第三章 石油及油品的物理性质
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石油及其产品的物理性质
大到某一程度，油品就变成无定形的粘稠 油品在低温
状物质而失去流动性。
下失去流动 性的原因
构造凝固：
对含蜡油品而言，油品中的固体蜡当
温度适当时可溶解于油中，随着温度的降
低，油中的蜡就会逐渐结晶出来，当温度
进一步下降时，结晶大量析出，并连结成
网状结构的结晶骨架，蜡的结晶骨架把此
温度下还处于液态的油品包在其中，使整
石油炼制技术
石油及其产品的物理性质
1.蒸汽压：在一
定温度下，液体与 其液面上方蒸汽呈 平衡状态时，该蒸 汽所产生的压力称 为饱和蒸汽压，简 称蒸汽压。蒸汽压 愈高，说明液体愈 容易气化。
（一）蒸发性能
纯物质在一定外压 下，当加热到某一温度 时，其饱和蒸汽压等于 外界压力，此液体就会 沸腾，此温度称为沸点。
油品的蒸汽压通
常有两种表示方 法：雷德蒸汽压:
是在规定条件 （38℃、气相体 积与液相体积之 比为4:1）下测定 的；
真实蒸汽压:指气
化率为零时的蒸 汽压。
2．馏程与平均沸点
● 蒸馏时流出第一滴冷凝液时的气相温度叫初馏点，馏出物的体积依次达到10%、20%、30%……90% 时的气相温度分别称为10%点、30%点……90%点，蒸馏到最后达到的气体的最高温度叫干点（或 终馏点)。
● 从初点到干点这一温度范围称为馏程(或沸程)。
● 平均沸点有五种表示方法，分别是体积平均沸点、质量平均沸点、立方平均沸点、实分子平均沸 点、中平均沸点 。
●（二）密度、特性因数、平均分子量
● 1.密度 ：单位体积内所含物质的质量
●相对密度
d
20 4
：20℃时油品
的密
度与4℃
时水的密度之
比
石油及油品的物理化学性质
产品质量
石油及油品的性质直接影响到产品的质量和性能，如发动机润滑油的粘度、闪 点等。
产品应用
不同性质的石油和油品适用于不同的产品和应用领域，如航空煤油、柴油等。
石油及油品性质对环境的影响
环境污染
石油及油品的泄露和排放会对环境造成 污染，影响生态平衡。
VS
环境保护
了解石油及油品的性质有助于采取有效的 环境保护措施，减少污染物的排放。
酸碱值
润滑油的酸碱值是表示其酸碱性及氧化稳定性的指标 。酸碱值过高或过低都会影响润滑效果。
燃料油与溶剂油
闪点
燃料油和溶剂油的闪点较低，易点燃，需要特别注意安全。
密度
燃料油和溶剂油的密度较大，具有较高的重量和体积。
04
石油及油品性质的应用与 影响
石油的开采与加工
石油开采
石油的开采过程中，了解石油的物理性质（如密度、粘度等）有助于确定开采方式、设 备和工艺。
石油及油品的物理化学性质
汇报人：
汇报时间：202X-12-21
目录
• 石油的物理性质 • 石油的化学性质 • 油品的物理化学性质 • 石油及油品性质的应用与影响
01
石油的物理性质
密度与比重
01
02
密度
比重
石油的密度是指单位体积的质量，通常以千克/立方米（kg/m³）或 克/立方厘米（g/cm³）表示。
石油加工
石油加工过程（如蒸馏、裂化等）需要利用石油的化学性质，以生产不同种类的油品。
油品的运输与储存
油品运输
油品的物理性质（如闪点、燃点等） 决定了运输方式和安全措施，确保运 输过程中的安全。
油品储存
了解油品的化学性质（如稳定性、抗 氧化性等）有助于选择合适的储存容 器和条件，确保油品质量。
石油及油品的性质直接影响到产品的质量和性能，如发动机润滑油的粘度、闪 点等。
产品应用
不同性质的石油和油品适用于不同的产品和应用领域，如航空煤油、柴油等。
石油及油品性质对环境的影响
环境污染
石油及油品的泄露和排放会对环境造成 污染，影响生态平衡。
VS
环境保护
了解石油及油品的性质有助于采取有效的 环境保护措施，减少污染物的排放。
酸碱值
润滑油的酸碱值是表示其酸碱性及氧化稳定性的指标 。酸碱值过高或过低都会影响润滑效果。
燃料油与溶剂油
闪点
燃料油和溶剂油的闪点较低，易点燃，需要特别注意安全。
密度
燃料油和溶剂油的密度较大，具有较高的重量和体积。
04
石油及油品性质的应用与 影响
石油的开采与加工
石油开采
石油的开采过程中，了解石油的物理性质（如密度、粘度等）有助于确定开采方式、设 备和工艺。
石油及油品的物理化学性质
汇报人：
汇报时间：202X-12-21
目录
• 石油的物理性质 • 石油的化学性质 • 油品的物理化学性质 • 石油及油品性质的应用与影响
01
石油的物理性质
密度与比重
01
02
密度
比重
石油的密度是指单位体积的质量，通常以千克/立方米（kg/m³）或 克/立方厘米（g/cm³）表示。
石油加工
石油加工过程（如蒸馏、裂化等）需要利用石油的化学性质，以生产不同种类的油品。
油品的运输与储存
油品运输
油品的物理性质（如闪点、燃点等） 决定了运输方式和安全措施，确保运 输过程中的安全。
油品储存
了解油品的化学性质（如稳定性、抗 氧化性等）有助于选择合适的储存容 器和条件，确保油品质量。
石油及油品物理性质
油品的物理性质
蒸汽压：某温度下，液体与液面上方蒸气呈平衡状态时，该蒸气所产生的压力称为饱和
蒸汽压。
它表示液体蒸发和汽化的能力，蒸汽压越高，液体越易汽化。
馏程（沸程）：当油品在恩氏蒸馏设备中按规定条件加热时，最先气化蒸馏出来的是一
些沸点低的烃类。
流出第一滴冷凝液时的气相温度称为初馏点。
在蒸馏过程中，烃类分子按其沸点高低依次逐渐蒸出，气相温度也逐渐升高，当蒸馏到最后达到的最高气相温度称为终馏点或干点。
油品从初馏点到干点的温度范围称为馏程或沸程。
油品的大致馏程：
汽油40—200℃煤油200—300℃
航空煤油130—250℃柴油250—350℃
润滑油350—520℃重质燃料油＞520℃
闪点：代表可燃性液体性质指标之一。
即液体表面的蒸气与空气的混合物与火接触而初
次发生蓝色火焰闪光时的温度
油品的闪点与其馏分组成、化学组成以及压力有关。
油品的沸点范围越低，其闪点越低；油品的闪点随压力增大而增高。
残炭
油品在规定的仪器中隔绝空气加热，使其蒸发、裂解和缩合所形成的残留物，称为残炭。
残炭用残留物占油品的质量分数表示。
残炭是评价油品在高温条件下生成焦炭倾向的指标。
凝点：指油品在规定的试验条件下，被冷却的试样油面不再移动时的最高温度，都以℃表示。
干点：当油品蒸馏到最后达到最高汽相温度称为终馏占或干点。
石油及油品的理化性质简介
相关指数 BMCI 这个指标广泛用于表征裂解乙烯原
料的化学组成，希望是越小越好。
2014-9-30 炼油工艺学 18
②
特征参数KH
对于含有大量不饱和烃或胶质、沥青质的馏分 （ VR ），特性因数就不能很好地表征其化学组成 特性。因此石油大学重质油国家重点实验室对原 有的特性因数K进行了修正，提出了一个表征渣油 特征的特征参数KH。
20
在一定条件下，以一种液体的密度与另一种参考物质密度
常用的有d420(我国)，d15.615.6(欧美)
141.5 比重指数( API) 15.6 131.5 d15.6
随着相对密度增大，比重指数的数值下降
2014-9-30 炼油工艺学
Specific gravity
11
第12届世界石油会议规定对原油的分类：
i 1
n
用途：Teu主要用于求油品的特性因数和运动粘度 4．实分子平均沸点tm
tm
xt
i 1
n
i i
用途：tm主要用于求油品的假临界温度(Tc’)和 偏心因数(ω ) 5．中平均沸点tme
tme (tm tcu ) / 2
用途：tme用于求油品氢含量,K,Pc,燃烧热和平均分子量
2014-9-30 炼油工艺学 9
都是采用条件性实验进行测定。（严格规定的仪器、方法和条
件），条件改变，结果也会改变； 石油及油品的各种试验方法有不同的级别，如ISO、GB、SH。
2014-9-30 炼油工艺学 2
第一节
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 易的重要性质，用蒸汽压、沸程来描述。 一、 蒸汽压 定义：是在某一温度下一种物质的液相与其上方的 气相呈平衡状态时的压力，也称饱和蒸气压。蒸气压愈高 的液体愈易于气化。
料的化学组成，希望是越小越好。
2014-9-30 炼油工艺学 18
②
特征参数KH
对于含有大量不饱和烃或胶质、沥青质的馏分 （ VR ），特性因数就不能很好地表征其化学组成 特性。因此石油大学重质油国家重点实验室对原 有的特性因数K进行了修正，提出了一个表征渣油 特征的特征参数KH。
20
在一定条件下，以一种液体的密度与另一种参考物质密度
常用的有d420(我国)，d15.615.6(欧美)
141.5 比重指数( API) 15.6 131.5 d15.6
随着相对密度增大，比重指数的数值下降
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Specific gravity
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第12届世界石油会议规定对原油的分类：
i 1
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用途：Teu主要用于求油品的特性因数和运动粘度 4．实分子平均沸点tm
tm
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用途：tm主要用于求油品的假临界温度(Tc’)和 偏心因数(ω ) 5．中平均沸点tme
tme (tm tcu ) / 2
用途：tme用于求油品氢含量,K,Pc,燃烧热和平均分子量
2014-9-30 炼油工艺学 9
都是采用条件性实验进行测定。（严格规定的仪器、方法和条
件），条件改变，结果也会改变； 石油及油品的各种试验方法有不同的级别，如ISO、GB、SH。
2014-9-30 炼油工艺学 2
第一节
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 易的重要性质，用蒸汽压、沸程来描述。 一、 蒸汽压 定义：是在某一温度下一种物质的液相与其上方的 气相呈平衡状态时的压力，也称饱和蒸气压。蒸气压愈高 的液体愈易于气化。
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石油加工性能及油品使用质量的重要指标，同时也是设计炼油设备和装置的必要依据。
一、蒸汽压蒸气压是在某一温度下一种物质的液相与其上方的气相呈平衡状态时的压力，也称饱和蒸气压。
蒸气压表示该液体在一定温度下的蒸发和气化的能力，蒸气压愈高的液体愈易于气化。
蒸气压是石油加工设备设计的重要基础物性数据，也是某些轻质油品的质量指标。
1、纯烃的蒸气压对于同一族烃类，在同一温度下，相对分子质量较大的烃类的蒸气压较小。
就某一种纯烃而言，其蒸气压是随温度的升高而增大的。
2、烃类混合物及石油馏分的蒸气压与纯烃不同，烃类混合物的蒸气压不仅取决于温度，同时也取决于其组成。
在一定的温度下，只有其气相、液相或整体组成一定，其蒸气压才是定值。
二、平均沸点在求定石油馏分的各种物理参数时，为简化起见，常用平均沸点来表征其气化性能。
石油馏分的平均沸点的定义有下列五种：①体积平均沸点tV（℃）；②质量平均沸点tW（℃）；③实分子平均沸点tm（℃）；④立方平均沸点tcu（K）；⑤中平均沸点tMe（℃）；这五种平均沸点中，仅有体积平均沸点可由石油馏分的馏程测定数据直接算得，其他几种平均沸点可借助体积平均沸点与蒸馏曲线斜率查表算出。
三、密度1、密度和相对密度原油及油品的密度和相对密度在生产和储运中有着重要意义，在原料及产品的计量以及炼油装置的设计等方面都是必不可少的。
2、石油及油品的密度、相对密度密度是物质的质量与其体积的比值，其单位为g/cm3或kg/m3。
由于油品的体积随温度的升高而膨胀，而密度则随之变小，所以，密度还应标明温度。
例如，油品在t℃的密度用ρt来表示。
我国规定油品在20℃时的密度为其标准密度，表示为ρ20。
物质的相对密度是其密度与规定温度下水的密度之比。
因为水在4℃时的密度等于1.0000 g/cm3，所以通常以4℃水为基准，将温度t℃的油品密度对4℃时的水的密度之比称为相对密度。
石油及油品的理化性质简介资料
2019/4/30
炼油工艺学
28
③粘温性质与分子结构的关系 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； 环状烃(包括环烷烃和芳香烃)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， 但侧链上如有分支也会使粘温性质变差
低粘度润滑油：300～360 高粘度润滑油：370～500
2019/4/30
炼油工艺学
21
经验关联式
3．计算 混合油品的平均相对分子质量可以按加和法进行计算
n
Wi
M m
i 1
n Wi
M i 1
i
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炼油工艺学
22
第三节 油品的流动性能
石油和油品在处于牛顿流体状态时，其流动性能用黏度来 描述；当处于低温状态时，则用各种条件性指标来评定其低温 流动性：如凝点、结晶点、冰点等。
6
大多数液体燃料规格中，只要求测定其具有 代表性的初馏点、10%、50％和90％的馏出 温度及干点。
汽油的馏程40～200℃，轻柴油的馏程200～ 350℃，润滑油的馏程350～520℃。
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。
馏程是发动机燃料等的重要质量指标。
2019/4/30
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炼油工艺学
5
以气相馏出温度为纵坐标，馏出体积为横坐标，可以绘得 该油品的恩氏蒸馏曲线。对于轻质油品：恩氏蒸馏曲线中 10%到90%这一段很接近一条直线，因此可以用恩氏蒸馏曲 线的10%到90%之间的斜率来表示该油品的馏程宽窄。即恩 氏蒸馏曲线的斜率越大，该油品的馏程范围越宽。
石油及油品性质
•
根据馏分组成数据， 根据馏分组成数据，以馏出 温度为纵坐标， 温度为纵坐标，馏出体积百 分数为横坐标作图， 分数为横坐标作图，得到的 曲线称为恩氏蒸馏曲线
• 在工艺计算中常用到恩氏蒸馏曲 线的斜率（ α），其表示方法 线的斜率（tgα），其表示方法 是。 • 斜率（tgα）=(90％馏出温度一 斜率（ α ％ 10％馏出温度)/（90-10） ％馏出温度 （ ） • 馏分越宽，其斜率值也越大。 馏分越宽，其斜率值也越大。
• 第三节 平均沸点
•
馏程在原油的评价和油品规 格上虽然用处很大， 格上虽然用处很大，但在工艺 计算上却不能直接应用， 计算上却不能直接应用，因此 工艺计算上为了要表示某一馏 分油的特征， 分油的特征，需要用平均沸点 的概念。 的概念。它在设计计算及其他 物理性质的求定上用处甚大。 物理性质的求定上用处甚大。
