第二章 石油及其产品的组成和性质

二、馏分组成与平均沸点
6.各种平均沸点的计算方法 这五种平均沸点,除体积平均沸点可根据油 品恩代蒸馏数据计算外,其他几种都难以直 接计算.因此,通常的作法:
先根据恩氏蒸馏数据求体积平均沸点和 恩氏蒸馏10%～90%斜率。
利用平均沸点温度校正图，求出其它平 均沸点
三、密度和相对密度
石油及油品的密度与相对密度对生产、储藏和运输 有着重要的意义，在原油及产品的计量和炼油装置 设计等方面都是必不可少的。 （一）石油及石油产品密度和相对密度 1.密度:单位体积石油的质量，单位g/cm3、kg/m3。 2.标准密度
V= f(T) 同一油品在不同温度下有不同的密度，所以应标
明温度，通常用ρt表示t℃时油品的密度。 我国规定油品20℃时密度作为石油产品的标准密
度，表示为ρ20
三、密度和相对密度
3.液体石油产品相对密度 油品的相对密度是其密度与规定温度下水的密度
之比，无单位 油品在t℃时的相对密度通常用d4t表示。在数值
M a bt分 ct分 2
γ为体积膨胀系数 或相对密度的平均温度校正系数
当温度与20℃差别较大，则不同温度与油品比重 换算------按GB1885-1998石油密度计算换算表。
三、密度和相对密度
（二）相对密度与温度、压力关系
2. 压力的影响
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。但在很高的压力下油品 的密度要受到压力的影响
（3）烃类混合物的蒸气压随温度的升高而增加， 随汽化率的增加而减小
一、蒸气压
（三）烃类混合物及石油馏分的蒸气压
2.石油馏分 蒸气压是温度和组成的函数 蒸气压随温度的升高而增加，随汽化
率的增加而减小 在一定温度下，馏分越轻，越易挥发，
其蒸气压越大。因此当汽化率增大时， 液相组成逐渐变重，蒸气压会随之降 低。
上等于t℃时油品的密度 我国及东欧各国常用的相对密度是d420 欧美各国常用的相对密度是d15.615.6（60°F油品
密度与60°F水的密度之比）
M a bt分 ct分2
△d油品相对密度校正值
三、密度和相对密度
华氏温标（Fahrenheit，符号为℉） 规定：在标准大气压下，冰的熔点为 32℉，水的沸点为212℉，中间有180 等分，每等分为华氏1度。
dx
F：相邻两层流体作相对运动时产生的内摩擦力（剪切力），N
S: 相邻两层流体的接触面积m2
dν: 相邻两层流体的相对运动速度m/s
dx：相邻两层流体的距离，m
μ: 流体内摩擦系数，该流体的动力粘度 Pa·s
（2）物理意义：两液体层垂直相距1m，其面积各为 1m2，以1m/s相对速度运动时所产生的内摩擦力。
定数值，不再上升而开始回落，这个最高的气相温度 干点：蒸馏烧瓶底部最后一滴液体汽化的瞬间所测得的
气相温度。
由于终馏点一般在蒸馏烧瓶全部液体蒸发后才出现，所 以往往与干点相同。
二、馏分组成与平均沸点
（一）沸程与馏分组成
4.馏程: 从初馏点到终馏点这一温度范围(馏分的沸 点范围），称为馏程，常常用来简便的表征石油 馏分的蒸发和汽化性能
一、蒸气压
（三）烃类混合物及石油馏分的蒸气压
3. 常用蒸气压 真实蒸气压（泡点蒸气压）：汽化率
为0时的蒸气压 雷德蒸气压，使用特定仪器，在规定
条件下测定的油品蒸气压,主要用于评 价汽油的使用性能 真实蒸气压比雷德蒸气压高
二、馏分组成与平均沸点
（一）沸程与馏分组成 1.沸点：当液体饱和蒸气压与外界压力相
进行加热。 初馏点(Initial Boiling Point，简称IBP) ：当冷凝管流出
第一滴冷凝液时的气相温度 10%、20%、30%……90%点(馏出温度）：馏出体积为
10mL、20mL、30mL……90mL时的汽相温度。 终馏点（End Point）：蒸馏过程中，气相温度升高到一
2.重均相对分子质量：是体系中具有各种相对分 子质量的分子的质量分率(Wi)与其相应的相 对分子质量（Mi）的乘积的总和
M a bt分 ct分2
五、平均相对分子质量
4. 石油及其馏分的数均相对分子质量
几种原油馏分的分子量分布
五、平均相对分子质量
4. 石油及其馏分的数均相对分子质量
石油各馏分的数均分子量是随馏分的沸 程的上升而增大的。
六、粘度
（一）定义 粘度：当流体在外力作用下流动时，相邻两
层分子间存在的内摩擦力将阻滞流体 的流动，这种特性称为流体的粘性。 衡量粘性大小的物理量就是粘度，粘 度反映了油品的流动性能
粘度值：表示流体流动时分子间摩擦产生阻 力的大小
六、粘度
（二）粘度的表示方法
1.动力粘度（绝对粘度）
（1）公式
F S dv
六、粘度
