石油烃类的蒸气压
石油及油品的物理性质概述
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。
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
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
石油气的饱和蒸汽压表全套资料
石油气的饱和蒸汽压表全套资料(全套资料，可以直接使用，可编辑优秀版资料，欢迎下载）石油气的饱和蒸汽压表温度/℃丙烷丙烯正丁烷异丁烷1-丁烯顺式—2—丁烯反式—2—丁烯异丁烯—20 0.232 0。
302 0。
045 0。
069 0.056 0.062—15 0.253 0.355 0。
055 0.086 0。
609 0.045 0.051 0.072 —10 0.332 0。
415 0.067 0。
105 0。
084 0。
056 0。
064 0。
087-5 0.391 0。
486 0.082 0.126 0。
103 0.070 0.077 0.106 0 0.457 0.564 0。
100 0.150 0。
125 0.085 0。
095 0。
1285 0.533 0.562 0.121 0。
179 0.149 0。
103 0。
115 0。
15210 0。
617 0。
750 0.143 0.211 0.179 0.124 0.137 0。
18115 0.711 0.857 0。
171 0.247 0。
211 0.148 0.163 0。
21320 0。
817 0。
973 0.201 0。
288 0.247 0。
176 0.1930.25625 0.933 1。
11 0.235 0.335 0。
289 0。
207 0。
2270.29130 1.06 1。
26 0.275 0.387 0.336 0.242 0.265 0。
338 35 1。
20 1。
42 0.318 0.433 0。
388 0.282 0.307 0。
39140 1。
36 1。
59 0.367 0.503 0。
447 0。
327 0。
335 0。
44945 1。
52 1.78 0.421 0。
579 0.512 0。
376 0。
408 0。
51450 1.71 1.99 0.481 0.656 0.583 0.431 0。
466 0。
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。
石油产品蒸气压
石油产品蒸气压一、用途与适用范围本仪器适用于按标准GB/T8017-87«石油产品蒸气压测定法（雷德法）»规定测定汽油、易挥发性原油及其它易挥发性石油产品的蒸气压。
但不适用于测定液化石油气的蒸气压。
试样在37.8℃下用雷德式饱和蒸气压测定器所测出的蒸气最大压力。
称为雷德饱和蒸气压。
二、仪器适用的工作条件1. 仪器应放置在平整的工作台上，周围环境清洁干燥，光线明亮。
2. 仪器额定电压220V±10%，频率50Hz±1Hz。
3. 工作室电源必须有良好的接地装置。
三、主要技术参数1. 恒温浴控温温度：37.8℃2. 恒温浴控温精度：±0.1℃3. 空气室与汽油室的容积比为3.8~4.24. 电动搅拌装置：搅拌速度为1400转/每分钟5. 压力表：0～700千帕6. 温度计：0～50℃全浸式，分度0.1℃7. 主加热器：600W8．辅助加热器：600W Array四、仪器组成控制装置仪器结构图如下：恒温装置本仪器由空气室、单开口汽油室、双开口汽油室、水浴、控温装置、搅拌器、压力表等组成。
