储运油料学-第二章

附表1中。 此表适用范围为：
API0为0～100； 相对密度
15.6 为1.0760～0.6112； d15 .6
20℃密度为1.0074～0.6057;
15℃密度为1.0754～0.6112。
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3．油品密度与化学组成和馏成之间的关系
度比值来表示该液体的相对密度，又称比重，用 d 表示
常用的有d420(我国)，d15.615.6(欧美) ；欧美国家常用比重指
数来表示油品密度，也称为600F API度，以API0表示
141.5 比重指数( API ) 15.6 131.5 d15.6
随着油品相对密度增大，其比重指数下降
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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 蒸气压较小。
馏程的数据基本能反映油品组分轻重的相对含量，
或用与不同油品之间的比较，在原油评价中常用。
馏程是发动机燃料表示蒸发性能的重要质量指标。
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三、平均沸点
在求定石油馏分的其他各种物理参数时，为简便常用 平均沸点来表征其汽化性能 1．体积平均沸点
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。
馏出温度，℃
馏出体积， v%
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。恩氏蒸馏曲线的斜率越大， 说明该油品的馏程范围越宽。
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
University of Petroleum 对同一种油样，当采用分离精确度较高的蒸馏设备时， 其沸程较宽，反之则较窄。因此在列举石油馏分沸程 二、沸程(馏程) 数据时，需说明所用蒸馏设备和方法。常见标准方法 包括实沸点蒸馏、恩氏蒸馏、减压蒸馏等。 外压时的温度， 称为该液体在该外压下的沸点。石油和石油产品是各种烃 类和非烃类的复杂混合物，在一定压力下，油品的沸点随 气化率的增大而不断升高。 石油馏分的沸点表现为一定宽度的温度范围，称为沸 程(馏程）。同一油品的馏程因测定仪器和测试方法不同。
第二节 密度、相对密度、特性因数
和平均相对分子质量
(化学组成特性)
一、密度和相对密度
1．定义
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，以ρ20表示；
其他温度下测得的密度为视密度，以ρt 表示
在一定条件下，以一种液体的密度与另一种参考物质的密
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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在实际应用中，通常采用一些经验或半经验的公式 或图表求取纯烃的蒸气压，常用的有考克斯图 ( 图 2-1) 等。
图2-1 纯烃及部分油品的蒸气压图
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积可能收缩
6. 测定油品密度与储运工作的关系
油品的密度和油品品质与储存管理密切相关，又是石油
计量的必要参数。
密度是多种油品，特别是喷气燃料的重要质量标准，对
喷气燃料的热值和低温性能影响很大，是生产中必须严 加控制的指标。
在油库中，可根据密度大致区分油品种类。 可根据油品在储存过程中密度的变化，判断是否存在问
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第二章
石油及油品的物理化学性质
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前
言
石油及其产品的物理化学性质是评定石油和油品
质量、衡量油库管理水平、控制油品输送过程的 重要指标，也是设计石油及油品输送管道和油库 以及石油加工装置的重要依据。 为了作好石油及油品的集输、储存、管理和应用 工作，必须研究油品各种物理化学性质的意义、 影响因素和表示方法等问题。
研究表明原油中的胶质沥青质在一定浓度范围内能明显的降低原油的凝点但胶质和沥青质浓度超过一定范围后原油凝点又有所升高在油蜡胶质沥青质体系中蜡分子之间具有范德华力相互吸引导致在较低温度下蜡分子定向排列形成分子团成为结晶中心使原油开始成为两相体系此时的温度称为析蜡温度当原油中含有胶质沥青质时胶质和沥青质的分子与蜡分子之间也具有相互吸引的范德华力蜡分子与胶质分子中烷基链之间的作用力与蜡分子间引力相似胶质和沥青质中的烷基链也参与蜡分子的定向排列而胶质分子的极性端却成为其它蜡分子接近该分子团参加定向排列的空间障碍使蜡结晶的形状也发生很大变化由纯蜡的大片状结晶变为极细密的含有胶质的细结晶后者不易形成结晶骨架只有在进一步降低温度时才能使原油失去流动性这就是胶质和沥青质能起降凝作用的原因浊点结晶点和冰点是表征煤油航空汽油和喷气燃料的低温性能指标
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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几 点 说 明



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； 油品的大多数性质无可加性，如密度、粘度、闪点等， 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； 根据实验数据标绘了图表或归纳出公式，在使用中要注 意使用范围 石油及油品的各种试验方法都规定了不同级别的同一标 准，如ISO、GB、SH（SY)、专业标准（ZBE)、QB等。
题，如果发现燃料的密度与原来测定结果相差 0.01 以上， 可以认为燃料在储存中与其它油品发生了掺混事故或因 大量的蒸发损失造成了密度显著增大。
