03-石油的物理性质-1
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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。
石油及油品的物理性质(1)幻灯片
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
3．粘度的测定
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
一般来说，环烷基的>中间基的>石蜡基的
斜率S：表示从馏出10%到90%之间，每馏出1%的沸点平均升 高值 ➢ 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。 汽油的馏程40～200℃，轻柴油的馏程 200～350℃，润滑油的馏程350～520℃。 馏程的数据根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。
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
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。
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
3．粘度的测定
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
一般来说，环烷基的>中间基的>石蜡基的
斜率S：表示从馏出10%到90%之间，每馏出1%的沸点平均升 高值 ➢ 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。 汽油的馏程40～200℃，轻柴油的馏程 200～350℃，润滑油的馏程350～520℃。 馏程的数据根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。
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
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i 1
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M i 1
i
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。
石油
颜色
石油的颜色非常丰富，有深红、金黄、墨绿、黑、褐红、至透明；石油的颜色是它本身所含胶质、沥青质的 含量决定的，含的越高颜色越深。我国华北大港油田有的井产无色石油，克拉玛依石油呈褐至黑色，大庆、胜利、 玉门石油均为黑色。无色石油在美国加利福尼亚、原苏联巴库、罗马尼亚和印尼的苏门答腊均有产出。无色石油 的形成，可能同运移过程中，带色的胶质和沥青质被岩石吸附有关。但是不同程度的深色石油占绝对多数，几乎 遍布于世界各大含油气盆地。
古埃及、古巴比伦人在很早以前已开采利用石油。“石油”这个中文名称是由北宋科学家沈括第一次命名的。
2023年2月16日，中国石油和化学工业联合会发布数据称，中国炼油产能已超过美国，成为世界第一炼油大 国。
简介
石油的性质因产地而异，密度为0.8 ～1.0g/cm3，粘度范围很宽，凝固点差别很大（30 ~ -60℃），沸点 范围为常温到500摄氏度以上，可溶于多种有机溶剂，不溶于水，但可与水形成乳状液。不过不同的油田的石油 的成分和外貌可以区分很大。石油主要被用作燃油和汽油，燃料油和汽油在2012年组成世界上最重要的二次能源 之一。
中国古代油井中国也是世界上最早发现和利用石油的国家之一。
资源分布Βιβλιοθήκη 世界资源分布我国资源分布
在国家舞台上，石油作为一种重要资源，战略储备物资，一直都受到各国**，而且石油还是历史上多次重大 战争的导火索。下面是2018年世界石油储量排名前十位的国家。
1.委内瑞拉 已证实石油储量：2965亿桶 占全球储备比例：14.35% 每日石油产量：238万桶 每日石油消耗：74.6万桶 每日向美国出口石油量：75.9万桶 委内瑞拉是世界上重要的石油生产国和出口国。按照其每日消耗74.6万桶计算，在不考虑其他出口等消耗增 长的因素前提下，其存储可供其使用775年。石油产业是其经济命脉，该项所得占委内瑞拉出口收入的约80%。 2.沙特阿拉伯 已证实石油储量：2626亿桶
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
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
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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
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炼油工艺学
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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
n
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炼油工艺学
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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。
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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。
03-石油的物理性质
H油：粘温性质良好的宾夕法尼亚原油，所有窄馏 分的粘度指数人为地规定为100；
L油：粘温性质不好的得克萨斯海湾沿岸原油，所 有窄馏分的粘度指数人为地规定为0；
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40
VI=0～100时
VI L U 100 LH
VI≥ 100时
VI 10 N 1 100 0.00715
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27
第三节 油品的粘度
一、粘度的定义 粘度是用来表示流体运动时分子间摩擦阻力大小的指
标。 1、绝对粘度（η，μ）
又称动力粘度，由牛顿剪切定律得出：
F d
A
dl