空气室与单开口汽油室、双开口汽油室均由铜质材料制成。
水浴为隔热材料充填的夹层保温桶，浴内安装主铺电加热器及电动搅拌装置，使浴温保持37.8℃±0.1℃, 浴上方装有安置试验弹的支架，一次可放两只试验弹。
控温装置：控温精度为37.8±0.1℃，采用数字式显示，安装在电器箱左方。
压力表：为试验不同压力下的雷德蒸气压，本仪器配有各种量程的标准压力表一组。
搅拌器：由搅拌电机和搅拌轴（叶）组成，使浴温保持均匀。
五、性能特点1. 可测定不同压力下的雷德蒸气压搅拌连续均匀3. 可同时放置两个试验弹4. 浴温自动控制，数字式显示，控温精度高测定结果重复性高六、仪器使用方法本方法参考GB/T8017-87《石油产品蒸气压测定法（雷德法）》，使用前请详细阅读产品试验方法和说明书。
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。
石油烃类的蒸气压
不同组成的石油烃类，其蒸气压也会有所不同。主要是因为不同组成的石油烃类具有不 同的分子结构和分子间相互作用力。源自蒸气压的测量方法静态法
将待测物质放入一个密闭的容器中，逐渐加热并记录压力 变化。当物质达到气液平衡时，所记录的压力即为该温度 下的蒸气压。
动态法
通过加热并控制流速使待测物质在恒定的温度下通过一个 毛细管。在毛细管的出口处测量压力，该压力即为该温度 下的蒸气压。
油品运输
了解石油烃类的蒸气压有助于评估油品的蒸 发损失，为油品的安全运输提供依据。
在化工生产中的应用
化学反应
石油烃类的蒸气压可以影响化学反应的平衡 和速率，对于化工生产过程具有重要的指导 意义。
分离过程
蒸气压数据在蒸馏、吸收等分离过程中起到 关键作用，有助于实现高效、节能的分离操
作。
在环境保护中的应用
蒸气压随压力的变化规律
线性关系
在一定压力范围内，蒸气压与压力呈线性关系。通过实验数据可以拟合出蒸气 压随压力变化的线性方程。
非线性关系
当压力较高时，蒸气压与压力的关系呈现非线性。此时需要采用更为复杂的模 型或理论来描述这种关系。
压力与石油烃类蒸气压的关系实例
实验数据
通过实验测量不同压力下石油烃类的蒸气压，可以获得实际数据并验证理论模型的准确 性。
蒸汽压力计法
利用蒸汽压力计测量物质的蒸气压。蒸汽压力计由一个加 热元件和一个压力传感器组成，通过测量加热元件产生的 蒸汽压力来推算待测物质的蒸气压。
02 石油烃类的蒸气压特性
CHAPTER
烷烃的蒸气压特性
烷烃的蒸气压随温度的升高而增大，且随着碳原 子数的增加而增加。
正构烷烃的蒸气压高于异构烷烃，因为正构烷烃 的分子间作用力较小。
原油蒸汽压与温度、组成的关系
原油蒸汽压与温度、组成的关系
原油是烃类和少量非烃类物质所组成的复杂混合物。
原油中所含的许多组分至今还未完全分析清除。
属于组分不明确的混合物。
因而，目前还没有原油蒸汽压与组成关系的确切表达式。
但原油蒸汽压与组成之间的关系是清楚的：原油中所含的轻组分愈高，挥发性就愈强，原油的饱和蒸汽压也愈高。
因此可用原油饱和蒸汽压的大小来表示原油中轻，重组成的比例和原油组分的概况。
当然原油的蒸汽压随温度的升高而增加随温度的下降而减小。
在相同温度下，相对分子质量小的烃组分比相对分子质量大的烃组分有较高的蒸汽压。
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
三级膨胀法测定石油产品及烃类蒸汽压力标准试验方法的不确定度评估
【 摘
要】 用三 级膨胀 法 ，按 照 ＡＳ Ｍ ３ ８Ｏ 准…测 定 了石 油产 品、 烃类 及 烃类 ． 氧化 合物 混合 物 的蒸汽 压 力 ，并在 此基 础上对 蒸汽 采 Ｔ Ｄ６ ７．８标 含
