石油及油品的物理性质

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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。
油品的相对密度与其化学性质有密切的内在联系， 可以它为基础关联出其它重要的性质参数。
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第二节 密度、特性因数和平均分子量
一、密度和相对密度
➢ 沸点范围又称沸程或馏程
➢ 石油馏分沸程的数值，会因所用的蒸馏设备不同而不同
➢ 对于同一种油样，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
➢ 在列举石油馏分的拂程数据时，需说明所用的蒸馏设备 和方法
➢ 在石油加工生产和设备计算中，常常是以馏程来简便地 表征石油馏分的蒸发和气化性能
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一、蒸气压
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
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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
➢ 在大多数液体燃料规格中，只要求测定其具有代表性的 10%、50%和90%的馏出温度及干点
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馏程
由于石油中部分相对分子质量较大的组分对热不稳 定，所以蒸馏时的液相温度一般不能超过350℃， 以免油品分解
对于较重的石油馏分需要在减压下进行蒸馏，以降 低其馏出温度，然后借助有关的图表或计算公式求 得其相应的常压下的馏出温度
1、几个定义
➢ 密度：物质的质量与其体积的比值，g/cm3、kg/m3， 要注明温度
➢ 标准密度：20℃的密度
➢ 相对密度：与规定温度下标准物密度之比。比
✓ 因为水在4℃时的密度等于1.00008 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相对密
度，常用d
t 4
来表示。它在数值上等于油品在t℃时的密度
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密度和相对密度
✓ 我国常用的相对密度是
d240
，而欧美各国常用
d15.6 15.6
d15.6 15.6

d240

Δd
✓ 校正值∆d的范围为0.0037~0.0051，具体的数值可从有关图表中 查得
➢ 比重指数APIº
API.

141.5 d15.6
➢ 石油尤其是其中较重馏分的组成极其复杂，尚难以测定 其单体烃组成，因此无法用Dalton-Raoult定律求取其蒸 气压
➢ 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
本章主要内容
第一节 蒸气压、沸程和平均沸点 第二节 密度、特性因数和平均分子量 第三节 油品的粘度 第四节 油品的热性质 第五节 表面张力、折射率和溶解度 第六节 油品的燃烧性质和低温性质
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石油及油品的物理性质
石油及油品物理性质的意义
➢ 评定石油加工性能及油品使用质量的重要指标 ➢ 加工过程的控制参数 ➢ 设计炼油设备和装置（工艺设计）的必要依据
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
➢ 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（ dry point）或终馏点（end point）
➢ 有时也可根据产品规格要求，以98%或97.5%时的馏出温 度来表示终馏温度
➢ 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
2、混合物的馏程
➢ 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
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馏程
➢ 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
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tV

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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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三、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
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(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，℃
15.6

131.5
✓ 相对密度愈小的其APlº愈大，而相对密度愈大的则其 APlº愈小
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密度和相对密度
2、油品密度与温度、压力的关系
➢ 当温度升高时，油品的体积就会膨胀，密度和相对密度 减小
➢ 当温度变化不大时，油品的体积膨胀系数γ只随油品相对 密度的不同而有所变化，其范围为0.0006～0.0010/℃
石油及油品物理性质的特点
➢ 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 ➢ 实际工作中广泛使用经验图表和关联式
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第一节 蒸气压、沸程和平均沸点
一、蒸气压
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 蒸气压反映了油品蒸发和气化的能力，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
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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（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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