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28
F-相对运动的两流层间的内摩擦力（剪切力），N A－两流层间的接触面积，m2 dν –相对运动速度，m/s dl-两流层间距，m η–流层内摩擦系数，即绝对粘度，Pa.s
第三章 石油及油品的物理性质
意义: •油品质量的评定标准； •加工过程的控制参数； •工艺设计的依据。 特点： •是组成中各种化合物性质的综合表现，与化学组成密切相关； •性质多通过条件性实验测定； •广泛使用经验图表和关联式。
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1
第一节 蒸汽压、沸程和平均沸点
一、蒸汽压 •蒸汽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，也称饱和蒸汽压。 •蒸汽压反映了油品蒸发和汽化的能力，是油品重要的 物性数据和质量指标。
，以其流出时间与同体积的水流出时间之比，作为粘度值。
恩式粘度（Engler Viscosity）
油品从恩式粘度计流出200ml的时间与同体积的水在 20℃流出的时间之比。源于德国，我国燃料油的质量标准。
L油：粘温性质不好的得克萨斯海湾沿岸原油，所 有窄馏分的粘度指数人为地规定为0；
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40
VI=0～100时
VI L U 100 LH
VI≥ 100时
VI 10 N 1 100 0.00715
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第三节 油品的粘度
一、粘度的定义 粘度是用来表示流体运动时分子间摩擦阻力大小的指
标。 1、绝对粘度（η，μ）
又称动力粘度，由牛顿剪切定律得出：
F d
A
dl
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28
F-相对运动的两流层间的内摩擦力（剪切力），N A－两流层间的接触面积，m2 dν –相对运动速度，m/s dl-两流层间距，m η–流层内摩擦系数，即绝对粘度，Pa.s
第三章 石油及油品的物理性质
意义: •油品质量的评定标准； •加工过程的控制参数； •工艺设计的依据。 特点： •是组成中各种化合物性质的综合表现，与化学组成密切相关； •性质多通过条件性实验测定； •广泛使用经验图表和关联式。
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1
第一节 蒸汽压、沸程和平均沸点
一、蒸汽压 •蒸汽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，也称饱和蒸汽压。 •蒸汽压反映了油品蒸发和汽化的能力，是油品重要的 物性数据和质量指标。
，以其流出时间与同体积的水流出时间之比，作为粘度值。
恩式粘度（Engler Viscosity）
油品从恩式粘度计流出200ml的时间与同体积的水在 20℃流出的时间之比。源于德国，我国燃料油的质量标准。
【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。
石油、煤和天然气的综合利用(1)
④天然气制氨(合成氨)； ⑤天然气制甲醇，如
CH4 + 2H2O CO + 3H2 ;CO + 2H2 CH3OH;
高温 高压
⑥天然气制乙烯、乙炔、四氯化碳、硝基甲烷、二硫化
碳、硫磺等。
典型例题
1、石油主要是由碳、氢元素组成的( A．多种有机物的混合物 B．多种无机物的混合物 C．有机化合物 D．无机化合物 )
发、冷凝液化的方法把不同沸点范围的成分分离成各种馏分
的方法。
(3)注意： ①装置的组装顺序：自下而上，从左到右。 ②蒸馏烧瓶下应垫石棉网使之受热均匀，蒸馏烧瓶内应 加碎瓷片(或沸石)防暴沸。
③温度计水银球位置：水银球应与蒸馏烧瓶支管口相平 齐。
④冷凝水进出原则：低进高出。 ⑤实验开始，先通冷凝水后点燃酒精灯；实验结束，先
原油含水和无机盐类。含水多，在炼制时要浪费燃 料，含盐多会腐蚀设备。所以，原油必须先经脱水、脱 盐等处理过程才能进行炼制。石油的炼制分为：石油的 分馏、裂化和裂解、重整三种方法。
(1)石油的分馏
(2)裂化和裂解
①裂化：通过分馏得到的汽油、煤油、柴油等轻质油
仅占石油总产量的25%，还不能满足社会需求。为了获得 更多的轻质油，特别是提高汽油的产量，常采用裂化的方 法，在一定条件下，将分子量较大、沸点较高的烃分解为 分子量较小、沸点较低的烃，这个过程叫做裂化。
越小，物质沸点就越低。因此要将重油进行减压分馏。
(3)催化重整 所谓“重整”就是把汽油里直链烃类的分子的结构“重 新进行调整”，使它们转化为芳香烃或具有支链的烷烃异构 体。目的是提高汽油质量和获得芳香烃。重整需特定的催化 剂：一般选用铂(Pt)或铼(Re)，故称铂重整或铼重整或铂铼
重整。
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。
石油的物理性质
石油的物理性质1.石油的物理性质取决于它的______和_______。
石油不但没有______而且_________。
所以不同____、______甚至_______不同_______的石油，其_____也是不相同的。
2.石油的颜色变化很大，有____、_____、_____、______、______、____、______等，但大部分石油呈____至_____。
石油的颜色与_____和_____的含量有关，含量越____颜色越____。
3.石油的相对密度指____（______）下，____的_______与____，______的_____，常用_______表示。
石油的相对密度一般介于_________之间，如大庆油田原油相对密度为________。
通常将_________大于_____的石油称为_______，小于______称为________。
相对密度______和______的石油在自然界也有发现。
美国常用_____度，西欧常用_____来表示石油的相对密度，它们的计算公式为：___________________，波美度___________________。
4.石油相对密度主要取决于______，一般______________。
在地层条件下，原油的相对密度还与_____、_____及________有关。
一般来说，原油相对密度随_______的_____而______。
同时与_______也有一定关系，_______，其_______。
5.石油的粘度是指_________________，它表示_____________。
在_____中，粘度单位为_______或_______。
通常测定的不是石油的______，而是其_______，即_________________，在______水的粘度为______。