压力 检测 的不确 定度 进行 了评 估 。探 讨 了重复 性操 作 、温 度传 感器 和 压力 传感 器对 不确 定 度的 影 响。 ［ 键词 】 膨 胀法 ；蒸 汽压 力 ；不 确定 度 关 三级 ［ 中图分 类 －］ ６ ￣Ｏ５ － ［ 文献 标ｉ Ｒ￣］ Ａ ［ 章编 号］０７１６（０ ０ －２５０ 文 １０ ．８ ５２ １）３０ １—２ １
ＧＢ Ｔ ２ ７ 发动机燃 料饱和 蒸汽 压测定法（ ／ ５ 雷德法） 》和ＧＢＴ ／ ８ １ 石油产品蒸汽压测定法（ ０７ 雷德法） ，这两个 方法 都是传 统 的手动操作 ， 测试 时间较长 ， 测定影 响因素较 多 ， 误差较大 。 国外 ， 近年来先进 的测试技术促进 了更新 的蒸汽压测量测 定方 法 的开发 ，其试验 方法已 由早期的ＡＳ Ｍ ３ ３ 石 油产 品蒸 Ｔ Ｄ ２ 汽 压测定法（ 雷德法） 、ＡＳ Ｍ ４ ５ 汽油和氧化汽 油掺 合 Ｔ Ｄ ９３ 物 蒸汽 压 测 定 法 （ 法 ） 发展 至 目前 在 广 泛 应 用 的ＡＳ Ｍ 千 Ｔ Ｄ ５ １ 油产品蒸汽压测定法（ 型法 ） １ 石 ９ 微 和ＡＳ Ｍ ３ ８ Ｔ Ｄ６ ７ 石 油产品、烃类及烃类一 含氧化 合物 混合物蒸汽压测定法（ 三级 膨
《石油炼制废气治理工程技术规范》释疑(二)——关于真实蒸气压、
———关于真实蒸气压、加热炉和焚烧炉、火炬的相关问题
王 乐１，刘忠生２，廖昌建２，王宽岭２，汪 鹏２
（１．中国石油化工集团公司科技部，北京市 １００７２８； ２．中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，辽宁省大连市 １１６０４５）
摘要：汽油等石油产品及原油的真实蒸气压，可以根据真实蒸气压雷德蒸气压温度关系图（诺莫图）确定，或 者按照 ＡＰＩＢｕｌｌ２５１７《ＥｖａｐｏｒａｔｉｏｎＬｏｓｓｆｒｏｍＥｘｔｅｒｎａｌＦｌｏａｔｉｎｇＲｏｏｆＴａｎｋｓ》（第二版）中所述方法测定。储存温度较 高的热供料，其真实蒸气压大于雷德蒸气压。挥发性有机物（ＶＯＣ）废气进现有加热炉、焚烧炉处理，投资少，净化 效率高，但有安全风险。进炉子处理的废气宜保持流量和组成稳定。废气进炉子有直接进燃烧室、随空气进入、随 燃料气进入 ３种途径。随空气进入要保证混合气体中的有机物浓度小于爆炸下限的 ２５％；ＶＯＣ废气与克劳斯尾气 混合一起送焚烧炉炉膛处理，要控制混合气体中氧气体积分数小于 ８％。ＶＯＣ废气进炉子焚烧处理，要与空气、燃料 气等混合均匀，有安全联锁，排放烟气应监测 ＶＯＣ和有机特征污染物，按基准氧浓度折算污染物浓度。火炬是安全设 备，不宜作为环保装置用于 ＶＯＣ废气处理。ＶＯＣ废气进瓦斯管网，其氧浓度和热值难以稳定达到相关标准要求。
— ６０—
ＰｒｉｏｒｔｏＭａｙ１９，１９７８》［２］中所述“真实蒸气压”是 指按照 ＡＰＩＢｕｌｌ２５１７《ＥｖａｐｏｒａｔｉｏｎＬｏｓｓｆｒｏｍ Ｅｘ ｔｅｒｎａｌＦｌｏａｔｉｎｇＲｏｏｆＴａｎｋｓ》（第 二 版 ）［３］中 所 述 方 法测量的石油液体产生的平衡分压。
许多纯物质在不同温度的蒸气压可在化学、 化工、石油化工手册中查到。根据物理化学知识， 当已知纯物质在某一温度的蒸气压时，可以用克 劳修斯克拉贝龙方程式计算其他温度下的蒸气 压；也可采用安托万经验公式计算。
石油炼制题与答案
4随着温度升高，表面张力随之怎么变化。（）A.变大B.变小C.不变D.不确定
5下列说法错误的是：
（）A.表面张力是油品和烃类液体的一种表面性质。
B.表面张力的单位是xx/米。
C.同一温度下，相同碳数的烃类，表面张力大小顺序为芳香烃>环烷烃>烷烃。
D.同一族烃类，随分子中碳数的增加，表面张力减小。
