于蒸馏瓶颈散热产生少量回流，多少有一些精馏作用，因而造成气相馏出温

5、度与液相温度之间有几度至几十度的温差；平衡气化时，则气相温度和液相温度是一样的。第二节平均分子量石油的分子量是进行炼油设计、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，而各种合物的分子量又各不相同，其范围也很宽，所以只能用平均分子量来表示。一、平均分子量的定义由于石油及其产品是一种多分散体系，用不同的统计方法可以得到不同定义的平均分子量。1、数均分子量数均分子量定义：体系中不同分子的摩尔分率与其相应分子量的乘积的总和。∑∑NMiiWiMn=∑nMii==∑∑NNii式中：ni—组分i的摩尔分率Mi—组分i的分

6、子量Ni—组分i的摩尔数Wi—组分i的质量2、重均分子量重均分子量定义：体系中不同分子的质量分率与其相应分子量的乘积的总和。2∑WMii∑NWiM=∑wM==iwii∑∑WiNMii式中：wi—组分i的质量分率对同一个混合体系，两者是不相等的，这是由于混合物中低分子量部分对M影响较大，而M主要受其中nW高分子量部分的影响。一般而言，M>M,M/M的比值（多分散系数）WnWn>1,可以表征该体系的多分散程度，体系中分子量范围越宽，比值越大。二、数均分子量的测定方法沸点上升法测冰点下降法定方蒸气压渗透法法渗透压法（1）冰点下降法∆=TKmffB轻馏分(<350℃)(2)沸点升高法∆=T

7、KmbbB(3)蒸气压渗透法(VapourPressureOsmometry,简称VPO法)实际上并不涉及渗透或渗透压，而是蒸气压平衡法，原理与沸点升高法相似，同样根据稀溶液的依数性，只是它并不在沸腾的状态，而是在低于其沸点的情况下测定的。只能测定沸点350以上的样品，分子量上限35000。nWMM∆=TKm≈=2K21×=KC1nWMM1122注意：测定温度必须比溶剂温度低20℃只能测定沸点在350℃以上的样品，且其平均分子量上限为35000溶