石油的粘度与______、______及其________、______密切相关。
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)
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
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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
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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
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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
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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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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
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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，
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tcu viTi3
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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
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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
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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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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
石油及油品的物理化学性质
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第二节 密度、特性因素和分子量 密度、
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第二节 密度、特性因素和分子量 密度、 原油密度在石油的开发、生产、销售、使用、计量和设计 原油密度在石油的开发、生产、销售、使用、 方面都是一个重要指标。 方面都是一个重要指标。它的大小取决于组成它的烃类分子大 小和分子结构。通常情况下，原油密度随其碳、氧、硫含量的 小和分子结构。通常情况下，原油密度随其碳、 增加而增大，因而含芳香烃多的、含胶质和沥青质多的原油密 增加而增大，因而含芳香烃多的、 度较大，而含环烷烃多的原油密度居中，含烷烃（石蜡烃）多 度较大，而含环烷烃多的原油密度居中，含烷烃（石蜡烃） 的原油密度最小。 的原油密度最小。
组分i的蒸气压， 组分 的蒸气压，Pa 的蒸气压 组分数 混合物的蒸气压，Pa 混合物的蒸气压，
p = ∑ pi xi
i=1
n
平衡液相中i组分的摩尔分数 平衡液相中 组分的摩尔分数
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第一节 蒸气压和沸程
（3）烃类混合物：烃类混合物与纯烃不同，其液相组成不是固 烃类混合物： 定不变的，它随气化率不同而变化。当按式（2 定不变的，它随气化率不同而变化。当按式（2-1）计算时，得 到的只是某个平衡条件下的蒸气压。当平衡条件变化时气化率 随之改变，式中也有所变化。所以烃类混合物的蒸气压 随之改变，式中也有所变化。所以烃类混合物的蒸气压在压力 蒸气压在压力 不太高时，不仅是温度的函数，而且与气化率有关。 不太高时，不仅是温度的函数，而且与气化率有关。 不仅是温度的函数
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第一节 蒸气压和沸程 （4）烃类和石油窄馏分：可以用各种蒸气压方程式计算其不 烃类和石油窄馏分： 同温度、压力下的饱和蒸气压.常用的方程是拟合Maxwell同温度、压力下的饱和蒸气压.常用的方程是拟合MaxwellBonnell图得到的，可计算石油窄馏分的蒸气压： Bonnell图得到的，可计算石油窄馏分的蒸气压：
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。
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121.6T 1 / 3 K 15.6 d15 .6
1、纯烃的特性因数 烷 烃：～12.7 环烷烃：11～12 芳香烃：10～11
2、石油馏分的特性因数 •富含烷烃的馏分： K=12.5～13.0 富含芳烃的馏分： K=10.0～11.0 •是表征油品化学组成的重要参数；
•可用来关联油品的其它物理性质；
GB6536-86。
•初馏点：馏出第一滴冷凝液时的气相温度称为初馏点； •10％馏出温度：馏出液达10ml时的气相温度； •20％～90％馏出温度； •干点（终馏点）：当气相温度升高到一定数值后，它
就不再上升，反而回落，这个最高的气相温度称为干点
或终馏点； •恩式蒸馏曲线：以气相馏出温度为纵坐标，馏出体积 百分数为横坐标；
t m xi t i
i 1 n
中平均沸点（℃）
t me t m t cu 2
•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。
第二节
密度、相对密度、特性因数 和平均分子量
一、密度和相对密度 1、几个定义 •密度：物质的质量与其条件的比值，g/cm3,kg/m3,要注 明温度。 •标准密度：20℃的密度。 •相对密度：与规定温度下水的密度之比，如
t d4
d 420
15.6 d15 .6
•比重指数API。
141.5 API 15.6 131.5 d15.6
.