6当重质油中混入少量低沸点油品时，其闪点：
25国产变压器油根据其什么不同，分为10号、20号和45号三类。（A.凝点B.熔点C.闪点D.倾点
26下面哪种评价能为一般炼油厂设计提供数据。（A.原油性质评价B.简单评价C.常规评价D.综合评价
27下面哪种评价内容最全面，可以为综合炼油厂提供设计数据。(A.原油性质评价B.简单评价C.常规评价D.综合评价
判断题
一般水平
1天然石油通常是淡黄色到黑色的、流动或半流动的粘稠液体，相对密度一般都小于1。()2石油中的元素只有碳、氢两种。()3石油中的烃类主要是烷烃（链烷烃）、环烷烃、芳香烃这三类烃。（）4石油中除了碳、氢外，还有硫、氮、氧及一些微量元素。（）5在石油烃类组成的表示方法中，单体烃组成表示方法简单而且实用。（）6原油中汽油馏分少，渣油多是我国原油的特点之一。（）7从原油直接分馏得到的馏分，称为直馏馏分，其产品称为直馏产品。（）8石油馏分从组成上看，可分为两大类，即烃类和非烃类。（）9天然气分为伴生气和非伴生气。（）10石蜡的分子量比地蜡高。（）11根据熔点的高低，石蜡可分为软蜡、中等熔点蜡和硬蜡。（）12石油中的非烃类化合物主要包括含硫、含氧、含氮化合物以及胶质沥青质等物质。（）13通常将含硫量低于0.5％的石油称为低硫石油。（）14大部分硫均集中在轻馏分中。（）15蒸汽压越高，表明液体越易气化。（）16油品粘度随温度变化的性质称为粘温性质。（）17在润滑油的使用中，希望油品粘度随温度变化越大越好。（）18粘度指数越高，粘温性质越差。（）19石油中间馏分(200~350℃)中的烷烃主要包括从C
石油炼制工程-3物理性质
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：与规定温度下水的密度之比，如：
dt 4
d20 4
d15.6 15.6
§3.2 密度、相对密度、特性因数 和平均分子量
一、密度和相对密度
1、几个定义
比重指数API：
VI：0～100时：
VI
L U 100 L H
VI≥ 100时：
10N 1 VI 100 0.00715
N
lgH lgU lg Y
U－试样在40℃条件下的运动粘度， mm2/s；
H－与试样100℃下的运动粘度相同，粘度指数为100的H油在 40℃条件下的运动粘度，mm2/s；
§3.2 密度、相对密度、特性因数 和平均分子量
二、特性因数K
1、纯烃的特性因数 烷 烃：～12.7
环烷烃：11～12 芳香烃：10～11
§3.2 密度、相对密度、特性因数 和平均分子量
二、特性因数K
2、石油馏分的特性因数 I. 富含烷烃的馏分： K=12.5～13.0 II. 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；
L－与试样100℃下的运动粘度相同，粘度指数为0的L油在40℃
不同原油各馏分的相对密度
沸点范围，℃ 初馏～200 200～250 250～300 大庆原油 0.7432 0.8039 0.8167 胜利原油 0.7446 0.8204 0.8270 孤岛原油 0.8625 0.8804 羊三木原油 0.7650 0.8630 0.8900
300～350
350～400 400～450 450～500 >500
石油知识
（3-6）
(ln
p
* r
)
(1)
= 15.2518
− 15.6875
/ Tr
− 13.4721 ln Tr
+
0
.43577
T
6 r
（3-7）
式中
p
* r
——对比蒸气压，
p */ p c
p *——蒸气压，kPa；
p c ——临界压力，kPa；
(ln
p
* r
)
(
0
)，(ln
p
