3、石油及产品理化性质0728合集
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第3章 石油产品基本理化性质的分析
教学内容及课时安排：§3–1 密度 2课时教学过程[板书] 第三章 石油产品基本理化性质的分析[导课] 油品的理化性质是组成它的各种化合物性质的综合表现，这些性质的测定对评定产品质量、控制石油炼制过程和进行工艺设计都有着重要的实际意义。
由于油品组成的复杂性和不确定性，实际中多采用条件性试验，学习时要充分引起注意。
[板书] §3–1 密 度[板书]一、测定石油产品密度的意义1、密度和相对密度（1）密度[讲述] 定义：单位体积物质的质量。
符号ρ,单位：g/cm3、kg/m3 、g/mL ，由于密度和温度有关，通常用ρt ， 表示t 温度时的密度。
标准密度 我国规定20℃时，石油及液体石油产品的密度为标准密度。
不同温度下密度的换算在温差为（20±5）℃范围内，油品密度随温度的变化可近似地看做直线关系，由下式换算：若温度相差较大时，可根据GB/T1885《石油计量表 》，由测得的温度t 时油品的密度换算成标准密度。
[板书]⑵ 相对密度：物质的相对密度是指物质在给定温度下的密度与规定温度下标准物质的密度之比。
用符号 表示，无量纲，由于因水在４℃时密度为１g/cm ３，因此液体石油产品的相对密度与标准密度在数值上相等。
欧美各国采用15.6℃作为油品和纯水的规定温度，用 表示。
相对密度指数(欧美各国常用相对密度指数表示油品密度)也称60°F API 度，简称API 度。
API 度愈大，相对密度愈小。
目前，国际上把 API 度作为决定原油价格的主要标准之一。
它的数值愈大，表示原油愈轻，价格愈高。
[板书]2、密度与化学组成的关系[讲述]油品的密度取决于组成它的烃类的分子量和分子结构。
（1）在碳原子数相同的情况下，不同烃类密度大小顺序为：芳烃>环烷烃>烷烃。
（2）同种烃类，密度随沸点升高而增大。
当沸点范围相同时，含芳烃越多，其密度越大；含烷烃越多，其密度越小。
（3）胶质含量越高，其相对密度越大。
3、石油及产品理化性质0728
当VI为0～100时：
当VI≥100时：
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
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
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。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
我国常用的相对密度为 ，欧美各国则常用 表示，二者之间可按下式进行换算（P30）
：
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：
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
(二)、液体油品相对密度与温度、压力的关系
温度升高，油品的体积膨胀，密度和相对密 度减小。 在0～50℃的温度范围内，t℃时的相对密度 与20 ℃时的相对密度之间存在如下的关系 :
在SI单位制中，绝对粘度的单位为Pa·s 。 1Pa·s=10P=1000CP
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
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 ：
在SI单位中，运动粘度的单位是mm2/s。 1mm2/s=1cst=0.01st
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
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。