2、油品密度与温度、压力的关系
•温度升高，体积膨胀，密度下降；
t 20 d4 d4 (t 20)
γ ：0.0006～0.0010/℃ •通常压力下，对密度的影响可以忽略，只有在极高压力
i i
i
m N
i i
2、重均分子量 在石油上应用较少，用光散射等方法测定。
M W wi M i
Wi M i W
i
2 N M i i
N M
i
i
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 n 影响较大，而主要 MW 受其中高分 子量部分的影响；
思考题
1、石油的元素组成、馏分组成是什么？如何表述
石油的烃类组成？
2、石油中包含哪些非烃化合物，各包括哪些化合 物类型? 在石油中的分布情况如何？ 3、渣油化学组成的四组分分析法是什么？我国减 压渣油化学组成的特点是什么?
1、纯烃的蒸汽压
•取决于烃的本性，同一族烃类，同一温度下，相对分子 量较大的烃类蒸汽压较小。 •就某一种纯烃而言，其蒸汽压随温度的升高而增大。
H V ln p C RT
ln p A
B T C
2、烃类混合物及石油馏分的蒸汽压 •体系压力不高，对于组分简单的烃类混合物
p pi xi
i 1
n
•烃类混合物，在一定温度下，只有其气相、液相或
整体组成一定，其蒸汽压才是定值。 •对于石油馏分，由于组成难以确定，不能用上式计 算；对于沸程窄的馏分，可通过 K 和平均沸点求定。
二、沸程
1、纯物质沸点
对于液态纯物质，其饱和蒸汽压等于外压时的温 度，称为该液体在该外压下的沸点。 2、混合物的沸程 当液体为混合物时，在一定外压下其沸腾温度并
•曲线的10％～90％一段近似为直线，可以计算恩式蒸馏曲 线斜率：
斜率S 90%馏出温度－ 10 ％馏出温度 90 － 10
•该斜率表示油品馏程的宽窄，斜率越大，馏程越宽；
•蒸馏时液相温度要低于350℃，以免油品分解；较重的馏分 需在减压下蒸馏，然后换算到常压下； •恩式蒸馏属渐次汽化，无精馏作用，馏出的仍然是混合物； •恩式馏程能粗略轻重组分的相对含量，是严格的条件试验。
第三章
意义:
石油及油品的物理性质
•油品质量的评定标准； •加工过程的控制参数；
•工艺设计的依据。
特点： •是组成中各种化合物性质的综合表现，与化学组成密切相关； •性质多通过条件性实验测定； •广泛使用经验图表和关联式。
第一节 蒸汽压、沸程和平均沸点
一、蒸汽压 •蒸汽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，也称饱和蒸汽压。 •蒸汽压反映了油品蒸发和汽化的能力，是油品重要的 物性数据和质量指标。
下才考虑。
3、密度与化学组成的关系 •各族烃类的相对密度是有差别的
烃 类 正构烷烃 正构 α－烯烃 正烷基 环己烷 正烷基苯
Ｃ６ 0.6594 0.6732 0.7785 0.8789
Ｃ７ 0.6837 0.6970 0.7694 0.8670
Ｃ８ 0.7025 0.7149 0.7879 0.8670
三、平均沸点
为简化起见，常用平均沸点表征其气化性能。
体积平均沸点（℃）
t10 t 30 t 50 t 70 t 90 tV 5
质量平均沸点（℃）
t w wi t i
i 1
n
立方平均沸点（K）
TCU ( vi Tii1 / 3 ) 3
i 1 n
实分子平均沸点（℃）
205
244 298 374 414 1080 中间基
190
234 273 337 362 1030 环烷基
石油各馏分的平均相对分子质量
馏分 汽油馏分 轻柴油馏分 减压馏分 减压渣油 沸点范围，℃ ＜200 200～350 350～500 ＞500 碳数范围 5～11 11～20 20～35 ＞35 平均碳数 8 16 30 70 分子量 100～120 220～240 370～400 900～1100
•二次加工产物，含大量的烯烃、二烯烃和芳烃， K不能用来反映其化学属性.