* r
)
(1—) —关联项；
-5-
2006年10月10日星期二
当已知烃类的临界性质和偏心因子时，建议用下式计算其蒸气压。
ln
p
* r
=
(1np
* r
)
(
0
)
+ ω (ln
pr* )(1)
（3-5）
关联项的计算式如下：
(ln
p
* r
)
(
0
)
=
5.92714
− 6.09648
/ Tr
− 1.28862
ln Tr
+ 0.169347 Tr6
式中 Δw，Δm，Δcu及ΔMe分别表示质量平均沸点tw、实分子平均沸点
tm、立方平均沸点tcu及中平均沸点tMe的校正值，℃。
-21-
2006年10月10日星期二
这几种平均沸点各有其相应的应用场合，不能混淆，当涉及 沸点时须注意所指的是何种平均沸点。对于沸程小于30℃的 窄馏分，可以认为其各种平均沸点近似相等，用中沸点代替 不会有很大误差。
馏程测定是一种在标准设备中，按照GB 6536—86规定的 方法进行的简单蒸馏。 国外将此类方法称为ASTM(American Society for Testing Material，美国材料试验学会)蒸馏或恩氏(Engler)蒸馏。
乙烷饱和蒸汽压
乙烷饱和蒸汽压
乙烷饱和蒸汽压是指在一定的温度下,乙烷气体饱和蒸气压力达到的最高值。
乙烷是一种非常重要的烷烃,广泛应用于石油化工、天然气等领域。
在工业生产中,乙烷的饱和蒸汽压是一个非常重要的参数,决定了乙烷设备的操作条件和安全性。
乙烷饱和蒸汽压的定义与意义是非常明确的。
它表示的是在一定的温度下,乙烷气体饱和蒸气压力达到的最高值,该值称为饱和蒸汽压。
乙烷饱和蒸汽压的大小与多种因素有关,包括温度、压力、乙烷的分子量和结构等。
在实际应用中,通过控制这些因素,可以获得不同的乙烷产品,或者调节产品的性能。
乙烷饱和蒸汽压在石油化工领域中有着重要的应用。
乙烷作为石油裂化的重要原料,其饱和蒸汽压的大小直接关系到裂化反应的效率和产品质量。
通常情况下,乙烷饱和蒸汽压越低,裂化反应的效率越高,产品的辛烷含量也越少。
而当乙烷饱和蒸汽压较高时,裂化反应的效率较低,产品的辛烷含量也越多。
在天然气工业中,乙烷饱和蒸汽压也有着重要的应用。
天然气主要成分为甲烷和乙烷等烷烃,其中乙烷饱和蒸汽压的大小对于天然气产量和质量有着直接的影响。
在天然气加工过程中,通过控制乙烷饱和蒸汽压的大小,可以调节天然气产品的组成和性质,从而提高其经济价值和应用范围。
乙烷饱和蒸汽压是一个非常重要的参数,可以直接影响到乙烷产品的性能和质量。
在石油化工和天然气工业中,通过控制乙烷饱和蒸汽压的大小,可以获得不同性能的乙烷产品,从而满足不同的应用需求。
同时,乙烷饱和蒸汽压也是一个重要的工业参数,对于指导工业生产具有重要的意义。
汽油、液化气、蒸气压名词等
汽油：1．成份：汽油的成分比较复杂，主要是烷烃，从碳四到碳十二，其中以碳五到碳九为主。
各种汽油的组分有不同，所以它们的理化常数也不一样，有一定的幅度，比如：沸点为40～200℃，闪点为-58～10℃，比重为0.67～0.71，爆炸极限约为1.3～6%。
汽油的外观一般为水白色透明液体，密度一般在0.70-0.78g/cm3之间，有特殊的汽油芳香味，馏程一般为30至180～220℃。
2.饱合蒸气压：在一定温度下，液体与其液面上的蒸气成平衡状态时的蒸气所具有的压力称为饱和蒸气压。
同一物质在不同温度下有不同的蒸气压。
催化装置中汽油的饱和蒸气压是通过调节稳定塔底温度来控制的，在稳定塔压力不变的情况下，提高稳定塔底温度汽油的饱和蒸气压降低。
同时这个温度的提高和降低还必须兼顾考虑液化气中的碳五含量要合格以及保持最高的汽油收率等。
3.概括：复杂烃类（碳原子数约4～12）的混合物,消耗量最大的轻质之一，是发动机的一种重要燃料。