石油化工学院之石油及其产品的理化性质
体积平均沸点是馏程的10％、30％、50％、70 ％和90％五个馏出温度的算术平均值，即
体积平均沸点主要用于求定其它难以直接测得 的平均沸点。
2．立方平均沸点、中平均沸点、重量平均沸点 和分子平均沸点
这四种平均沸点均无法直接测得，通常由tv查 《图表集》的平均沸点校正图求定。这些平均 沸点主要被用来求定临界性质等其它物性。
四、石油馏分的临界性质
当纯物质的温度低于某一温度时加大 压力，气体可 变为液体。但当温度高于这一温度时，无论加多大 的压力都不能使之液化。 这个温度称为临界温度， 也是该物质处于液体状态的最高温度。相应于临界 温度时的饱和蒸汽压称为临界压力。
物质处于临界点时，汽、液相无从区分，相界面消 失。汽、液相互相转化时，既没有体积变化，也没 有热效应产生，汽相和液相具有相同的密度，此时 称为临界状态。
这是一种条件性试验，与称为真实蒸气压的饱 和蒸气压数据(为油品的泡点蒸气压)不同，两 种蒸气压可通过图表进行换算。
二、馏程
纯物质在一定外压下，其沸点为一定值。沸点时物 质的蒸气压等于外压。
石油及其产品是复杂混合物，其蒸气压与温度、压 力和气化率有关。在一定压力下，油品的沸点随气 化率的增大而不断升高。所以油品的沸点不是一个 单一温度值，而是一个温度范围，这个温度范围称 为馏程或沸程。
同一石油和油品的馏程因测定仪器和测试方法不同， 其数据有差别。在油品质量标准中，采用条件性的 馏程测定法(GB6536)。
将100ml试油置于规定仪器中，按规定条件加热蒸馏， 流出第一滴冷凝液时的气相温度称为初馏点；烃类 分子按其沸点由低到高顺序逐渐蒸出、气相温度逐 渐升高，馏出物的体积依次达到10％、20%……90％ 时的相应气相温度，分别称为试油的10％馏出温度、 20％馏出温度……，蒸馏最终所达到的最高气相温 度称为干点(汽油)或终馏点(煤、柴油)。
体积平均沸点主要用于求定其它难以直接测得 的平均沸点。
2．立方平均沸点、中平均沸点、重量平均沸点 和分子平均沸点
这四种平均沸点均无法直接测得，通常由tv查 《图表集》的平均沸点校正图求定。这些平均 沸点主要被用来求定临界性质等其它物性。
四、石油馏分的临界性质
当纯物质的温度低于某一温度时加大 压力，气体可 变为液体。但当温度高于这一温度时，无论加多大 的压力都不能使之液化。 这个温度称为临界温度， 也是该物质处于液体状态的最高温度。相应于临界 温度时的饱和蒸汽压称为临界压力。
物质处于临界点时，汽、液相无从区分，相界面消 失。汽、液相互相转化时，既没有体积变化，也没 有热效应产生，汽相和液相具有相同的密度，此时 称为临界状态。
这是一种条件性试验，与称为真实蒸气压的饱 和蒸气压数据(为油品的泡点蒸气压)不同，两 种蒸气压可通过图表进行换算。
二、馏程
纯物质在一定外压下，其沸点为一定值。沸点时物 质的蒸气压等于外压。
石油及其产品是复杂混合物，其蒸气压与温度、压 力和气化率有关。在一定压力下，油品的沸点随气 化率的增大而不断升高。所以油品的沸点不是一个 单一温度值，而是一个温度范围，这个温度范围称 为馏程或沸程。
同一石油和油品的馏程因测定仪器和测试方法不同， 其数据有差别。在油品质量标准中，采用条件性的 馏程测定法(GB6536)。
将100ml试油置于规定仪器中，按规定条件加热蒸馏， 流出第一滴冷凝液时的气相温度称为初馏点；烃类 分子按其沸点由低到高顺序逐渐蒸出、气相温度逐 渐升高，馏出物的体积依次达到10％、20%……90％ 时的相应气相温度，分别称为试油的10％馏出温度、 20％馏出温度……，蒸馏最终所达到的最高气相温 度称为干点(汽油)或终馏点(煤、柴油)。
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
12.67 12.66 12.67
10.98 11.32 11.36
-0.03 -0.21 -0.27
