石油组分和物理性质(四)

用恩氏粘度计（图实1-6）测定
时，用木塞严密塞住粘度计的出
口，将预先加热到不超过40℃的
试油注入内容器，调整到三个尖
钉的尖端刚好露出油面。小心搅
拌油样并保持恒温达到测定温度， 将清洁而干燥的接收瓶放在流出 孔下面，迅速提起木塞，同时启
动秒表，当接收瓶中的试油正好
达到200ml标线时，停止秒表，
1.内容器；2.外容器；3.球面形底；4.木塞；5.温 度计插孔；6.搅拌器；7.小尖钉；8.流出孔；9.支 架；10.调节螺丝；11.接收器
根据下式可计算各馏分的数量：
Vc Vn 100 % 20 Wo / D4
Vn：为每一馏分含量（体积百分数）； Vc：为每一馏分馏出量（ml）； Wo：为油样量（g）； D420：为20℃时油样的比重。

石油的组分，包括饱和烃、芳烃、胶质和沥青质。
根据石油中不同组分的化合物同吸附剂间的吸附性能

运动粘度测定的
仪器主要是一组 玻璃毛细管粘度 计（图实1-5）， 毛细管粘度计各 扩张部分的内径 不同，供试验不 同粘度的原油时 选用。

测定时，将装好油样的粘度计浸在恒温液体内并调整为垂直状态， 当油样液面向下流动至第一计时标记a刻线处开始记时，当液面
流至第二计时标记b刻线时停止记时。每个样品所测出的流动时
D
20 4
D r (t 20)
t 4

粘度是表示原油流动性能的重要参数。度 量粘度的参数因测定的装置和计量单位的 差别，分别称为：绝对粘度（或动力粘度， 单位为Pa•S）、运动粘度（单位为m2/s ） 和恩氏粘度（或相对粘度）。
运动粘度是指流体的动力粘度与其在
同温度下的密度的比值。它是液体在 重力作用下流动阻力的尺度。
教学目的与教学思路
通过实验了解观察石油的主要族组分成 分分析以及石油的基本物理性质。
教学重点难点
石油主要族组分组成分析；石油基本物 理性质
一、石油的馏分测定 二、石油的组分分析 三、石油粘度测定 四、石油荧光性的观察

一、实验目的

石油的性质包括物理性质和化学组成，二者之
间有密切的联系，了解石油的性质对石油地质研究
和评价石油的工业品质有着十分重要的意义。通过
观察和简易的实验演示了解：（1）石油的主要族 组分组成分析；（2）石油的基本物理性质。

二、实习内容和方法 （一）石油馏份试验 石油是由各种碳氢化合物为主的有机化合物所组 成的，每一种化合物均有一定的沸点和凝点。按一

定的温度间隔蒸馏切割出不同沸点范围的原油组分，
不同，以及各种有机冲洗剂的极性不同，其脱附快慢
也不同的原理，选择适当的吸附剂配比及冲洗剂的用
量，可以把原油中各族组分分离。目前常采用柱色层
法，以硅胶和氧化铝为吸附剂，用正己烷和无水乙醇、
苯与上述组分相似性质的溶剂作为冲洗剂，冲洗色层
柱，从而将原油各组分分离。

试验时，首先将脱硫、脱水并经馏程切割（210℃以上馏 份）的原油溶于正己烷中，静置后用滤纸脱去沥青质，再
间，应不少于三次，取其中相近的三个数值，求出平均值。在温 度t时运动粘度Ut（mm2/s）按下式计算：

式中c为粘度计常数mm2/s2；tt为油样平均流动时间（s）。
Ut ctt

恩氏粘度指液体在某温度下从恩格勒粘度 计流孔中，流出200ml所需的时间（s）与 蒸馏水在20℃流出相同体积所需的时间（s） 之比。以Et20表示。

测定方法：①将预热并恒温的原油样品小 心地注入洁净而干燥的量筒中，直至悬挂 浮沉子的金属丝浸没在试油里约15mm为 止，此时天平失去平衡，在梁上逐次挂上 砝码，直至平衡为止，读取试油的温度，
记录试油的“视”密度D′（图实1-4）。