沸点范围30～205℃，相对密度0.70～0.78,空气中含量为74～123g/m时遇火爆炸、、、、等过程都产生汽油组分。
但从原油蒸馏装置直接生产的直馏汽油，不单独作为发动机燃料，而是将其精制（见）、调配，有时还加入添加剂(如抗爆剂四乙基铅)以制得商品汽油。
此外，也可以由加工和制取。
汽油分车用汽油和航空汽油两大类，广泛用于汽车、摩托车、快艇、直升飞机、农林业用飞机等。
早期，汽油是生产灯用时的副产物，常被废弃烧毁。
19世纪末，随着汽油发动机的发展，需求量急增。
1982年美国汽油产量约占原油加工量40％,中国约占15%。
汽油的性能要求最重要的是蒸发性和抗爆性。
蒸发性指汽油在汽化器中蒸发的难易程度。
它对发动机的起动、暖机、加速、气阻、燃料耗量等有重要影响。
汽油的蒸发性由馏程、蒸气压和气液比三个指标综合评定。
①馏程指汽油馏分从初馏点到终馏点的温度范围。
常用恩氏蒸馏（实验室测定石油产品馏程的一种标准测试方法）测定。
石油产品蒸气压测定法(雷德法)
3．与大气压有一定的关系。大气压越大，饱和蒸气压 越大。（一般影响较小）。
4．还与取样方法、试样保存方式、转样方法、试验方 法等因素有关。
谢谢！
试验步骤
8．将快速接头与仪器数字压力表盘接口连接好，将 试验弹放入水浴中，仔细检查汽油室与空气室连接处 是否有漏油和漏气现象。若无异常现象，将试验弹放 入转动装置，打开转动开关。在整个试验过程中，如 果发现仪器有漏气和漏油现象，则舍弃试样，用新试 样重新试验。
9．观察压力表指示，待数字压力显示值不再发生变化 时，面板上所显数值即为雷空气室和油样室，以保证 不含有残余试样；
（6）仪器的安装必须小心按标准方法中的要求进行操 作，不得超出规定的安装时间；空气室排干水的时 间要短，不要摇动，防止室温空气与空气室内 37.8℃空气的对流。
（7）控制试样的温度（0～1℃），以及测定水浴的温 度（37.8±0.1℃）。
仪器与材料
雷德法自动蒸气压测定器：（带恒温水浴和数字压力 表、旋转装置）1套 蒸气压试验弹：（空气室与油样室体积比为4±0.2:1 ）2套 水银温度计：刻度范围为34～42℃(或相当的)，分度 值0.l℃； 取样器：符合SY/T 0543中规定的容器，体积不小于 1L； 转样器：有装在包有铝箔软木塞的铜质进气管和转油 管； 冷却装置：冰箱、冰柜或冷浴
试验步骤
1．用取样器按SY／T0543进行取样。取样器中所装试 样的体积在85％～95％之间。将取样器放置在0～ 1℃的冷却装置中冷却至试验全部完成。渗漏容器中 的试样不能用于试验，应予舍弃并重新取样。雷德 法蒸气压的测定应是被分析试样的第一个试验。
2．将装在0～1℃试样的容器从冷却浴中取出，开封检 查试样容积应为容器的70～80%，当试样容积符合要 求时立即封口剧烈摇荡后，放回冷却浴至少2分钟。
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石油烃类的蒸气压
分析：
根据Maxwell-Boltzmann的能量分配原理，可知：
某温度下，液相中具有较大动能，能克服分子引力而溢出液
相的分子的百分数是一定的。温度升高，溢出百分数增加。 蒸发速率∝能量∝λ 的百分数
蒸发速率=C1exp（-λ /RT）
一定温度时，Vapor Molecular must Colloid with Liquid Face
石油馏分:
烃类液体属于范德华液体: (1)分子本身不带电或无偶极矩； (2)分子无缔合现象.即分子间只有范德华力。 其沸点是弱色散力不能维持热运动时的温度；
其沸点随分子中C数的增加,而增加。
石油烃类的蒸气压
为什么C数增加,Tb升高?