• 石油产品标准测定方法中规定 20℃密度为石油产品的标准密度， 以ρ20表示，以代替原来的标准 相对密度d420，在数值上，ρ20与 d420是相等的，但是它们的物理 意义和单位则不同。
• 二、液体油品密度与温度、压力 液体油品密度与温度、 的关系
• 体积平均沸点主要用来求定 其他难以直接测定的平均沸 点。
二、重量平均沸点 • 重量平均沸点为各组分重量 百分数和相应的馏出温度的 乘积之和。 乘积之和。
三、实分子平均沸点
•
实分子平均沸点为各组分摩 尔分数和相应的沸点乘积之 和。
四、立方平均沸点
•
立方平均沸点为各组分体积 百分数乘以各组分沸点（ ） 百分数乘以各组分沸点（K） 的立方根之和再立方。 的立方根之和再立方。
• 第二节 馏程（沸程） 馏程（沸程）
• 对于纯化合物，在一定外 对于纯化合物， 压下， 压下，当加热到某一温度 时，其饱和蒸气压与外界 压力相等时的温度称为沸 在外压一定时， 点。在外压一定时，沸点 是一个恒定值。 是一个恒定值。
【基础知识】油品检测人必知，石油及其产品的物理性质
【基础知识】油品检测人必知，石油及其产品的物理性质石油及其产品的物理性质是生产和科研中评定油品质量和控制加工过程的主要指标。
加工一种原油之前，先要测定它的各种物理性质，如沸点范围(馏分组成)、相对密度、粘度、凝点、闪点、残炭、含硫量等，称为原油评价实验。
根据原油评价才能确定原油的合理加工方案。
石油和油品的物理性质与其化学组成密切相关。
由于石油和油品都是复杂的混合物，所以它们的物理性质是所含各种成分的综合表现。
与纯化合物的性质有所不同，石油和油品的物理性质往往是条件性的，离开了一定的测定方法、仪器和条件，这些性质也就失去了意义。
石油和油品性质测定方法都规定了不同级别的统一标准，其中有国际标准(简称ISO)、国家标准(简称GB)、中国石油化工总公司行业标准(简称SH)等等。
1、密度和相对密度在规定温度下，单位体积内所含物质的质量称为密度，单位是克/立方厘米或千克/立方米。
我国国家标准GB/T1884-83规定，20℃时密度为石油和液体石油产品的标准密度，以ρ20表示。
其它温度下测得的密度用ρt表示。
油品的密度与规定温度下水的密度之比称为油品的相对密度，用d表示，是无量纲的。
由于4℃时纯水的密度近似为1克/立方厘米（3.98℃时水的密度为0.99997克/立方厘米），常以4℃的水为比较标准。
我国常用的相对密度为d204（即20℃时油品的密度与4℃时水的密度之比）；油品的密度与其组成有关。
同一原油的不同馏分油，随沸点范围升高，密度增大。
当沸点范围相同时，含芳香烃愈多，密度愈大；含烷烃愈多，密度愈小。
密度是评价石油质量的主要指标，通过密度和其它性质可以判断原油的化学组成。
2、蒸气压在一定温度下，液体与其液面上方蒸气呈平衡状态时，该蒸气所产生的压力称为饱和蒸气压，简称蒸气压。
蒸气压愈高，说明液体愈容易气化。
纯烃和其它纯的液体一样，其蒸气压只随液体温度而变化，温度升高，蒸气压增大。
石油及石油馏分的蒸汽压与纯物质有所不同，它不仅与温度有关，而且与气化率（或液相组成）有关，在温度一定时，气化量变化会引起蒸气压的变化。
第三章_石油及油品的物理性质(简化)案例
④ 石油及石油馏分的粘温性质
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 环状烃含量增多所致
当石油馏分的沸程相同时
石蜡基原油的粘度最小, 中间基居中, 环烷基的最大
石油及其馏分的粘温性质
石蜡基原油的馏分最好 , 中间基居中, 环烷基最差
2．粘度与压力的关系
低压对粘度的影响不大 当压力高于40atm时，需要考虑压力的影响
注意事项
石油及油品的理化性质与其化学组成和分子结构密切相关； 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；
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；
为了便于油品之间相互比较和对照，石油及油品的绝大部分性质
的比值来表示物质的相对密度，又称比重
常用的有d420(我国)，d15.615.6(欧美)
141.5 比重指数( API) 15.6 131.5 d15.6
随着相对密度增大，比重指数的数值下降
第12届世界石油会议规定对原油的分类：
API度>31.1的原油为轻质原油；
API度在31.1～22.3之间，为中质原油；
混
1 vi i n wi i 1
n
i 1
i
属性相差很大的两类组分(如烷烃和芳香烃)混合时，
混合体积可能无可加性，需要用过剩分子体积的概念 进行计算。
二、特性因数(K;Waston factor;Characterization factor)
1．定义 特性因数是烃类列氏绝对温度表示沸点的立方根对相对 密度作图，所得曲线的斜率。
石油及油品的物理性质
当p*＜0.1MPa或Tb＞200℃时，f＝1
当Tb＜95℃时，f＝0
当p*＜0.1MPa、Tb＝95~200℃时
f ( T 366 . 5 ) / 111 . 1 b
馏程（沸程）(Distillation or Boiling Range)
纯物质p*＝f (T)
混合物p*＝f (T, e)
其它平均沸点由tv确定
应用P69图3-4
由tv和ASTM曲线斜率查得沸点校正值t， ti＝ tv＋t
应用周佩正关联式求算（P70式3-20~23） 沸程＜30℃的窄馏分，用中沸点直接代替其它平均沸点
【注意】恩氏蒸馏温度的校正
当ASTMt＞246℃时，必须考虑裂化作用的影响，需进 行温度校正： logD＝0.00852t－1.691 式中：D——加在原温度上的校正值，℃
实分子平均沸点tm（℃）
tm x i t i
i 1 n
式中：xi——各组分摩尔分率
用于求定油品的假临界温度和偏心因数
中平均沸点tme（℃）
tme tm tcu 2
用于求油品的氢含量、特性因数、假临界压力、燃烧热 和平均分子量等
各平均沸点的求定
tv可以由ASTM数据由定义式计算
* * p p /p r c
T T/T r c — 为偏心因子
适用范围：ⅰ. 不仅适用于烃类，也适用于石油窄馏分 ⅱ. Tr＞0.3，T≮冰点 ⅲ.当Tr＞0.5时为最可靠的计算方法
烃类混合物及石油馏分的蒸气压
混合物蒸气压的计算
对于完全理想体系，即液相为理想溶液，气相为理想气体， 其蒸气压可由拉乌尔定律和道尔顿定律计算
纯烃的蒸气压
p＝f (T)
第三章石油及油品的物理性质
2014-9-1
Tcu
iTi i 1
n
1 3
3
t Me
t m tcu
2
18
求定石油馏分的各种参数时，为简化起见，常用
平均沸点表征其气化性能
只有tv可由馏程直接测定，其它由tv与s查图求定；
可根据经验关联式换算；
上述五种平均沸点使用时要注明； 沸程<30℃，可以近似认为相等。
原油
原油基属
0.8554
石蜡基
0.9005
中间基
0.9495
环烷-中间基
0.9492
环烷基
26
密度和相对密度
原油及其馏分的相对密度的一般范围
油品 原油 相对密度， d20 4 0.8～1.0 油品 轻柴油 相对密度，d20 4 0.82～0.87
汽油
航空煤油
0.74～0.77
0.78～0.83
减压馏分
2014-9-1 2
• 7．原油中的硫醇一般存在于 轻质 馏分 中。石油中的硫、氮含量随着石油馏分沸 程的升高而 增大 ，大部分集中在 渣 油 中。 • 8．一般把石油中不溶于低分子烷烃，但能 溶于 热苯 的物质称为沥青质。渣油中的 可溶质包括 饱和分、芳香分、胶质 。 • 9．请列出石油中十种微量元素 镍、钒、 铁、铜、铅、钙、镁、钠、铝、锌 . 原油中的微量元素主要存在于 渣油 中。
2014-9-1
也是某些轻质油品的质量指标
6
1、纯烃的蒸气压
取决于烃的本性，同一族烃类，同一温度下， 相对分子量较大的烃类蒸气压较小 就某一种纯烃而言，其蒸气压随温度的升高而 增大 当体系的压力不太高，温度远高于其临界温度， 且温度变化不大时，纯化合物的蒸气压与温度 间的关系可用如下方程表示
Tcu
iTi i 1
n
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t Me
t m tcu
2
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求定石油馏分的各种参数时，为简化起见，常用
平均沸点表征其气化性能
只有tv可由馏程直接测定，其它由tv与s查图求定；
可根据经验关联式换算；
上述五种平均沸点使用时要注明； 沸程<30℃，可以近似认为相等。
原油
原油基属
0.8554
石蜡基
0.9005
中间基
0.9495
环烷-中间基
0.9492
环烷基
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密度和相对密度
原油及其馏分的相对密度的一般范围
油品 原油 相对密度， d20 4 0.8～1.0 油品 轻柴油 相对密度，d20 4 0.82～0.87
汽油
航空煤油
0.74～0.77
0.78～0.83
减压馏分
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• 7．原油中的硫醇一般存在于 轻质 馏分 中。石油中的硫、氮含量随着石油馏分沸 程的升高而 增大 ，大部分集中在 渣 油 中。 • 8．一般把石油中不溶于低分子烷烃，但能 溶于 热苯 的物质称为沥青质。渣油中的 可溶质包括 饱和分、芳香分、胶质 。 • 9．请列出石油中十种微量元素 镍、钒、 铁、铜、铅、钙、镁、钠、铝、锌 . 原油中的微量元素主要存在于 渣油 中。
2014-9-1
也是某些轻质油品的质量指标
6
1、纯烃的蒸气压
取决于烃的本性，同一族烃类，同一温度下， 相对分子量较大的烃类蒸气压较小 就某一种纯烃而言，其蒸气压随温度的升高而 增大 当体系的压力不太高，温度远高于其临界温度， 且温度变化不大时，纯化合物的蒸气压与温度 间的关系可用如下方程表示
03 石油及油品的理化性质
混合油品的平均相对分子质量具有加和性
Mm
W
i 1 i 1 n
n
i
Wi Mi
第三节
油品的流动性
一、粘度 1. 概念：粘度表示液体流动时，分子间因 摩擦而产生阻力的大小。 2.油品粘度的表示方法 动力粘度（绝对粘度） /Pa.s, 适于重油、渣油、 稠油等 2 运动粘度 /mm /s, 适于中间馏分油、高沸点馏 分油
条件粘度：恩氏、赛氏、雷氏 特定仪器、规定条件下测得，国外常用 3、粘度测定方法 毛细管粘度计、旋转粘度计 4、 粘度与化学组成的关系 同一系列的烃类，分子量大，粘度大； 分子量相近，环状结构的分子粘度〉链状，环 数越多，粘度越大 环数相同，侧链越长，粘度越大
5、 粘度与温度的关系 温度是粘度的重要影响因素，随温度升高， 油品粘度迅速下降，不同油品，其粘度随温度 变化幅度差别悬殊，油品粘度随温度变化的性 质，称为油品的粘-温性。 粘 - 温性质：粘度指数 ( 越大越好） 、粘度比 （越小越好） 粘 - 温性质与分子结构的关系：正构烷烃最好， 环状烃粘温性较差，多环短侧链环状烃最差。
第五节
油品其他方面的物理性质
一、热性质 – 焓、质量热容（比热）、汽化 热
1、焓 kJ/kg
指1kg油品从基准温度（常用-17.8℃）
加热到某温度t℃时所需的热量
2、质量热容kJ/kg ℃
指单位物质升高1℃所需的热量
3、汽化潜热KJ/Kg
指单位质量的物质在一定温度下由 液态转化为气态所需的热量
二、机械杂质m%和水分m%
三、平均相对分子质量
平均相对分子质量的定义
数均相对分子质量
n
M n ni M i
第三章_石油及油品的物理性质(简化)
注意：
由于馏程测定具有严格的条件性，因此馏程数据并不
代表该油品的真实沸点范围，但可以大致判断油品中
轻重组分的相对含量，或用与不同油品之间的比较。
大多数液体燃料规格中，只要求测定其具有代表性的
初馏点、 10% 、 50 ％和 90 ％的馏出温度及干点，这些 参数是发动机燃料表示蒸发性能的重要质量指标。
二、油品粘度和化学组成的关系
粘度反映液体内部分子间的摩擦力，因此黏度必然与油品的分子结构
和大小密切相关，有关υ与组成的关系，有几点结论 ：
油品的粘度随沸程的升高和密度增大而迅速增大 对于相同沸点的不同石油馏分：
含环状烃多则粘度高；环数越多，粘度越大
当烃类分子中的环数相同时，其侧链越长则其粘度越大
都是采用条件性实验进行测定。（严格规定的仪器、方法和条
件），条件改变，结果也会改变；
石油及油品的各种试验方法有不同的级别，如ISO、GB、SH。
第一节
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 的重要性质，用蒸汽压、沸程来描述。
一、 蒸汽压
定义：是在某一温度下一种物质液相与其上方的气相 呈平衡状态时，该蒸汽所产生的压力称为饱和蒸气压，简 称蒸气压。蒸气压愈高的液体愈易于气化。 对同族烃类，在同一温度下，相对分子质量较大的烃类的
3．密度与温度、压力的关系
同一油品，温度上升，相对密度减小
d d
t 4
20 4
(t 20)
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(几十兆帕)时，才考虑压 力对相对密度的影响
体积膨胀系数
4．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
第3章 石油及油品的物理性质
➢ 任何真实的流体，当其内部分子之间作相对运动时都会 因流体分子之间的摩擦而产生内部阻力
➢ 粘度值就是用以表示流体运动时分子间摩擦阻力大小的 指标
30
浙江海洋学院
粘度的定义
1、动力粘度（ η，μ ）
➢ 又称动力粘度，由牛顿剪切定律得出 ➢ 在过去所用的c·g·s制中，绝对粘度(η)的单位是泊(P，
1
3
tcu viTi3
i1
tMe
tm
tcu 2
浙江海洋学院
平均沸点
只有tv可由馏程直接测定，其它由tv与馏程的斜率S 查图求定，或者根据经验关联式换算 上述五种平均沸点使用时要注明 沸程<30℃，可以近似认为相等
14
浙江海洋学院
第二节 密度、特性因数和平均分子量
原油及油品的密度和相对密度在生产和储运中有重 要意义，在原料及产品的计量及炼油装置的设计等 方面是必不可少的。
➢ 对于沸点范围较窄的石油馏分（指实沸点蒸馏温度差小 于30℃的馏分），可根据其特性因数K和平均沸点查图求
6
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二、馏程
1、纯物质的沸点
➢ 对于液态纯物质，其饱和蒸气压等于外压时的温度，称 为该液体在该外压下的沸点