51.57 39.87 38.58
续表3-3-3 烃类的特性因数(K)与相关指数(BMCI)
化合物
正丙基环己烷 正丁基环己烷 苯 甲基苯 乙基苯 正丙基苯 正丁基苯
特性因数K
11.51 11.64 9.72 10.14 10.36 10.62 10.83
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。
六、特性因数和相关指数
特性因数K：
1.216 3 T K 15.6 d15.6
相关指数BMCI：
因而对于相同碳数的烃类而言，芳烃分子 的体积最小，也就是说它的每个碳原子所 占的体积最小，因而其相对密度最大，环 烷烃的分子结构比烷烃也要紧凑些，因此 其相对密度也比烷烃要大，烷烃分子的相
对密度最小。
进一步研究表明，烃类的 d 420 与其碳数之间
有一定的关系。
1 以碳数的倒数的校正值 为横坐标 ， CZ
0.9067
0.9349
0.9390
0.9433
0.9483
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
原油
原油属性
比较不同原油的相对密度： 不同基属的原油的相同沸程的馏分 环烷基原油＞中间基原油＞石蜡基原油 相同原油不同的馏分 随沸点的升高相对密度随之增加 。
第三章__石油及油品的理化性质
2011-9-18
石油加工工程
5
对于纯烃化合物或沸点范围较窄的石油馏分（ 对于纯烃化合物或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 特性因数K和 蒸馏温度差小于 ℃的馏分），可根据其特性因数 和平 均沸点，利用公 通过迭代法计算其蒸气压； 均沸点，利用公式3-7至3-12通过迭代法计算其蒸气压； 至 通过迭代法计算其蒸气压 当蒸气压接近常压时，此方法较为可靠。 当蒸气压接近常压时，此方法较为可靠。 石油馏分蒸汽压的表示方法： 石油馏分蒸汽压的表示方法： 的表示方法
2011-9-18 石油加工工程 2
蒸汽压、 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、 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， 蒸汽压、沸程来描述。 的重要性质，用蒸汽压、沸程来描述。 来描述
一、 蒸汽压
定义： 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， 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汽化。 称蒸气压。蒸气压愈高的液体愈易于汽化。 1. 纯烃的蒸汽压 对同族烃类，在同一温度下，相对分子质量较大的烃类的 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。对某一纯烃而言， 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。 而增大。
2011-9-18 石油加工工程 8
恩氏蒸馏测定器
油品放入标准的蒸馏瓶中， 将 100mL油品放入标准的蒸馏瓶中 ， 按规定条件加热 ， 流出 油品放入标准的蒸馏瓶中 按规定条件加热， 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 所 对 应 的 气 相 温 度 分 别 被 称 为 10% 、 20%……90%点的 馏出温度 ， 蒸馏到最后所能达到的 最高气相温 点的馏出温度 蒸馏到最后所能达到的最高气相温 点的 馏出温度， 称为终馏点或干点 终馏点或干点。 初馏点到干点（终馏点）的温度范围称 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。 馏程。 2011-9-18
