石油及油品的物理性质

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1、第二章石油及油品的物理性质本章的主要内容：石油的蒸馏曲线石油的密度与相对密度石油的光学性质石油的粘度石油的热性质、电性质等第一节恩氏蒸馏、实沸点蒸馏曲线石油及其产品是由许多分子大小不同的烃类与非烃类所组成的复杂混合物，它们的沸点不象单体化合物那样具有恒定值，而是随气化的过程在一定温度范围内逐步升高，这个沸点范围称为沸程。一、恩氏蒸馏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IBP)：馏出

2、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。图3-1-1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。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（℃）：质量平均沸点tw（℃）：立方平均沸点Tcu（K）：实分子平均沸点tm（℃）：中平均沸点tme（℃）：

3、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。将蒸馏过程中的气相馏出温度与相应的馏出物累计质量收率(m%)作图，即可得到实沸点蒸馏曲线。图3-1-2原油实沸点蒸馏曲线第

4、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。式中：ni—组分i的摩尔分率Mi—组分i的分子量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。式中

5、：wi—组分i的质量分率二、数均分子量的测定方法测定方法冰点下降法沸点上升法蒸气压渗透法渗透压法三、石油馏分平均分子量的近似计算方法石油馏分的平均分子量还可以有一些经验公式进行计算，常用的经验公式有：式中：t—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表3-2-1计算分子量经验公式中的常数与特性因数的关系特性因数K10.010.511.011.512.0a5657596369b0.230.240.240.2250.18c0.00080.00090.00100.001150.0014当实分子平均沸点相同时，K值越大时，其平均分子量也越大。中国石油大学针

6、对我国原油提出了如下的计算平均分子量的经验公式：Mn＝184.5＋2.295T-0.2332KT＋1.32910-5(KT)2-0.62217T式中：T—馏分的中平均沸点(℃)K—馏分的特性因数ρ—馏分油在20℃时的密度，g/cm3四、石油及其馏分的数均分子量图3-2-3几种原油馏分的分子量分布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。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，中间基的原油如胜利原油次之，而环烷基的原油如辽河欢喜岭原油最小。表3-2-2石油各馏分的平均分子量范围及与碳数的关系馏分沸程，℃碳数范围平均碳数平均分子量汽油馏分<200C5C11

7、8100120柴油馏分200350C11C2016220240减压馏分350500C20C3530370400减压渣油>500>C35709001100第三节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。一、石油及其油品的密度、相对密度及其测定方法定义：该油品在单位体积内的质量，单位为g/cm3或kg/m3。油品的体积随温度的升高而膨胀，其密度也随之变小，提及密度