➢ 在一定的外压下，液态纯物质的沸点为一定值。如不加 说明，物质的沸点一般都是指其在常压下的沸腾温度
➢ 条件性试验，蒸馏设备不同， 测定结果不同
➢ 常用ASTM蒸馏（美国材料试 验学会）或恩氏（Engler）蒸 馏，按照GB6536-86规定的方 法进行的简单蒸馏
➢ 样品用量100ml（20℃）
9
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馏程
➢ 初馏点：馏出第一滴冷凝液时的气相温度
➢ 10%馏出温度：馏出液达10ml时的气相温度
➢ 粘度值就是用以表示流体运动时分子间摩擦阻力大小的 指标
30
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粘度的定义
1、动力粘度（ η，μ ）
➢ 又称动力粘度，由牛顿剪切定律得出 ➢ 在过去所用的c·g·s制中，绝对粘度(η)的单位是泊(P，
1
3
tcu viTi3
i1
tMe
tm
tcu 2
浙江海洋学院
平均沸点
只有tv可由馏程直接测定，其它由tv与馏程的斜率S 查图求定，或者根据经验关联式换算 上述五种平均沸点使用时要注明 沸程<30℃，可以近似认为相等
14
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第二节 密度、特性因数和平均分子量
原油及油品的密度和相对密度在生产和储运中有重 要意义，在原料及产品的计量及炼油装置的设计等 方面是必不可少的。
➢ 对于沸点范围较窄的石油馏分（指实沸点蒸馏温度差小 于30℃的馏分），可根据其特性因数K和平均沸点查图求
6
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二、馏程
1、纯物质的沸点
➢ 对于液态纯物质，其饱和蒸气压等于外压时的温度，称 为该液体在该外压下的沸点
➢ 在一定的外压下，液态纯物质的沸点为一定值。如不加 说明，物质的沸点一般都是指其在常压下的沸腾温度
➢ 条件性试验，蒸馏设备不同， 测定结果不同
➢ 常用ASTM蒸馏（美国材料试 验学会）或恩氏（Engler）蒸 馏，按照GB6536-86规定的方 法进行的简单蒸馏
➢ 样品用量100ml（20℃）
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浙江海洋学院
馏程
➢ 初馏点：馏出第一滴冷凝液时的气相温度
➢ 10%馏出温度：馏出液达10ml时的气相温度
油品知识培训
石油馏分的烃类组成
汽油
C5-C10的正构烷烃 单环及少量双环环烷烃
单环芳烃(苯系)
原油
煤、柴油
C10～C20左右的正构烷烃 单环、双环及多环环烷烃 单环、双环芳香烃
C20～C36左右的正构烷烃
减压馏分
单、双、三环以及三环以上的环烷烃
减压渣油
单、双、多环芳烃
五、石油的非烃类组成
非烃化合物：含硫、氮、氧的化合物 元素含量仅1~5%,但非烃化合物含量可高达
的蒸气压较小。 对某一纯烃而言，其蒸气压是随温度的升高而增大。
蒸气压的表示方法：
真实蒸气压(泡点蒸汽压)：即汽化率e=0时的蒸汽压 雷德蒸气压：T=38℃，气体体积∶液体体积=4
蒸气压的计算：
纯烃 P=f(T) 烃类混合物 P=ΣPiXi=f(T,X) 石油馏分 P=f(T,e)
PS：气化率：气化的物质的量/总的物质的量
窒息死亡油。
油品蒸发的应用：
汽油、喷气燃料和柴油等发动机燃料在燃烧时必须由 液态转化为气态，这与油品的蒸发性能密切相关。
（一）蒸气压
含义：
在一定温度下，液体同其液面上方蒸气呈平衡状态时蒸 气所产生的压力（气液平衡时蒸气产生的压力）称为饱 和蒸气压，简称蒸气压。
特点：
蒸气压愈高，液体愈容易气化 对同族烃类，在同一温度下，相对分子质量较大的烃类
什么是石油产品？
原油经炼制加工得到的各种燃料油、润滑油、蜡、沥青、石 油焦等产品。
石油计量单位：
1桶（bbl）=42加仑（美制） 1加仑=3.78543升 1桶（bbl）=0.137吨（t）=137公斤（kg)（全球平均） 1吨（t）=7.35桶（bbl）（全球平均）=1174升
第三章石油及油品的物理性质(简化)
② 粘温性质的表示法
粘度比：υ50℃/υ100℃；比值越小，则粘温性质越好 粘度指数(VI)
粘度指数越高，表示油品的粘温性质越好
用两种原油的馏分作为标准，一种是粘温性质良好的宾 夕法尼亚原油，把这种原油所有窄馏分（H油）的VI均人为的 规定为100，另一种是粘温性质不好的德克萨斯海湾沿岸原油， 把这种原油所有的窄馏分（L油）的VI人为规定为0。
流动性：如凝点、结晶点、冰点等。
一、粘（黏） 度
1．定义
流动分子的内摩擦使流体带有一定的粘滞性，从而产生流体抵抗剪
切作用的能力。衡量这种能力或粘滞性的性质指标，就是粘度。粘度是评 定油品流动性的指标，是喷气燃料、柴油、重油和润滑油的重要质量指标。
对润滑油的分级、质量鉴定具有决定意义，也是工艺计算和工艺设计中不
相同环数和碳数的芳香烃和环烷烃：环烷烃>芳香烃
上述结论说明了液体的运动粘度中包含了分子结构的信息，而且环可 以认为是粘度的载体。
三、油品粘度与压力、温度的关系
1．与温度的关系
温度升高，所有油品粘度下降；
温度降低，所有油品粘度升高 ① 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
④ 石油及石油馏分的粘温性质
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 环状烃含量增多所致
当石油馏分的沸程相同时
石蜡基原油的粘度最小, 中间基居中, 环烷基的最大
石油及其馏分的粘温性质
石蜡基原油的馏分最好 , 中间基居中, 环烷基最差
二次加工性பைடு நூலகம்好
第二类：6.5<KH<7.5 二次加工性能中等
二次加工性能差
通过多国内外 10 几种渣油的使用，发现 KH 较好 地反映了渣油的特征和化学组成极其裂化性能，产品 收率与KH有良好的对应关系。
粘度比：υ50℃/υ100℃；比值越小，则粘温性质越好 粘度指数(VI)
粘度指数越高，表示油品的粘温性质越好
用两种原油的馏分作为标准，一种是粘温性质良好的宾 夕法尼亚原油，把这种原油所有窄馏分（H油）的VI均人为的 规定为100，另一种是粘温性质不好的德克萨斯海湾沿岸原油， 把这种原油所有的窄馏分（L油）的VI人为规定为0。
流动性：如凝点、结晶点、冰点等。
一、粘（黏） 度
1．定义
流动分子的内摩擦使流体带有一定的粘滞性，从而产生流体抵抗剪
切作用的能力。衡量这种能力或粘滞性的性质指标，就是粘度。粘度是评 定油品流动性的指标，是喷气燃料、柴油、重油和润滑油的重要质量指标。
对润滑油的分级、质量鉴定具有决定意义，也是工艺计算和工艺设计中不
相同环数和碳数的芳香烃和环烷烃：环烷烃>芳香烃
上述结论说明了液体的运动粘度中包含了分子结构的信息，而且环可 以认为是粘度的载体。
三、油品粘度与压力、温度的关系
1．与温度的关系
温度升高，所有油品粘度下降；
温度降低，所有油品粘度升高 ① 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
④ 石油及石油馏分的粘温性质
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 环状烃含量增多所致
当石油馏分的沸程相同时
石蜡基原油的粘度最小, 中间基居中, 环烷基的最大
石油及其馏分的粘温性质
石蜡基原油的馏分最好 , 中间基居中, 环烷基最差
二次加工性பைடு நூலகம்好
第二类：6.5<KH<7.5 二次加工性能中等
二次加工性能差
通过多国内外 10 几种渣油的使用，发现 KH 较好 地反映了渣油的特征和化学组成极其裂化性能，产品 收率与KH有良好的对应关系。
第三章 石油及油品的物理性质
赛氏粘度 (Saybolt Viscosity)
SUS 或 SFV
雷氏粘度 (Redwood Viscosity)
I或II型
条件粘度
恩氏粘度：在规定温度下，由仪器中流出200ml试油的时间（s）与20℃ 时流出200ml蒸馏水所需时间（s）之比，其单位为恩氏度（°E）或称条 件度。
赛氏粘度：在规定条件下，60ml试油通过赛氏粘度计所需的时间，以赛 氏秒表示。它分为通用型（SUS）和重油型（SFV)两种，未加说明的均 为通用型。
恩氏蒸馏(ASTM蒸馏)（GB6536-86)
最简便、最常用的方法；设备简单、收集数据多
将100mL油品放入标准的蒸馏瓶中，按规定条件 加热，流出第一滴冷凝液时的气相温度称为初馏点， 馏出物为10%、20%……90%时的气相温度别别称为 10%、20%……90%点，蒸馏到最后所能达到的最高 气相温度称为终馏点或干点。从初馏点到干点（终馏
密度作图，所得曲线的斜率。
K
1.2163
T
/ d15.6 15.6
2．用途
特性因数对于了解原油的分类和确定原油的加工方案， 油品的化学组成及油品的其它特性是十分有用的。石油馏分 的特性因数，结合相对密度或平均沸点可求得油品的其他物 理性质，如前面讲的蒸汽压及后面将要讲的分子量等。
特性因数，K 原油类别
API度<10.0， 为特重原油。
2．油品密度与化学组成的关系
分子量相近的不同烃类之间密度有明显差别
芳烃>环烷烃>烷烃 如在20℃时：苯0.8774；环己烷0.7780；正己烷 0.6572，分 子环数越多，密度越大；
同一种原油
沸点增加，分子量增大，密度增大
对不同原油 ，同样沸程，相对密度差别很大
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恩氏粘度 (Engler Viscosity) 条件度，E 赛氏粘度 (Saybolt Viscosity) SUS 或 SFS 雷氏粘度 (Redwood Viscosity) RIS
条件粘度 各种粘度的近似关系： 运动粘度(mm2/s):恩氏粘度(条件度，E):赛氏通用 粘度(SUS):雷氏粘度(RIS) =1:0.132:4.62:4.05 毛细管粘度计：牛顿型流体 3．粘度的测定 旋转粘度计：非牛顿型流体
第二节
密度、相对密度、特性因数 和平均相对分子质量
(组成特性)
2013-8-1
炼油工艺学
10
一、密度和相对密度
1．定义
Relative density 密度是单位体积物质在真空中的质量，g/cm3，kg/m3 我国规定20℃时的密度为石油产品的标准密度，ρ 的比值来表示物质的相对密度，又称比重
2013-8-1 炼油工艺学 21
经验关联式
3．计算 混合油品的平均相对分子质量可以按加和法进行计算
Mm
W
i 1 n
n
i
Wi M i 1 i
22
2013-8-1
炼油工艺学
第三节
油品的流动性能
石油和油品在处于牛顿流体状态时，其流动性能用黏度来 描述；当处于低温状态时，则用各种条件性指标来评定其低温 流动性：如凝点、结晶点、冰点等。 一、粘 度 1．定义
两种蒸气压可通过图表进行换算。
2013-8-1 炼油工艺学 4
二、馏程(沸程)
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。同一油品的馏程因测定仪器和测试方法不同。其馏程
数据也有差别。在油品的质量标准中，大都采用条件性的 馏程测定法——恩氏蒸馏。 恩氏蒸馏(ASTM蒸馏)（GB6536-86) 将100mL油品放入标准的蒸馏瓶中，按规定条件加热， 流出第一滴冷凝液时的气相温度称为初馏点，馏出物为10%、 20%„„90%时的气相温度别别称为10%、20%„„90%点，蒸 馏到最后所能达到的最高气相温度称为终馏点或干点。从
2013-8-1 炼油工艺学 16
对于烷烃来说，支链增加K值下降； 而对于环烷烃和芳烃来说，支链数增加K值增加；
对于芳烃来说，环数增加，K值减小
对于石油馏分，计算K值时温度T为中平均沸点
3．用途
特性因数对于了解原油的分类和确定原油的加工 方案，油品的化学组成及油品的其它特性是十分有用 的。石油馏分的特性因数，结合相对密度或平均沸点 可求得油品的其他物理性质，如前面讲的蒸汽压及后 面将要讲的分子量等。
而且环可以认为是黏度的载体。
2013-8-1 炼油工艺学 26
三、油品粘度与压力、温度的关系
1．与温度的关系 Relation of viscosity and temperature 温度升高，所有油品粘度下降； 温度降低，所有油品粘度升高 ① 粘温性质：油品的粘度随温度变化的性质
lg lg( a) b m lg T
混
1 vi i n wi i 1
n
i 1
i
属性相差很大的两类组分(如烷烃和芳香烃)混合时， 体积可能增大 密度相差悬殊的两个组分(如重油和轻烃)混合时，体 积可能收缩
2013-8-1 炼油工艺学 15
二、特性因数(K;Waston
1．定义
factor;Characterization factor)
三、平均沸点
1．体积平均沸点
t10 t30 t50 t70 t90 tV 5
用途：由tv可求得其他平均沸点 2．质量平均沸点(tw)
tW
wt
i 1
n
i i
用途：tw主要用于求定油品的真临界温度Tc
2013-8-1 炼油工艺学 8
3．立方平均沸点Teu
Tcu ( viTi1/ 3 ) 3
同一油品，温度上升，相对密度减小
d d
t 4
20 4
(t 20)
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(几十兆帕)时， 才考虑压力对相对密度的影响
2013-8-1
炼油工艺学
14
4．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
对同族烃类，在同一温度下，相对分子质量较大的烃类 对某一纯烃而言，其蒸气压是随温度的升高而增大。
2013-8-1 炼油工艺学 3
的蒸气压较小。
纯烃 P=f(T) 烃类混合物
P=Σ PiXi=f(T,X)
石油馏分 P=f(T,e)
蒸气压的表示法
真实蒸气压(泡点蒸汽压)：即e=0时的蒸汽压 雷德蒸汽压：T=38℃，气体体积∶液体体积=4 蒸气压的计算
20
在一定条件下，以一种液体的密度与另一种参考物质密度
常用的有d420(我国)，d15.615.6(欧美)
141 .5 比重指数( API ) 15.6 131 .5 d15.6
随着相对密度增大，比重指数的数值下降
2013-8-1 炼油工艺学
Specific gravity
11
芳烃>环烷烃>烷烃
如在20℃时：苯0.8774；环己烷0.7780；正己烷 0.6572， 分子环数越多，密度越大； 同一种原油 沸点增加，分子量增大，密度增大 对不同原油 ，同样沸程，相对密度差别很大 一般来说，环烷基的>中间基的>石蜡基的
2013-8-1 炼油工艺学 13
3．与温度、压力的关系
2013-8-1 炼油工艺学 20
三、平均相对分子质量
1．定义 在炼油设备计算中，应用最多的是数均相对分子质量