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
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。
石油及其产品的理化性质
油品的流动性
四、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
1/ 3
121.6T K 15.6 d15.6
T——最早用分子平均沸点，后来使用立方平均沸点，现在一般使用中平均沸点。
特性因数K对了解石油的分类、化学组成、确定加工方案及 油品其它特性都是十分有用的
密度、相对密度、特性因数
二、特性因数
1、纯烃的特性因数
烷 烃：～12.7
环烷烃：11～12
芳香烃：10～11
密度、相对密度、特性因数
二、特性因数
2、石油馏分的特性因数
I. II. 富含烷烃的馏分： K=12.5～13.0 富含芳烃的馏分： K=10.0～11.0
III. 是表征油品化学组成的重要参数； IV. 可用来关联油品的其它物理性质；
V. 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.
中间基
0.9495
环烷－中间基
0.9492
环烷基
原油属性中：环烷基>环烷－中间基>中间基>石蜡基
密度、相对密度、特性因数
一、密度和相对密度
5、密度的测定方法
• 密度计法，GB1884-83 • 比重瓶法，GB2540-81
密度、相对密度、特性因数
二、特性因数
又称Watson K或UOP K，是油品平均沸点 和相对密度的函数。
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）。
第一章 石油及其产品的性质PPT资料120页
➢ 石油中的烷烃根据石油类型的不同含量可达50～70%或低 到10～15%
➢ 石油中的正构烷烃一般比异构烷烃含量高 ➢ 随沸点的增高，石油中的正构烷烃和异构烷烃的含量逐
渐降低
14.02.2020
石油炼制基础
9
石油中的环烷烃 ➢ 环烷烃是环状的饱和烃，其性质较稳定 ➢ 石油中大量存在的环烷烃只有含五碳环的环戊烷系和含六碳
第一章 石油及其产品的性质
第一节 石油及其产品的组成和性质
14.02.2020
石油炼制基础
1
石油的一般性状及化学组成
➢石油的一般性状
➢石油的元素组成
➢石油的烃类组成
➢石油的非烃类组成
➢石油的馏分组成
14.02.2020
石油炼制基础
2
石油的一般性状
颜色及密度
➢石油通常是黑色、褐色或黄色的流动或半流动的粘稠液体 ➢多数原油的密度集中在0.8～0.98g/cm3之间，但也有个别
11～ 14%
➢ 原油中除C、H外，还有S、N、O及其他微量元素(1～4%)
➢ 原油中的微量金属元素有V、Ni、Fe、Cu、As等
➢ 石油中的非碳氢原子称为杂原子，以碳氢化合物的衍生
物形态存在与石油中。与国外原油相比，我国原油的含
硫低、含氮量高 14.02.2020
石油炼制基础
7
石油馏分的烃类组成
14.02.2020
石油炼制基础
16
石油中的含氮化合物
➢ 石油中的氮含量一般比硫含量低，质量分数通常集中 在0.05～0.5%范围内
➢ 随沸点的升高，含量增加 ，大部分在胶质沥青质中
碱性氮化物：
N
N
N
非碱性氮化物：
N
➢ 石油中的正构烷烃一般比异构烷烃含量高 ➢ 随沸点的增高，石油中的正构烷烃和异构烷烃的含量逐
渐降低
14.02.2020
石油炼制基础
9
石油中的环烷烃 ➢ 环烷烃是环状的饱和烃，其性质较稳定 ➢ 石油中大量存在的环烷烃只有含五碳环的环戊烷系和含六碳
第一章 石油及其产品的性质
第一节 石油及其产品的组成和性质
14.02.2020
石油炼制基础
1
石油的一般性状及化学组成
➢石油的一般性状
➢石油的元素组成
➢石油的烃类组成
➢石油的非烃类组成
➢石油的馏分组成
14.02.2020
石油炼制基础
2
石油的一般性状
颜色及密度
➢石油通常是黑色、褐色或黄色的流动或半流动的粘稠液体 ➢多数原油的密度集中在0.8～0.98g/cm3之间，但也有个别
11～ 14%
➢ 原油中除C、H外，还有S、N、O及其他微量元素(1～4%)
➢ 原油中的微量金属元素有V、Ni、Fe、Cu、As等
➢ 石油中的非碳氢原子称为杂原子，以碳氢化合物的衍生
物形态存在与石油中。与国外原油相比，我国原油的含
硫低、含氮量高 14.02.2020
石油炼制基础
7
石油馏分的烃类组成
14.02.2020
石油炼制基础
16
石油中的含氮化合物
➢ 石油中的氮含量一般比硫含量低，质量分数通常集中 在0.05～0.5%范围内
➢ 随沸点的升高，含量增加 ，大部分在胶质沥青质中
碱性氮化物：
N
N
N
非碱性氮化物：
N
石油及产品的组成与性质
石油及产品的组成与性质
•五、石油的非烃类组成
（一）含硫化合物 •性质： •硫醚：为中性液体，热稳定性高，不与金属发生化 学 反应 •二硫化物：不与金属发生反应，但热稳定性差，受 热后分解成硫醚、硫醇或硫化氢
石油及产品的组成与性质
•五、石油的非烃类组成
（一）含硫化合物
• 3、热稳定性较高的含硫化合物
• 种类：吡啶（）、喹啉（）及其同系物，
•
约占20~40%
• 2、非碱性氮化物
