中国石油大学石油化工教学教案石油及油品的物理性质.ppt

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1、第三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相对分子质量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、电性质等第一节石油的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（Engler）蒸馏恩氏蒸馏是在石油产品馏程测定器（如下图所示）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。图3-1-1石油产品馏程测定器其测定过程如下:将

2、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)：馏出的第一滴冷凝液的气相温度。10%、20%……90%馏出温度：随着蒸馏温度的逐渐升高，馏出液体积达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3-1-2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

3、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（℃）：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，回流比为5:1。蒸馏釜加热炉精馏柱回流头接受器图3-1-3实沸点蒸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

4、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3-1-4原油实沸点蒸馏曲线三、平衡气化指油品在一定的温度和压力下保持气液两相处于平衡状态下进行分离的一种方法，又称一次气化或平衡蒸馏。图3-1-4原油的平衡气化装置示意图平衡气化曲线：对一种油品而言，当温度和压力固定

5、时，其相应的平衡气化率也是一定的，在恒压下，温度升高时，气化率也相应增加，这样便可得到在该压力下气化率与温度之间的曲线，即平衡气化曲线。油品的泡点：平衡气化曲线的初馏点；油品的露点：平衡气化曲线的终馏点；平衡气化曲线是油品蒸馏装置设计的基本依据之一。图3-1-5三种蒸馏方式的气相温度曲线---实沸点蒸馏；─恩氏馏程；━━平衡气化同一油品的三种蒸馏曲线并不一样，比较三种曲线的斜率可知，平衡气化曲线最平缓，实沸点蒸馏曲线最陡，恩氏蒸馏曲线介于二者之间，这表明实沸点蒸馏的分离精度最高，而平衡气化最差。这是由于实沸点蒸馏具有精馏作

6、用，而恩氏蒸馏属于渐次气化，平衡气化仅为一次气化。同一油品，实沸点蒸馏的初馏点最低，而其终馏点最高，平衡气化的初馏点最高，终馏点最低，三种蒸馏曲线的50%点差别不大。一般可用50%馏出温度来表示该油品的平均气化性能。图3-1-6三种蒸馏方式的液相温度曲线------实沸点蒸馏；─恩氏馏程；━━平衡气化同一油品在气化率相同的情况下：实沸点蒸馏达到的液相温度最高平衡气化的液相温度最低存在差别的原因：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底的液相温度相差可达数十度到上百度，而恩氏蒸馏属于渐次气化，产生少量的回流，有

7、一些精馏作用，气、液两相之间也存在一定的温差，平衡气化的气液两相温度相同。第二节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，而各种化合物的相对分子质量又各不相同，其范围也很宽，所以只能用平均相对分子质量来表示。一、平均相对分子质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相对分子质量。目前对于石油常用的平均相对分子质量表示方法有：数均相对分子质量和重均相对分子质量。

8、1、数均相对分子质量定义：体系中不同分子的摩尔分率与其相应的相对分子质量的乘积的总和。式中：ni—组分i的摩尔分率Mi—组分i的相对分子质量Ni—组分i的摩尔数Wi—组分i的质量2、重均相对分子质量定义：体系中不同分子的质量分率与其相应相对分子质量的乘积的总和。式中：wi—组分i的质量分率