M n ni M ii
N
i 1
n
W N
i 1 i 1 n
i
i
i
2．油品分子量的变化规律 汽油：100～120 煤油：180～200 柴油：210～240 低粘度润滑油：300～360 高粘度润滑油：370～500
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
K T R / d
3
15.6 15.6
1.216 T K / d
3
15.6 15.6
2．不同烃类K值的大小
同族的烃K值相近，不同族的烃K值不同 富含烷烃的石油馏分K值为12.5～13.0，富含芳 烃的石油馏分K值为10～11
i 1
n
用途：Teu主要用于求油品的特性因数和运动粘度 4．实分子平均沸点tm
tm
xt
i 1
n
i i
用途：tm主要用于求油品的假临界温度(Tc’)和 偏心因数(ω ) 5．中平均沸点tme
tme (tm tcu ) / 2
用途：tme用于求油品氢含量,K,Pc,燃烧热和平均分子量
2013-8-1 炼油工艺学 9
第12届世界石油会议规定对原油的分类：
API度>31.1的原油为轻质原油； API度在31.1～22.3之间，为中质原油； API度在22.3～10.0之间，为重质原油； API度<10.0， 为特重原油。
2013-8-1 炼油工艺学 12
2．油品密度与化学组成的关系 分子量相近的不同烃类之间密度有明显差别
都是采用条件性实验进行测定。（严格规定的仪器、方法和条
件），条件改变，结果也会改变； 石油及油品的各种试验方法有不同的级别，如ISO、GB、SH。
2013-8-1 炼油工艺学 2
第一节
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 易的重要性质，用蒸汽压、沸程来描述。 一、 蒸汽压 定义：是在某一温度下一种物质的液相与其上方的 气相呈平衡状态时的压力，也称饱和蒸气压。蒸气压愈高 的液体愈易于气化。
大多数液体燃料规格中，只要求测定其具有
代表性的初馏点、10%、50％和90％的馏出
温度及干点。
汽油的馏程40～200℃，轻柴油的馏程200～
350℃，润滑油的馏程350～520℃。
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。 馏程是发动机燃料等的重要质量指标。
2013-8-1 炼油工艺学 7
K H 10
C 0.1236 d 420 M
19
H
2013-8-1
炼油工艺学
通过KH可以对渣油的加工性能进行分类： 第一类： KH>7.5 第二类：6.5<KH<7.5 第一类： KH<6.5 二次加工性能好 二次加工性能中等 二次加工性能差
通过多国内外10几种渣油的使用，发现KH 较好地反映了渣油的特征和化学组成极其裂化 性能，产品收率与KH有良好的对应关系。
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
2013-8-1
炼油工艺学
27
②粘温性质的表示法 粘度比：υ
50℃/υ 100℃；比值越小，则粘温性质越好
粘度指数(VI) 当粘度指数(VI)为0～100时：
L U VI 100 LH
当粘度指数等于或大于100时：
10 N 1 VI 100 0.00715 lg H lg U N lg Y
初馏点到干点（终馏点）的温度范围称为馏程。
2013-8-1 炼油工艺学 5
以气相馏出温度为纵坐标，馏出体积为横坐标，可以绘得 该油品的恩氏蒸馏曲线。对于轻质油品：恩氏蒸馏曲线中 10%到90%这一段很接近一条直线，因此可以用恩氏蒸馏曲 线的10%到90%之间的斜率来表示该油品的馏程宽窄。即恩 氏蒸馏曲线的斜率越大，该油品的馏程范围越宽。
2013-8-1 炼油工艺学 25
条件粘度 各种粘度的近似关系： 运动粘度(mm2/s):恩氏粘度(条件度，E):赛氏通用 粘度(SUS):雷氏粘度(RIS) =1:0.132:4.62:4.05 毛细管粘度计：牛顿型流体 3．粘度的测定 旋转粘度计：非牛顿型流体
第二节
密度、相对密度、特性因数 和平均相对分子质量
(组成特性)
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炼油工艺学
10
一、密度和相对密度
1．定义
Relative density 密度是单位体积物质在真空中的质量，g/cm3，kg/m3 我国规定20℃时的密度为石油产品的标准密度，ρ 的比值来表示物质的相对密度，又称比重
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经验关联式
3．计算 混合油品的平均相对分子质量可以按加和法进行计算
Mm
W
i 1 n
n
i
Wi M i 1 i
22
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炼油工艺学
第三节
油品的流动性能
石油和油品在处于牛顿流体状态时，其流动性能用黏度来 描述；当处于低温状态时，则用各种条件性指标来评定其低温 流动性：如凝点、结晶点、冰点等。 一、粘 度 1．定义
两种蒸气压可通过图表进行换算。
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二、馏程(沸程)
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。同一油品的馏程因测定仪器和测试方法不同。其馏程
数据也有差别。在油品的质量标准中，大都采用条件性的 馏程测定法——恩氏蒸馏。 恩氏蒸馏(ASTM蒸馏)（GB6536-86) 将100mL油品放入标准的蒸馏瓶中，按规定条件加热， 流出第一滴冷凝液时的气相温度称为初馏点，馏出物为10%、 20%„„90%时的气相温度别别称为10%、20%„„90%点，蒸 馏到最后所能达到的最高气相温度称为终馏点或干点。从
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对于烷烃来说，支链增加K值下降； 而对于环烷烃和芳烃来说，支链数增加K值增加；
对于芳烃来说，环数增加，K值减小
对于石油馏分，计算K值时温度T为中平均沸点
3．用途
特性因数对于了解原油的分类和确定原油的加工 方案，油品的化学组成及油品的其它特性是十分有用 的。石油馏分的特性因数，结合相对密度或平均沸点 可求得油品的其他物理性质，如前面讲的蒸汽压及后 面将要讲的分子量等。
而且环可以认为是黏度的载体。
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三、油品粘度与压力、温度的关系
1．与温度的关系 Relation of viscosity and temperature 温度升高，所有油品粘度下降； 温度降低，所有油品粘度升高 ① 粘温性质：油品的粘度随温度变化的性质
lg lg( a) b m lg T
混
1 vi i n wi i 1
n
i 1
i
属性相差很大的两类组分(如烷烃和芳香烃)混合时， 体积可能增大 密度相差悬殊的两个组分(如重油和轻烃)混合时，体 积可能收缩
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二、特性因数(K;Waston
1．定义
factor;Characterization factor)