3、相关指数BMCI •BMCI(U.S. Burau of Mines Correlation Index)
48640 15.6 BMCI 473 .7d15 .8 .6 456 t v 273
•正构烷烃的相关指数最小，基本为0；芳香烃的相关 指数最大，如苯为100；环烷烃的相关指数居中，如环
己烷为52；
•广泛用于表征乙烯原料的化学组成。
三、平均分子量
由于石油极其产品都是复杂的混合物，而所含化
合物的分子量是各不相同的，范围往往很宽，所以只
能用平均分子量来加以表征。 1、数均分子量 应用最广泛的一种平均分子量，它是根据溶液的 依数性来测定的。
M n xi M i
NM N
一般而言， MW > M n , MW / M n 的比值（多分散系数）
>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。
3、数均分子量的测定方法
冰点下降法，适用于轻馏分(<350℃) 蒸气压渗透法 (VPO法 ) ，只能测定沸点 350℃以上的样
品，分子量上限35000。
Ｃ９ 0.7161 0.7292 0.7936 0.8620
Ｃ１０ 0.7300 0.7408 0.7992 0.8601
•石油馏分的相对密度 原油及其馏分的相对密度的一般范围
油品 相对密度， d204 0.8～1.0 0.74～0.77 0.78～0.83 油品 相对密度， d204 0.82～0.87 0.85～0.94 0.92～1.00
原油
汽油 航空煤油
轻柴油
减压馏分 减压渣油
不同原油各馏分的相对密度
沸点范围，℃ 初馏～200 200～250 250～300 300～350 350～400 400～450 450～500 大庆 原油 0.7432 0.8039 0.8167 0.8283 0.8368 0.8574 0.8723 胜利 原油 0.7446 0.8204 0.8270 0.8350 0.8606 0.8874 0.9067 孤岛 原油 0.8625 0.8804 0.8994 0.9149 0.9349 0.9390 羊三木 原油 0.7650 0.8630 0.8900 0.9100 0.9320 0.9433 0.9483
经验关联方法
4、石油馏分的数均分子量
几种原油馏分的相对分子量分布
沸点范围，℃ 200～250 大庆原油 193 胜利原油 180 欢喜岭原油 185
250～300
300～350 350～400 400～450 450～500 ＞500 原油基属
240
270 323 392 461 1120 石蜡基
>500
原油 原油基属
பைடு நூலகம்
0.9221
0.8554 石蜡基
0.9698
0.9005 中间基
1.0020
0.9495 环烷－中间基
0.9820
0.9492 环烷基
4、密度的测定方法
密度计法，GB1884-83 比重瓶法，GB2540-81
二、特性因数K
特性因数K，又称Watson K或UOP K，是油品平均沸 点和相对密度的函数。
不是恒定的，随着气化过程中液相里较重组分的不断
富集，其沸点会逐渐升高；对于石油馏分这类组成复 杂的混合物，一般常用沸点范围来表征其蒸发和气化 性能，沸点范围又称沸程（馏程）。
3、石油馏分的馏程测定 •石油馏分的馏程是生产控制 和工艺计算的重要数据； •条件性试验，蒸馏设备不同，
测定结果不同；
•常用ASTM蒸馏( American Society for Testing Materials, 美国材料试验学 会) 或恩氏(Engler)蒸馏，