• 种类：吡咯（）、吲哚（）、金属卟啉化合物，
•
约占60~80%
石油及产品的组成与性质
五、石油中的非烃组成
• 氮化物的危害： ① 氧化生胶，影响油品储存安定性 ② 使催化剂中毒 • ∴必须除去
石油及产品的组成与性质
五、石油中的非烃组成
石油及产品的组成与性质
•三、石油的烃类组成
•（二）环烷烃
• • 环பைடு நூலகம்烃特点：抗爆性好、凝点低、有较好的润滑性 和粘温性，
• ∴是汽油、喷气燃料及润滑油的良好组分。 •
• • 环烷烃的化学性质：与烷烃相近，稍活泼，除发生 烷烃的化学反应外，还能脱氢生成芳烃。
石油及产品的组成与性质
•三、石油的烃类组成
石油及产品的组成与性质
五、石油中的非烃组成
• 沥青质：是暗褐色或深黑色脆性的非晶体固体粉末，不 溶于石油醚而溶于苯。 • 胶质沥青质的用途： • 含大量胶质沥青质的渣油可生产沥青。
石油及产品的组成与性质
五、石油中的非烃组成
• 归纳总结出石油的准确定义：
• 石油是以烃类有机物为主，还包括一定非烃类有机 物的复杂混合物。
• 1、酸性含硫化合物
• 种类：硫化氢（H2S)和硫醇（RSH),是分解产物
•五、石油的非烃类组成
（一）含硫化合物 •性质： •硫醚：为中性液体，热稳定性高，不与金属发生化 学 反应 •二硫化物：不与金属发生反应，但热稳定性差，受 热后分解成硫醚、硫醇或硫化氢
石油及产品的组成与性质
•五、石油的非烃类组成
（一）含硫化合物
• 3、热稳定性较高的含硫化合物
• 种类：吡啶（）、喹啉（）及其同系物，
•
约占20~40%
• 2、非碱性氮化物
• 种类：吡咯（）、吲哚（）、金属卟啉化合物，
•
约占60~80%
石油及产品的组成与性质
五、石油中的非烃组成
• 氮化物的危害： ① 氧化生胶，影响油品储存安定性 ② 使催化剂中毒 • ∴必须除去
石油及产品的组成与性质
五、石油中的非烃组成
石油及产品的组成与性质
•三、石油的烃类组成
•（二）环烷烃
• • 环பைடு நூலகம்烃特点：抗爆性好、凝点低、有较好的润滑性 和粘温性，
• ∴是汽油、喷气燃料及润滑油的良好组分。 •
• • 环烷烃的化学性质：与烷烃相近，稍活泼，除发生 烷烃的化学反应外，还能脱氢生成芳烃。
石油及产品的组成与性质
•三、石油的烃类组成
石油及产品的组成与性质
五、石油中的非烃组成
• 沥青质：是暗褐色或深黑色脆性的非晶体固体粉末，不 溶于石油醚而溶于苯。 • 胶质沥青质的用途： • 含大量胶质沥青质的渣油可生产沥青。
石油及产品的组成与性质
五、石油中的非烃组成
• 归纳总结出石油的准确定义：
• 石油是以烃类有机物为主，还包括一定非烃类有机 物的复杂混合物。
• 1、酸性含硫化合物
• 种类：硫化氢（H2S)和硫醇（RSH),是分解产物
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
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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
（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。
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
第三章 石油及油品的物理性质
本章的主要内容： 石油的蒸发性质 石油的密度与相对密度 石油的特性因数 平均分子量 石油的粘度 石油的低温性质、热性质、燃烧性能
一、蒸汽压 1、定义 在某温度下，液体与在它液面上的蒸气呈 平衡状态时，此蒸气所产生的压力，亦称饱和 蒸气压。
蒸汽
液体
二、馏分组成与平均沸点
K 1.2163 T d15.6
15.6
• 特性因数的用途： 了解石油及馏分的化学性质、分类、确定
原油加工方案等的主要参数。 可以关联直馏馏分油的物理性质和热性质，
如分子量、汽化热和焓等。 不适用于含大量烯烃、二烯烃或芳烃的二
次加工馏分。
• 特性因数的求取： 计算：例题 查图
馏分油：相对密度-C/H-特性因数-苯胺点 分子量-中平均沸点图P35 重油：特性因数-粘度-相对密度图P37
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 。
• 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
标准密度：我国规定油品在20℃时的密度为其
标准密度，表示为20，其他温度下的密度为视密 度。
油品的相对密度：其密度与规定温度下水的密
度之比值
，没有单位。常用
d
t 4
表示，在数值上
等于t℃时油品的密度。
油气的相对密度：标准状态下（0℃，101.3kpa）
下气体密度与空气密度（1.293kg/m3）之比。
（五）、石油及其馏分的相对密度
表3-1 原油及其馏份的Байду номын сангаас对密度（ d）420 的范围
油品
相对密度
油品
相对密度
原油
0.8～1.0
轻柴油 0.82～0.87
汽油 0.74～0.77 减压馏份 0.85～0.94
航空煤油 0.78～0.83 减压渣油 0.92～1.0
四、特性因数和相关指数
特性因数K：