初看，C数增加，其分子不易灵活转动，运动速率降低，
所以溢入气相的分子减少，Pv减小，则Tb增大。
石油烃类的蒸气压
三、Pv测定方法
(一) 静态法
1、原理: 样品置于平衡釜中, 恒温，气液平衡时的压力， 即为饱和蒸气压。
2、适用: (1) 对纯物质效果好，测Pv不太高的物质； (2)复杂体系难; (3) 不宜用于低温和低压(<10mmHg)(低温时器壁吸附作 用导致偏差严重)。
3、平衡釜类型：很多,如蒸汽循环,或V,L均循环(Ross釜)
石油烃类的蒸气压
(二):动态法
1、 沸点法
原理：样品在恒T或恒P下，直至平衡，确定其Pv*；在
同样的压力下，比较样品烃类同标准水或标准苯的B.P.， 从标准物的B.P.和P，用国际蒸气压表确定Pv。 缺点:难以准确确定沸腾的开始及防止液体过热。 适用：测较高的Pv。
石油烃类的蒸气压
2、喷射法(effusion method)
2003年我国纯进 口原油9100万吨
需求量
大多 靠重 油弥 补
1993年开始我国 成为原油净进口国
改进的Nakay计算Tc(不适用于烃分子中同时有两个族的结构)
产量
1960
1970
1980
1990
2000
2010
2020
原油产量与需求量曲线图
石油烃类的蒸气压
我国原油的特点
资源总量不足
探明储量25亿吨，仅占全球1.44%
消费总量2.6亿吨
进口原油9100万吨、成品油2700万吨
原油普遍偏重
常规原油中渣油含量超过50% 稠油产量1800万吨，以100万吨/年的速度增长 原油加工总量2.4亿吨，其中重油达到1.2亿吨
石油烃类的蒸气压
重油的必要性 — 满足市场需求、资源的充分利用、
显著的经济效益
1.2亿吨/年 当前技术水平
2、 存在的问题 （二）动态法 无法描述三相点→临界点的Pv~T
石油烃类的蒸气压
主要问题在于Pv~T的函数关系不是一条规则的曲线. 从三相点~临界点的Pv~1/T曲线对CH4几乎为直线。M 升高后，烃曲线在三相点以上有一个拐点(见图)因此 无法用简单的数学式表示整条曲线.
石油烃类的蒸气压
蒸气压预测（低压区）
石油烃类的蒸气压
P Pi X i V
i 1
P 混合物蒸气压 V Pi－i组分的饱和蒸气压 X i－i组分在液相中分子分率 注：烃类混合物在液相 中组成随汽化率而变化
所以，上式的蒸气压为 一定温度和汽化率下的 数值。
石油烃类的蒸气压
3.分子结构的影响
相同温度下，Pv越高的烃类其沸点越低，所以，可用物质的沸点 表示Pv的变化规律。 同系物: 同温度下，随分子中C数增加，Pv降低，Tb增加。
～7837万吨(65.3%) 汽油 6000元/吨 化工 原料 柴油
未来技术进步
～4160万吨(34.7%) 重质燃料油 3500元/吨
1/3
相当于年产1300 万吨的大型油田
石油烃类的蒸气压
原油重质化、劣质化趋势加剧
——油田的深度开采 —— 稠油的开采 —— 进口原油劣质重油比例增大
重油轻质化难度加大
二、石油烃类蒸气压变化规律
1、纯烃
与其他纯物质一样，随温度升高，蒸气压增大。
从C-C方程可以得到解释，具有较大能量的分子（λ ）百分数 增加，P必然增加。 2、烃类混合物 与纯烃不同的是，Pv不仅与温度有关，且与汽化率有关。 对于较简单的烃类混合物,压力不高(<1500mmHg)，汽相视为理想 气体,液相视为理想液体,混合物用Daulton-Raoult定律
近，但TBP变化很大。
为什么？
究其原因，发现主要是其极化率大小不同所致。其极化 率（分子变形能力）为：
石油烃类的蒸气压
Cl 4.61A
2 2
3
F 1.15A3 H 0 .8 A 3
2
认为：同族系列分子或原子，其分子原子越大，极化 率越大。所以不是由于M增加而是由于分子大小和极化 率增加而使Tbp增加。 烃类同系物，随C数增加，分子增大，极化率增加， 所以Tbp增加。
原理: 测定平衡蒸汽通过小孔进入真空的喷射速率,然
后通过一定方法计算Pv。
适用: ①测金属及其它固体及高分子烃
② 不能用于<10mmHg 难点：设备设计，结构复杂，蒸汽喷射速率难确定，计算 Pv时所需的汽化系数不足(evaporation coefficient) 。