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油品质量标准中 的雷德蒸气压
真实蒸气压或 泡点蒸气压
在规定条件 (38℃ 、气相体积 与液相体积之比为 4 ： 1) 下测 定的，测定方法较为简单， 主要用作油品质量标准或用 它求定真实蒸气压；
在气化率为零 时的蒸气压。
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为了估算原油、汽 油及其它油品在储 存温度下的真实蒸 气压，可根据已测 得的雷德蒸气压由 图 2-2 到 图 2-4 求 得 。 图2-2中的恩氏蒸馏 10%斜率为
70～52
57～39 41～31 ＞35
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2. 不同密度之间的换算
15.6 15.6 当 d15.6 ＜1时，API0与 d15.6 之间有以下关系：
141.5 API 15.6 131.5 d15.6
0
(2-14)
20 15.6 之间的换算可按下式进行： 相对密度 d 4 和 d15 .6
纯烃的蒸汽压
P=f(T，ΔH)
各组分的 蒸汽压
烃类混合物的蒸汽压 (道尔顿和拉乌尔定律汽化潜 )
热 P=ΣPiXi=f(T,X)
（2-1）
烃类混合物与纯烃不同，其液相组成不是固定不变的，
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 xi 也有所变化。所以烃类混合物的蒸气 压在压力不太高时，不仅是温度的函数，而且与气化率 有关。
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，相对密度越大；
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>中间基>石蜡基
4．与温度、压力的关系
表2—1 两种油品的馏程数据
汽油馏分
初馏点 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 干点 残留量及损失，% 42 78 109 126 137 145 151 159 168 180 196 1.0
煤油馏分
179 205 222 231 239 247 254 263 275 287 — —
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
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。
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d
20 4
d
15.6 15.6
d
(2-15)
式中Δd 从表2-4中查得。
20 Δd = （1- d 4 ）/170 +0.00338
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为了便于在国际贸易和工程计算中各种密度单位
15.6 、API0、ρ 之间相互关系列于 间的换算，把ρ20、 d15 15 .6
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表2-3 原油和石油产品的相对密度和沸点范围
沸点范围， ℃ 相对密度，
15.6 d15 .6
油品
原油
比重指数， API0 86～2
0.65～1.06
汽油
煤油 柴油 润滑油
＜200
200～300 200～350 ＞320
0.70～0.77
0.75～0.83 0.82～0.87 ＞0.85
P=f(T，ΔH， e)
各组分在平衡液 相中的摩尔分率
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石油及其油品的组成十分复杂，难以确定其单体烃的含量， 因而无法用式 (2-1)计算蒸气压。不过其蒸气压所遵循的规律 性与烃类混合物相同，在一定温度下蒸气压也因气化率不同 而改变。测定油品的蒸气压通常有两种方法：
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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。
汽油的馏程约为40～200℃，煤油的馏程约为180～
300℃ ，轻柴油的馏程约为 200 ～ 350℃ ，润滑油的
馏程约为350～520℃。
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（Engler)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
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。
力对相对密度的影响
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5．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
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
同一油品，温度上升，相对密度减小。原油和油品 不
同温度下密度的换算，可以通过石油计量换算表
（GB/T1885-83(91))进行（使用时注意适用范围）
d d
t 4
20 4
(t 20)
油品密度的温 度系数,见附表2
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
t1 5 t 5 10
℃/%
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如果只知汽油 的 恩 氏 蒸 馏 10% 馏 出 温 度 或雷德蒸气压， 则 可 用 图 2-4 求 出一定温度下 的真实蒸气压， 这对油库计算 汽油蒸发损失 等十分方便。