（二）粘度的表示方法 3.条件粘度：石油商品规格中还有各种条件粘度，例
（2）中国石油大学针对我国原油提出了如下 的计算平均分子量的经验公式 ：
Mn＝184.5＋2.295T-0.2332KT＋ 1.32910-5(KT)2-0.62217T
式中：T—馏分的中平均沸点(℃) K—馏分的特性因数 ρ—馏分油在20℃时的密度，g/cm3
六、粘度
粘度是评定油品流动性的质量指标， 是油品特别是润滑油质量标准中的重 要项目，也是炼油设计中不可缺少的 物理性质 。
二、馏分组成与平均沸点
（二）平均沸点 一般常用平均沸点来表征石油气化性能 1.体积平均沸点
t体 M a bt分 ct分2 ℃
用恩氏蒸馏数据，主要用于求其他难于直接求得的平均沸点
2.质量平均沸点 t重= M abt分 ct分2 ℃
Wi: i组分的质量分数 ti: i组分的沸点
主要用于求油品的真临界温度
M ab△t分 ct分2
（2）Antoine（安托万）方程
M abt分 ct分2
一、蒸气压
（三）烃类混合物及石油馏分的蒸气压 1.烃类混合物 （1）蒸气压是温度和组成的函数 （2）气相近似为理想气体，液相近似为理想溶
液时，其蒸气压可用道尔顿-拉乌尔定律来求
M abt分ct分2
等时，液体表面和内部同时出现汽化现 象，这一温度成为该液体物质在此压力 下的沸点。 2.沸程: 外压一定时，石油馏分的沸点范 围 在一定温度下，纯液体具有恒定的蒸气 压，沸点恒定 石油馏分，沸点有一范围
二、馏分组成与平均沸点
（一）沸程与馏分组成
3.恩氏蒸馏(ASTM蒸馏）测定馏程的方法 将100mL油品放入标准的蒸馏瓶中，按规定的加热速度
第二章 石油及其产品的组成和性质
本章主要内容 §2.1 石油的一般性状及化学组成 §2.2 石油及其产品的物理性质
§2.2 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产 品质量和控制生产过程的重要指标， 也是设计和计算石油加工工艺装置 的重要数据。
一、蒸气压
（一）定义 在一定温度下，液体与其液面上的蒸汽成平衡状
三、密度和相对密度
4. 相对密度指数
美国石油协会（American Petroleum Institute)还常 用相对密度指数°API来表示油品的相对密度。
M a bt分 ct分2
相对密度指数与相对密度成反比，相对密度越大， 相对密度指数越小。
三、密度和相对密度
（二）相对密度与温度、压力关系 1. 温度的影响 温度升高，油品受热膨胀，体积增大，密度及相对 密度减小。 在0~50℃范围内
近。
碳原子数相同时， 烷烃＞环烷烃＞芳香烃
3.计算 经验公式或由图表查
四、特性因数
（二）相关指数 1.相关指数BMCI(美国矿务局相关指数）是石油体积
平均沸点和相对密度的函数。
M a bt分 ct分 2
2.化学组成的影响 馏分越重，相对密度越大，沸点越高，K越小,
BMCI越大 碳原子数相同时，
（一）沸程与馏分组成 （2）恩氏蒸馏曲线的斜率表示从馏出量10%到馏出量90% 之
间，每馏出1%，沸点升高的平均度数。 （3）斜率体现了馏分沸程的宽窄，馏分越宽，斜率越大。
斜率 90%馏出温度10%馏出温度 90 10
单位：℃/%
二、馏分组成与平均沸点
（一）沸程与馏分组成
图 大庆原油中汽油、喷气燃料、轻柴油馏分的恩氏蒸馏曲线
5.馏分：一定沸点范围的分馏馏出物。馏分仍为一 混合物。 窄馏分：温度范围窄的馏分 宽馏分：温度范围宽的馏分 轻馏分：低温范围的馏分 重馏分：高温范围的馏分
二、馏分组成与平均沸点
（一）沸程与馏分组成
6.恩氏蒸馏曲线 （1）根据测得的馏程数据，以馏出温度为纵坐标，
馏出体积分数为横坐标作图。
二、馏分组成与平均沸点
三、密度和相对密度
（三）油品相对密度与馏分组成和化学组成的关系
同一原油的馏分，沸点升高，分子量增大， 相对密度增大。
碳原子数目相同时，各族烃类相对密度大 小顺序 芳烃＞环烷烃＞烯烃＞烷烃
芳烃含量增加，密度增加; 烷烃含量增加，密度减小
三、密度和相对密度
（四）混合物的密度和相对密度
当属性相近的两种或多种油品混合时，其体积具有 可加性，可近似的按照可加性的原则进行计算。
六、粘度
（二）粘度的表示方法 2.运动粘度：是动力粘度与同温度、同压力下该液
体的密度之比
（1）公式
vt

t t
（2）单位：m2/s
vt：运动粘度m2/s μt: 动力粘度Pa·s ρt: 液体的密度kg/m3
常用St(斯）或cSt（厘斯）
1m2/s=106mm2/s
1St=100cSt=100mm2/s
芳香烃＞环烷烃＞正构烷烃（约为0）
BMCI越大，芳香性越强