(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。
(二)、液体油品相对密度与温度、压力的关系
温度升高，油品的体积膨胀，密度和相对密 度减小。 在0～50℃的温度范围内，t℃时的相对密度 与20 ℃时的相对密度之间存在如下的关系 :
d4t d420 (t 20)
式中：—油品的体积膨胀系数 p31
液体受压后，体积变化不是太大，因而通 常压力对液体石油产品的密度的影响可以 忽略不计。但在很高的压力（几十兆帕） 下油品的密度要受到压力的影响。
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
i1
实分子平均沸点tm（℃ ）：
n
t m
xiti
i1
中平均沸点tme（℃）：
t tm tcu
me
2
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。
（三）、相对密度与化学组成的关系
relative density
0.90
芳 香烃
0.85
环 烷烃
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：
我国常用的相对密度为
d
，20 欧美各国则常用
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 24 0
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
（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。
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
第三章 石油及油品的物理性质
本章的主要内容： 石油的蒸发性质 石油的密度与相对密度 石油的特性因数 平均分子量 石油的粘度 石油的低温性质、热性质、燃烧性能
一、蒸汽压 1、定义 在某温度下，液体与在它液面上的蒸气呈 平衡状态时，此蒸气所产生的压力，亦称饱和 蒸气压。
蒸汽
液体
二、馏分组成与平均沸点
K 1.2163 T d15.6
15.6
• 特性因数的用途： 了解石油及馏分的化学性质、分类、确定
原油加工方案等的主要参数。 可以关联直馏馏分油的物理性质和热性质，
如分子量、汽化热和焓等。 不适用于含大量烯烃、二烯烃或芳烃的二
次加工馏分。
• 特性因数的求取： 计算：例题 查图
馏分油：相对密度-C/H-特性因数-苯胺点 分子量-中平均沸点图P35 重油：特性因数-粘度-相对密度图P37
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 。
• 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
标准密度：我国规定油品在20℃时的密度为其
标准密度，表示为20，其他温度下的密度为视密 度。
油品的相对密度：其密度与规定温度下水的密
度之比值
，没有单位。常用
d
t 4
表示，在数值上
等于t℃时油品的密度。
油气的相对密度：标准状态下（0℃，101.3kpa）
下气体密度与空气密度（1.293kg/m3）之比。
（五）、石油及其馏分的相对密度
表3-1 原油及其馏份的Байду номын сангаас对密度（ d）420 的范围
油品
相对密度
油品
相对密度
原油
0.8～1.0
轻柴油 0.82～0.87
汽油 0.74～0.77 减压馏份 0.85～0.94
航空煤油 0.78～0.83 减压渣油 0.92～1.0
四、特性因数和相关指数
特性因数K：
(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。
(二)、液体油品相对密度与温度、压力的关系
温度升高，油品的体积膨胀，密度和相对密 度减小。 在0～50℃的温度范围内，t℃时的相对密度 与20 ℃时的相对密度之间存在如下的关系 :
d4t d420 (t 20)
式中：—油品的体积膨胀系数 p31
液体受压后，体积变化不是太大，因而通 常压力对液体石油产品的密度的影响可以 忽略不计。但在很高的压力（几十兆帕） 下油品的密度要受到压力的影响。
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
i1
实分子平均沸点tm（℃ ）：
n
t m
xiti
i1
中平均沸点tme（℃）：
t tm tcu
me
2
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。
（三）、相对密度与化学组成的关系
relative density
0.90
芳 香烃
0.85
环 烷烃
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：
我国常用的相对密度为
d
，20 欧美各国则常用
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 24 0
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