三、平均沸点
1．体积平均沸点
t10 t30 t50 t70 t90 tV 5
用途：由tv可求得其他平均沸点 2．质量平均沸点(tw)
tW
wt
i 1
n
i i
用途：tw主要用于求定油品的真临界温度Tc
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3．立方平均沸点Teu
Tcu ( viTi1/ 3 ) 3
同一油品，温度上升，相对密度减小
d d
t 4
20 4
(t 20)
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(几十兆帕)时， 才考虑压力对相对密度的影响
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炼油工艺学
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4．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
对同族烃类，在同一温度下，相对分子质量较大的烃类 对某一纯烃而言，其蒸气压是随温度的升高而增大。
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的蒸气压较小。
纯烃 P=f(T) 烃类混合物
P=Σ PiXi=f(T,X)
石油馏分 P=f(T,e)
蒸气压的表示法
真实蒸气压(泡点蒸汽压)：即e=0时的蒸汽压 雷德蒸汽压：T=38℃，气体体积∶液体体积=4 蒸气压的计算
20
在一定条件下，以一种液体的密度与另一种参考物质密度
常用的有d420(我国)，d15.615.6(欧美)
141 .5 比重指数( API ) 15.6 131 .5 d15.6
随着相对密度增大，比重指数的数值下降
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Specific gravity
11
芳烃>环烷烃>烷烃
如在20℃时：苯0.8774；环己烷0.7780；正己烷 0.6572， 分子环数越多，密度越大； 同一种原油 沸点增加，分子量增大，密度增大 对不同原油 ，同样沸程，相对密度差别很大 一般来说，环烷基的>中间基的>石蜡基的
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3．与温度、压力的关系
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三、平均相对分子质量
1．定义 在炼油设备计算中，应用最多的是数均相对分子质量
M n ni M ii
N
i 1
n
W N
i 1 i 1 n
i
i
i
2．油品分子量的变化规律 汽油：100～120 煤油：180～200 柴油：210～240 低粘度润滑油：300～360 高粘度润滑油：370～500
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
K T R / d
3
15.6 15.6
1.216 T K / d
3
15.6 15.6
2．不同烃类K值的大小
同族的烃K值相近，不同族的烃K值不同 富含烷烃的石油馏分K值为12.5～13.0，富含芳 烃的石油馏分K值为10～11
i 1
n
用途：Teu主要用于求油品的特性因数和运动粘度 4．实分子平均沸点tm
tm
xt
i 1
n
i i
用途：tm主要用于求油品的假临界温度(Tc’)和 偏心因数(ω ) 5．中平均沸点tme
tme (tm tcu ) / 2
用途：tme用于求油品氢含量,K,Pc,燃烧热和平均分子量
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第12届世界石油会议规定对原油的分类：
API度>31.1的原油为轻质原油； API度在31.1～22.3之间，为中质原油； API度在22.3～10.0之间，为重质原油； API度<10.0， 为特重原油。
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2．油品密度与化学组成的关系 分子量相近的不同烃类之间密度有明显差别
都是采用条件性实验进行测定。（严格规定的仪器、方法和条
件），条件改变，结果也会改变； 石油及油品的各种试验方法有不同的级别，如ISO、GB、SH。
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第一节
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 易的重要性质，用蒸汽压、沸程来描述。 一、 蒸汽压 定义：是在某一温度下一种物质的液相与其上方的 气相呈平衡状态时的压力，也称饱和蒸气压。蒸气压愈高 的液体愈易于气化。
大多数液体燃料规格中，只要求测定其具有
代表性的初馏点、10%、50％和90％的馏出
温度及干点。
汽油的馏程40～200℃，轻柴油的馏程200～
350℃，润滑油的馏程350～520℃。
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。 馏程是发动机燃料等的重要质量指标。
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K H 10
C 0.1236 d 420 M
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H
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炼油工艺学
通过KH可以对渣油的加工性能进行分类： 第一类： KH>7.5 第二类：6.5<KH<7.5 第一类： KH<6.5 二次加工性能好 二次加工性能中等 二次加工性能差
通过多国内外10几种渣油的使用，发现KH 较好地反映了渣油的特征和化学组成极其裂化 性能，产品收率与KH有良好的对应关系。
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
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炼油工艺学
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②粘温性质的表示法 粘度比：υ
50℃/υ 100℃；比值越小，则粘温性质越好
粘度指数(VI) 当粘度指数(VI)为0～100时：
L U VI 100 LH
当粘度指数等于或大于100时：
10 N 1 VI 100 0.00715 lg H lg U N lg Y
初馏点到干点（终馏点）的温度范围称为馏程。
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以气相馏出温度为纵坐标，馏出体积为横坐标，可以绘得 该油品的恩氏蒸馏曲线。对于轻质油品：恩氏蒸馏曲线中 10%到90%这一段很接近一条直线，因此可以用恩氏蒸馏曲 线的10%到90%之间的斜率来表示该油品的馏程宽窄。即恩 氏蒸馏曲线的斜率越大，该油品的馏程范围越宽。
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