计算：将测定的“视”密度D′换算为试验温度下样品的 实际密度： D4t =（0.9982-0.0012）D′+0.0012 式中：0.9982：为水在20℃时的密度，g/cm3 0.0012：为空气在20℃及大气压为0.1Mpa时 的密度，g/cm3 D′：在韦氏天平上读取的密度，g/cm3。 将试验温度下所测原油的密度D4t换算成标准温度下的密 度D420
为原油的一个馏分。

实验时称50g油样，倒入恩氏蒸馏烧瓶中（图实11），将烧瓶均匀加温，记下馏出第一滴时的温度
（初馏点）及温度为150℃、170℃、210℃、
230℃、250℃、270℃、300℃时馏出的体积。
1.恩氏烧瓶；2.冷凝槽；3.喷灯； 4.量筒；5.防风罩；6.高温温度计
图实1-1 石油馏程试验
纸除去气泡；②将干燥的密度计小心地放入试样中，
待其稳定后，记录测定时的温度及读数；③将密度计
在量筒中轻轻转动几下再放开，按要求再测定一次。
若两次测定温度读数相差超过0.5℃，应重新读取密
度和温度，直到温度变化稳定到0.5℃以内，记录连 续两次测定温度和视密度的结果（图实1-3）。
图实1-3 密度计与密度测定装置

石油的荧光性是指其在紫外光（波长0.2— 0.4×10-6m）照射下发出延续时间不足 10-7秒的可见光的现象。石油中饱和烃不 发荧光，不饱和烃及其衍生物才发荧光。 低分子量轻芳烃呈天蓝色，随着分子量加 大荧光色调加深，胶质一般呈浅黄到褐色， 沥青质一般呈褐到棕褐色。
1.
仪器 馏程测定仪、色层柱、相对密度计、 韦氏天平、毛细管粘度计、恩氏粘度 计、荧光灯。 2. 用品 温度计、试管、烧杯、滤纸、秒表。
将滤液通过漏斗倒入色层柱中，见图实1-2；然后用正己
烷淋洗脱附饱和烃，收集冲洗液，自然挥发干即可得出含 量。再用苯淋洗脱附芳烃，收集冲洗液得其含量；残留在 色层柱上的为胶质，是吸附能力极强的含氧、氮、硫的非 烃化合物，可由减差法计算其含量。若要专门研究可用
苯—甲醇将其全部冲洗下来。若定量分析时，一切仪器用
读出时间，准确至0.2s。

在温度t时，试油的恩氏粘度按下式计算：
E

20 t
r E20

式中：r—试油从粘度计中流出的时间，s； E20—粘度计的水值（20℃时，200ml蒸馏 水从粘度计中流出的时间），s。 由恩氏粘度查表可得相应的运动粘度，运动 粘度乘以该温度时原油的相对密度，即为动力粘度。
1.温度计；2.密度计；3.量 筒；4.支架；5.水浴缸

计算：可根据下式进行温度校正和计算标准密度：
D
20 4
D r (t 20)
t 4


式中：D420：为标准温度下的相对密度； D4t：为试验温度下的相对密度计读数； r：为相对密度的补正数，可查《石油密度 计量换算表》； t：为试验温度（℃）
品均应事先洗净，严格称重。
图实1-2 色层柱装置简图
原油在ห้องสมุดไป่ตู้0℃时的相对密度与同体积4℃
时的纯水的密度之比称为原油的相对 密度，以D420表示之。石油的相对密
度常用相对密度计法或韦氏天平密度
法测定。

测定方法：①将调好温度的试样，小心地沿筒壁倒入
量筒中，当试样表面有气泡聚集时，可用一片清洁滤