石油烃类的蒸气压
3、气体饱和法(Gas saturation) 原理: 惰性气体(不反应、不溶解)通过试样，使其完全被 试样蒸汽所饱和，导出此气体，测定此气体的移动速率 或气体中试样浓度，然后可确定Pv。 适用: 1~数百mmHg。
石油烃类的蒸气压
2、Thodes 方法
分析Pv～1/T曲线后发现，在具有实验点T,Pv和参考点T’ Pv’ 时，可作出如下关系图：
定义曲线中断点为发 散点Td
此发散点一般在拐点 附近，
3、UNIFAC GCM
石油烃类的蒸气压
（1） Jensen等提出：用此法计算VLE 相平衡时，P即为Pv,用 以预测纯化合物的Pv,相平衡判据为fiL=fiV
应用：从三相点到临界点区域内的Pv数据和知识是石化和石油
加工中从理论到实用均为最基本的。
如：对状态原理的应用，逸度系数的关联，平衡气液相组成的计 算，烃类冷冻和压缩过程和天然气的液化计算，状态方程中一些 重要参数的计算（不同压力下烃类及其混合物沸点的计算），烃 类混合物的分离等。
石油烃类的蒸气压
环保要求的提高对 油品质量提出了越 来越高的要求
轻质油品收率低、质量差
石油烃类的蒸气压
世界炼油技术关注问题
1 清洁汽油生产新技术
• 降低汽油硫含量技术 •
降低汽油烯烃含量技术 • 高辛烷值、洁净汽油组分生产
石油烃类的蒸气压
2 清洁柴油生产新技术
• 柴油深度脱硫、芳烃含量技术 • 清洁柴油调和组分生产
从分子运动角度看:
细矢洛夫认为(从Tb与M变化): 每个分子m增加时，v相应减小，但对动能mv2/2有相互 抵消的温度效果，所以，不能认为M增大是导致Tb增加的 直接原因。
石油烃类的蒸气压
可见：① CH4→CF4，C6H6→C6F6 ，M增大，但TBP变化很小；
② CF4→CCl4，C6H6→C6Cl6，M增大，与上面的变化相
重油
稠油：相对密度大于 0.934 的原油
石油烃类的蒸气压
重油是常规原油的接替能源
15500
单位：亿吨
1500 常规原油 稠油
世界常规原油及稠油储量
（三）用其他物性计算的经验关联方法 石油烃类的蒸气压
45000
产量、需求量 (万吨)
40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 1950
主要是载气中试样浓度由过去的收集,称重，改为气相色 谱仪(火焰离子测定器)。
注 意 : 试 样 必 须 事 先 充 分 提 纯 ； 需 在 低 温 ， 10-3~104mmHg下多次抽气，加热，冷冻，反复多次,有的多达 48h。
四、烃类及石油蒸气压预测方法
石油烃类的蒸气压
1. 从 热 力 学 角 度 , 单 组 分 体 系 两 相 平 衡 严 格 服 从 ClausiusClapeyron方程: H V d ln p dT RT 2 H V 摩尔汽化热 定量表示了两相平衡时，P～T关系, H V ln p C RT 若蒸发热与温度无关， 则 B ln p C T 从热力学推出上式与分子运动学推出的关系式相同,可知:客观规律 不会因处理方法的不同而改变.
气体分子与液面碰撞次数∝气相压力， 冷凝速率=C2P
石油烃类的蒸气压
当气液达到平衡时：
C1 exp( / RT ) C2 P ln P ln C1 C2 RT
C1 log P log C2 2.303RT C1 define: C log ;B C2 2.203R B log P C T (Clausius Clapeyron )
(2)适用：无实验Pv，已知结构的烃类及醇、酮、酸、氯烷等
M<500 Pv:10～2000mmHg
（3）方法简介
石油烃类的蒸气压
4、Miller式
石油烃类的蒸气压
重油加工 清洁燃料生产 加氢工艺与技术
石油烃类的蒸气压
重油轻质化与清洁燃料生产
— 世界技术的主题和难题 渣油：原油中沸点大于 500℃ 的馏分(VR)
石油烃类的蒸气压
测压仪器也有很多类型:如Douslin-Osbon提出的倾斜活塞式压力计,
以测固体或液体的Pv(<25mmHg)。
其原理：样品平衡的蒸汽去平衡一已知重量的自由活塞,使活塞与
水平偏移一定的角度.
由活塞重W,面积A,偏移角和重力加速度g计算Pv: