石油及油品的物理性质概述
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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。
石油及油品的物理性质
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。
斜率 90%馏出温度10%馏出温度 90 10
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（℃）：
t t10 t30 t50 t70 t90
v
5
质量平均沸点tw（℃）：
n
t w
witi
i1
立方平均沸点Tcu（K）：
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(Initial Boiling Point，简称IBP)：馏
出的第一滴冷凝液的气相温度 。 10%、20%……90%馏出温度：馏出液达
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。
M n
n i
M
i
N M ii Ni
Wi Ni
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
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。
斜率 90%馏出温度10%馏出温度 90 10
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（℃）：
t t10 t30 t50 t70 t90
v
5
质量平均沸点tw（℃）：
n
t w
witi
i1
立方平均沸点Tcu（K）：
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(Initial Boiling Point，简称IBP)：馏
出的第一滴冷凝液的气相温度 。 10%、20%……90%馏出温度：馏出液达
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。
M n
n i
M
i
N M ii Ni
Wi Ni
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
石油及油品的物理性质概述
•
一般用蒸馏曲线的斜率来表示该油品的沸 程的宽窄。
斜率 90%馏出温度 10%馏出温度 90 10
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（℃）：
t t10 t30 t50 t70 t90
v
5
质量平均沸点tw（℃）：
n
t w
石油加工工艺过程中常压炉的辐射炉管和转油线加氢精制反应器等处油品处于汽液相混合状态可以计算汽液混合物的密分别为汽液混合物汽相和液相的密度kgmgmgg分别为汽液相的质量流率kgh油品相对密度油品相对密度原油0810轻柴油082087汽油074077减压馏份085094航空煤油078083减压渣油09210表31原油及其馏份的相对密度的范围20特性因数k
在SI单位制中，绝对粘度的单位为Pa·s 。 1Pa·s=10P=1000CP
2、运动粘度
常用的粘度是运动粘度，它是绝对粘度 与相同温度和压力下的液体密度之比值， 即： ν η
ρ
在SI单位中，运动粘度的单位是mm2/s。 1mm2/s=1cst=0.01st
3、条件粘度 恩氏粘度 ：以油品从恩氏粘度计流出200mL
（一）、粘度的定义
1、绝对粘度（）
绝对粘度又称动力粘度，它由牛顿方程式所定义 ：
F η dv A dl
式中：F—作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 dv—两流层间的相对运动速度，m/s dl—两流层间的距离，m —流体内部摩擦系数，即该流体的绝对粘度，Pa·s
•
17、儿童是中心，教育的措施便围绕 他们而 组织起 来。上 午4时31分2秒 上午4时 31分04:31:0221.7.11
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。
石油炼制基础2 石油及油品的物理性质
• 石油馏分是各种烃类的复杂混合物，其 蒸气压不仅与温度有关，还与油品的组 成有关。而油品的组成是随汽化率不同 而改变的。因此，石油馏分的蒸气压也 因汽化率的不同而不同。在温度一定时， 油品的汽化率越高，则液相组成就越重， 其蒸气压就越小。
• 二、石油馏分的蒸气压 • 石油馏分蒸气压通常有两种情况：一种 是其汽化率为零时的蒸气压，也即是泡 点蒸气压，或者叫做真实蒸气压，一般 说的蒸气压即指的这种情况。另一种是 所谓的雷德蒸气压，它是在特定的仪器 中，在规定的条件下测得的条件蒸气压。
• 第二节 馏程（沸程） • 对于纯化合物，在一定外压下，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点。在外压一定 时，沸点是一个恒定值。
•
油品是一个复杂的混合物，它与纯化 合物不同，没有恒定的沸点。由于油品 的蒸气压除汽化率不同而变化，所以在 外压一定时，油品沸点随汽化率增加而 不断升高。因此油品的沸点则以某一温 度范围来表示，这一温度范围称沸程。
• 六、石油气体的密度 • 气体的密度是指在标准状态下 （0℃， 101.3kPa）的密度。标准状态下空气的密 度为1.293kg／cm3。 • 气体的密度不仅与温度有关，与压力也 有很大的关系。当压力较高时，要计算 不同压力下气体的密度时，必须进行压 力校正。
• 第五节 特性因数 • 为表示石油馏分化学组成的特性，特引 出特性因数的概念。所谓特性因数，是 把相对密度与平均沸点关联起来，说明 油品化学组成特性的一个复合参数。
• 式中α ——油品密度的平均温度校正系 数，即温度变化1℃时油品密度变化的数 值。 • 当温度变化不大时，α 只随油品的密度 不同而变化。
•
一般在非极高的压力下，压力对液体 油品密度的影响，可以忽略不计。但在 高温、高压条件下，压力对液体密度就 有一定的影响，此时应进行校正。
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
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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
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
2019/4/30
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。
石油及油品的物理性质
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
2016/8/26 炼油工艺学 13
3．与温度、压力的关系
同一油品，温度上升，相对密度减小
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
2016/8/26 炼油工艺学 9
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
2016/8/26
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
混
1 vi i n wi i 1
两种蒸气压可通过图表进行换算。
2016/8/26 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
2016/8/26 炼油工艺学 13
3．与温度、压力的关系
同一油品，温度上升，相对密度减小
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
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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(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
混
1 vi i n wi i 1
两种蒸气压可通过图表进行换算。
2016/8/26 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
第二章 石油及油品的物理性质
馏程测定法——恩氏蒸馏。
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
恩氏蒸馏测定器
University of Petroleum
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 点）的温度范围称为馏程。
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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 wi ti
i 1
n
用途：tw主要用于求定油品的真临界温度Tc
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University of Petroleum
三、平均相对分子质量
1．定义 在炼油工艺设计计算中，应用最多的是平均相对分子质量
n
M n ni M i
i 1
N M
i 1 i
n
i
N
i 1
n
W N
i 1 i 1 n
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
90%馏出温度 10%馏出温度 恩氏蒸馏曲线斜率 S 90 10
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
石油炼制工程-002物理性质
本章学习内容
蒸汽压、沸程和平均沸点 密度、特性因数和平均分子量 油品的粘度 临界性质、压缩因数和偏心因数 油品的热性质 油品的其它物理性质
2.1 蒸汽压、沸程和平均沸点
一、蒸汽压（Vapor Pressure） 在石油加工工艺中经常要用到蒸汽压的数据。例如： ◆计算平衡状态下烃类的气相和液相的组成； ◆不同压力下烃类及其混合物的沸点换算； ◆计算烃类的液化条件等都要以蒸汽压数据为依据。 1、定义 蒸气压：在某一温度下，液体与在它液面上的蒸气呈平 衡状态时，由此蒸气所产生的压力。亦称饱和蒸气压。 蒸气压的高低表明了液体中分子逃离液体汽化或蒸发的 能力。 蒸气压越高，就说明液体越易汽化。
2.1 蒸汽压、沸程和平均沸点
2、纯烃的蒸汽压 (1)特征：纯烃同其它纯液体一样，其蒸汽压随液体温度 不同而不异。液体温度越高，则蒸汽压越高。 同一族烃类，在相同的温度下，随烃类沸点的↗，其蒸 汽压↙。 (2)计算 ①当温度变化范围很小时
P H 1 1 ln 1 ( ) P2 R T2 T1
2.1 蒸汽压、沸程和平均沸点
恩氏蒸馏实验装置
2.1 蒸汽压、沸程和平均沸点
(1)初馏点（Initial Boiling Point） 当流出第一滴冷凝液时的汽相温度（因汽相温度比较接 近馏出物的沸点）。 在蒸馏过程中烃分子基本上按其沸点高低依次逐渐蒸出， 汽相温度也逐渐升高。 将馏出体积为10%、20%、30%、……、90%时汽相温 度分别为10%、20%、30%、……、90%点。 (2)干点（End Point） 当蒸馏到最后达到最高汽相温度，亦称终馏点。 (3)说明 ●油品从初馏点到干点这一温度范围称为馏程或沸程。
2.1 蒸汽压、沸程和平均沸点
●温度范围窄的称为窄馏分；温度范围宽的称宽馏分。 ●蒸馏温度与馏出量之间的关系称为馏分组成。 ●恩氏蒸馏是粗略的蒸馏，得到的馏分组成是条件性的， 它不能代表馏出物的真实沸点。只能用于大致判断油品中轻 重组分的相对含量。 (4)恩氏蒸馏曲线与斜率 t 如图所示，以馏出t为纵坐标， 馏出V%为横坐标。
【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
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t Me
t m tcu
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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
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
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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。
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也是某些轻质油品的质量指标
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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
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
石油及其油品的物理性质
② 粘度指数 粘度指数（VI）=0～100时：
L U VI 100 LH
粘度指数（VI）等于或大于100时：
10N 1 VI 100 0.00715 lg H lg U N lg Y
L、H、 U分别代表坏油、好油、待测油样40℃时的粘度。
Y油品在100℃下的运动粘度。 粘度指数越大，油品的粘温性质越好。
15.6 20 d d4 15.6 与
换算关系表
△d 0.0046 0.0045 0.0044 0.0043 0.0042
20 15.6 或 d15.6 d4
20 15.6 或 d15.6 d4
△d 0.0051 0.0050 0.0049 0.0048 0.0047
20 15.6 或 d15.6 d4
（原油） （石油产品质量）
我国燃料油用恩氏粘度作为质量指标。 赛氏粘度:以60ml油品从赛氏粘度计中流出所用的时间（s）。
雷氏粘度: 以50ml油品从雷氏粘度计中流出所用的时间。
二、粘度的测定方法
常用的运动粘度测定方法：毛细管粘度计法（GB 265）。
三、粘度与组成的关系
① 同族的烃类，分子量↑，粘度↑。
3.粘-温性质比较
① 正构烷烃最好，分支程度较小的异构烷烃稍差，分支程
度增大，粘-温性质↓。
② 环状烃(环烷烃、芳香烃)的粘-温性质比链状烃的差。当
分子中只有一个环时，粘度指数下降不多。当分子中环
数↑，粘-温性质↓。
③ 当分子中环数相同时，侧链越长粘-温性质越好，侧链上
有分支会使粘度指数↓。
五、粘度与压力的关系 石油产品，只有当压力大到20MPa时对粘度才有显著的 影响，如压力达到35MPa时，油品的粘度约为常压下的两倍。 六、石油及石油馏分的粘度和粘-温性质 石蜡基原油馏分>中间基>环烷基。 七、气体的粘度 温度↑气体的粘度↑。 八、油品的混合粘度 粘度没有简单的可加性。可借助图求取混合物的粘度。
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，
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tm
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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
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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
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浙江海洋学院
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
➢ 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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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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油料学
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第二节 密度、特性因素和分子量 密度、
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油料学
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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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油料学
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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：
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。
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t m
xiti
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中平均沸点tme（℃）：
t tm tcu
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P28换算
三、密度和相对密度 （一）石油及产品的密度与相对密度
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，提及密度时应标明温度。
标准密度：我国规定油品在20℃时的密度为其标
表征油品的粘温性质的指标有两种： 粘度指数（简称VI）
H油：人为规定粘温性质良好的宾夕法尼亚 原油所有窄馏分的粘度指数均为100。 L油：人为规定粘温性质差的德克萨斯海湾 沿岸原油所有窄馏分的粘度指数均为0。
当VI为0～100时： VI L U 100
LH
当VI≥100时：VI 10N 1 100
0.00715
N lgH lgU lgY
式中：U—试样在40℃时的运动粘度 Y—试样在100℃时的运动粘度 H—与Y相同的H标准油在40℃时的运动粘度 L—与Y相同的L标准油在40℃时的运动粘度
粘度指数VI越大，表明油品的粘温性质越好。
粘度比 50℃时的运动粘度与100℃时的运动粘度的 比值。对于粘度水平相当的油品 ，粘度比 越小，表示该油品的粘温性质越好。
0.80
0.75
烷烃
0.70
0.65
6
7
8
9
10
The number of carbon atoms
图3-1 各族烃类的相对密度
比较各种烃类的相对密度： 碳数相同而结构不同的烃类，
➢芳香烃＞环烷烃＞烷烃。 同族烃类，随着碳数的增加：
➢正构烷烃的相对密度增加 ➢正烷基环己烷的相对密度增加 ➢正烷基苯的相对密度减小
• 汽、液混合物的密度
• 石油加工工艺过程中，常压炉的辐射炉管和 转油线、加氢精制反应器等处，油品处于汽、 液相混合状态，可以计算汽、液混合物的密 度。
• ρm=Ｇm/(Gg/ρg+ Gl/ρl)
• ρm,ρg,ρl-分别为汽液混合物、汽相和液相的密
度，kg/m3 • Ｇm, Gg, Gl-分别为汽、液相的质量流率，kg/h
（四）、粘度与温度的关系
油品的粘度是随温度的升高而降低的。
油气的粘度随温度的升高而升高。
1、油品的粘度与温度的关系式
lglg(＋k)＝b＋mlgT b,m-经验常数（b>0,m<0),与油品性质有关 T-体系温度，K; k-常数，我国取0.65，国外取0.8 该式只适用于液体油品及液体纯烃。
2、粘度-温度关系的表示方法
2、运动粘度
常用的粘度是运动粘度，它是绝对粘度 与相同温度和压力下的液体密度之比值， 即： ν η
ρ
在SI单位中，运动粘度的单位是mm2/s。 1mm2/s=1cst=0.01st
3、条件粘度 恩氏粘度 ：以油品从恩氏粘度计流出200mL
时间与流出200mL的水所用的时间之比值。
赛氏粘度 ：60mL的油品流出赛氏粘度计的时 间（秒） 。
沸程（Boiling Range）
1、定义
纯化合物
沸点为恒定值
复杂混合物
沸点具有一定范围
油品的沸点范围称为沸程。 2、测定方法 在生产控制和工艺计算中使用的是最简便的恩氏 蒸馏（Engder Distillation）设备。
一般用蒸馏曲线的斜率来表示该油品的沸 程的宽窄。
斜率 90%馏出温度 10%馏出温度 90 10
BMCI，又称芳烃指数是一个芳烃性指标， 其值愈大，芳烃性愈高
相关指数BMCI：
BMCI
48640 tv 273
473.7
d15.6 15.6
456.8
正构烷烃的K值最大，约为12.7，环烷烃次 之，为11～12，芳香烃最小，为10～11 。
石油馏分中富含烷烃，K:12.5-13.0,富含环 烷烃和芳香烃，K:10-11.
同一系列的烃类，其粘度随着碳数的增加而增加。 环烷烃>芳烃>烷烃
表3-5-2 烃类分子中环数对粘度(98℃，mm2/s)的影响
化合物
运动粘度
化合物
运动粘度
2.49
3.29
2.53
4.98
2.74
10.10
3.82
分子量相近（碳数相同）的烃类，环状结构 分子的粘度大于链状结构分子的粘度，而且 环数越多，粘度越大。因此分子中的环状结 构可以看成是粘度的载体。
化合物
绝对 粘度
化合物
绝对 粘度
正己烷 0.298 环己烷
0.895
苯
0.601正庚烷 0.396 甲基来自己烷 0.683 甲苯 0.550
正辛烷 0.514 乙基环己烷 0.785 乙基苯 0.635
正壬烷 0.668 丙基环己烷 0.931 丙基苯 0.796
正癸烷 0.859 丁基环己烷 1.204 丁基苯 0.957
雷氏粘度 ：50mL的油品从雷氏粘度计中流出 的时间（秒） 。
动力粘度、运动粘度和条件粘度之间可以换算 P42
（二）、粘度与化学组成的关系
粘度既然反映的是流体内部分子之间的摩 擦力，那么它必然与流体的分子大小和分 子结构有密切的关系。
表3-5 烃类的粘度 (25℃，Pa·s×10-3)
化合物
绝对 粘度
所以只能用平均分子量来表示。
（一）、分类
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。
M n
n M ii
N M ii Ni
Wi Ni
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。
(四)、混合油品的密度
当属性相近的两种或多种油品混合时，其体
积具有可加性，因此混合油品的的密度mix
可按下式计算：
n
min vi i
i1
1 n wi
i1 i
式中：vi和wi－组分i的体积分率和质量分率
• 当属性相差很大的两类烃（如烷烃和芳香 烃）混合时，体积可能增大，密度相差很 大的两个组分（如重油和轻烃）混合时， 体积可能缩小，须引入过剩分子体积的概 念来加以校正。
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（℃）：
t t10 t30 t50 t70 t90
v
5
质量平均沸点tw（℃）：
n
t w
witi
i1
立方平均沸点Tcu（K）：
n
T ( cu
v3 i
Ti )3
i1
实分子平均沸点tm（℃ ）：
（三）、相对密度与馏分组成的关系
同一原油各馏分，随沸点上升，相对密度增 大；
原油性质不同，相同沸程的馏分密度差别较 大：环烷基>中间基>石蜡基
原因在于： 环烷基的原油由于其芳烃含量较高，因而
其相对密度较大，而石蜡基原油因烷烃含 量较高，因此其相对密度较小。 相同原油的馏分随着其沸点的升高，芳烃 含量增加，而烷烃含量降低，因而其相对 密度增加。
CP-CV=R
2、蒸发热（气化热） 蒸发热的定义：指单位物质在一定温度下
（常压沸点）由液态转化成气态时所需要 的热量，单位为kJ/kg。 烃类的蒸发热随着分子量的增加而增加。 碳数相同时，烷烃与环烷烃的蒸发热相近， 而芳香烃的蒸发热稍高一些 。
（一）、粘度的定义
1、绝对粘度（）
绝对粘度又称动力粘度，它由牛顿方程式所定义 ：
F η dv
A
dl
式中：F—作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
dv—两流层间的相对运动速度，m/s
dl—两流层间的距离，m
—流体内部摩擦系数，即该流体的绝对粘度，Pa·s
在SI单位制中，绝对粘度的单位为Pa·s 。 1Pa·s=10P=1000CP
（五）、粘温性质与分子结构之间的关系
正构烷烃的粘温性质优于异构烷烃，异构 化程度越高，其粘温性质越差。
环状烃（环烷烃和芳烃）的粘温性质比链 状烃要差，环数越多，粘温性质越差。
分子中环数相同时，侧链越长，其粘温性 质越好。
七、石油的热性质
1、石油的比热容 质量热容的定义：单位质量的物质温度每 升高1℃时所需的热量，单位为kJ/(kg·℃)
表3-5-3环状烃类的侧链长度对于粘度(100℃)的影响
化合物
赛氏粘度 化合物 赛氏粘度
148.0
113.5
208.0
168.0
当分子中的环数相同时，侧链越长的烃类化 合物的粘度越大。
• （三）混合油品粘度
• 不具有可加性。P48 • 通过作图，求取不同比例混合后油品粘度，
或已知混合油品粘度来求油品混合的比例。 • 例题
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， 不具有精馏作用， 国外又将此方法称 为ASTM蒸馏或恩 氏蒸馏。
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。
石油产品馏程试验器
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
4
d 15.6 15.6
表示，二者之间可按下式进行换算（P30）：
d15.6 15.6
d
20 4
Δd
在欧美各国还常用API度（比重指数，相对密
度指数）来表示油品尤其是原油的相对密度，
关系式如下：
API 141.5 131.5 d15.6
15.6
(二)、液体油品相对密度与温度、压力的关系