第二讲 石油特性参数

润滑油原料或裂化原料
表1 350～360º 馏分的物理性质 C
物性 20 M nD20 100(mm2/s) 大庆 0.8342 286.6 1.4663 2.33 胜利 0.8486 288.8 1.4743 2.73 大港 0.8763 259.0 1.4882 2.66 孤岛 0.9172 283.8 1.5113 3.25
2、 RI、VGC预测石油烃组成
1980年 Riazi and Daubert 提出用RI和VGC计算石油馏分烃组成：
XP = a + b RI + c VGC
XN = d + e RI + f VGC
XA = g + h RI + I VGC
其中，a,b……I为系数， XP、XN、XA 为摩尔分率。
15 6 VGF 1.816 3.484 d15..6 0.1156 ln 1000 F
15 6 VGF 1.948 3.535 d15..6 0.1613 ln 2100 F
式中100F 210F为100F和210F的运动粘度m2/S
6、交折点 RI（Refractivity intercept）1936 Kurtz or Ward
K
>12.6
12.1
12.1
11.8
不同原油即使相同沸程的馏分油，由于化学组成差别， 其物性也会有显著不同。因而表征石油馏分特性仅用沸
点和密度是不够的 。
几种表征石油馏分特性的参数
一、石油馏分的特性参数 1、平均沸点
tV
ti i 1 5
1 3 i i i
5
恩氏蒸馏 tm — 实分子平均沸点；
n
上各式可得总芳烃含量，对煤液可细分为：MA%（单芳）+PA%（双和缩芳）
M 因无实测组成数据，无关联式 n PA%=1188.17-1122.13RI+2.3745m (15) A%=100-(P%+N%) ③ MA%=-6282.45+5990.816RI-2.4835m (14)
注意：当无以上实测参数时，可按以下以Tb,S为函数的关联式估算（基于纯烃和 石油馏分）
不同族烃类的RI值不同，所以RI可作推算石油烃组成的特性 参数。
RI n
20 D
20
2
烷烃 RI： 1.048～1.05 环烷烃RI: 芳烃RI: 1.03～1.046 1.07～1.105
7、 Huang 特性因数 I 1977
n2 1 I 2 n 2 or I 3.587 10 T
0.89～0.94 1.03～1.046
55～100
0.95～1.13
PNA分开
可加性\分 开值小
分开、差 1.07～1.105 小
Huang特性 PN 分 开 0.267～0.273 0.278～0.308 0.298～0.362 因数I NA重叠
二、石油馏分化学组成的预测方法 1、 n-d-M法预测Cp, CN, CA
Riazi-Daubert (R-D)为改善上述方法，在扩展的数据基础上发 展了 l 用易得的新参数C/H和m代替粘度
l 新关联式可预测石油馏分组成和高芳烃含量的煤液化 燃料的芳烃类型。
M<200 轻馏分
P%=-1335.9+1445.9RI-131.34VGF ①
N%=2398.2-2333.3RI+81.52VGF ② A%=100-(P%+N%) 佳关联 C/ H N%=52.641-0.7494(P%)-2.181m ⑦ M n P%=257-287.S+2.876CH A%=100-(P%+N%) ③ ⑥ ③
1951年Van Nes and Van Westen 提出 方法优点： 1）有一定实验基础，准确确定不含烯烃石油馏分碳和环的分布 2）所需参数n、d、M较易测得。
3）使用方便，可计算亦可查图。
4）可适用于纯烃和不同基属原油。 不足： 1）必须假定所有环（芳烃、环烷烃）均为六员环） 2）必须假定所有环均呈渺位缩合 3）使用范围限于不含烯的M>200的石油馏分
3、特性因数K(Characterization Factor (of Watson)
从烃类物性数据可见，不同烃类的密度、沸点不同，两者结合 可得到表征其结构特性的参数，并称之为特性因数K。
1 3
(Tb ) K 1.216 15.6 d15.6
Tb原为Tm, 后为TCU， 现为Tme（单位，K)
3 1.0848 b
M 0.4439 ( ) d
烷烃 I=0.267～0.273
环烷烃 I =0.278～0.308 芳烃 I=0.298～0.362 20:0.62～1.07
适用范围: M: 70～567
Tb: 97～928K 折光: 1.35～1.63
M<200 偏差 1%； M >200
M>200重馏分
P%=257.37+101.33RI357.3VGC ④
N%=246.4267.01RI+196.3VGC ⑤ A%=100-(P%+N%) ③
n
VGF, VGC, RI同前，当无粘度数据时无法计算VGF、VGC，则用以下一组最
P%=198.42-27.72RI-15.64CH ⑩ N%=59.77-76.17RI+6.805CH (11) A%=100-(P%+N%) ③
1.1%
5种反映石油馏分烃组成特性参数的范围
特征参数 特性因数K 相关指数 CI 粘重常数 VGC 交折点RI Paraffins 13.1～13.5 Naphthene 10.5～13.2 Aromatics 9.5～12.5 特点 ANP
0～12
0.74～0.75 1.048～1.05
24～52
15 10 d15..66 1.0752 log( 100o F 38)
VGC VGC
10 log( 100o F 38) 0.755
15 d15..66 0.24 0.022 log( 210o F 35.5)
因VGC与石油馏分化学组成有关，因此已用于估算石油馏分的P、 N、A组成。 对于M>200的用VGC M>200的用VGF
tCU ( V t ) 3 tW tm
t W t x
i i i
tme—中平均沸点
t me (t m tCU ) / 2
tw=tv＋1
tu=tv－2
tcu=tv－3 tme=tv－4
ln 1 3.64991 0.027060 t ln 3 0.82368 0.08997 t
第二讲 石油馏分的特性参数 和组成预测
石油是复杂的烃类混合物 蒸馏是改变组成数量、不改变结构的物理分离过程 其它二次加工过程均改变组成和结构的过程 组成的变化预示性质的改变
<200º 汽油或低沸馏分 C 180～350º 煤油、柴油馏分或中间馏分 C
350～500º 减压或高沸馏分 C
>500º C 减压渣油
估算：1）计算式
2）查图表 Winn图等
4、相关系数 CI---Correlation Index
48640 15 CI 473 .7d15..66 456 .8 T (K )
与K类似，由T、表征石油馏分的烃类组成特征：
随油品石蜡性提高，CI下降
烷烃 0～12 环烷烃 24～52 芳香烃 55～100
VGF
可贵之处是VGC有可加性。 用于润滑油馏分反映其粘温性质及烃类分布。 石蜡基原油润滑油 VGC<0.82 中间基原油润滑油 VGC:0.82～0.85
环烷基原油润滑油 VGC>0.85
与K规律相反, K:芳烃<环烷烃<烷烃
VGC:芳烃<环烷烃<烷烃
可见，石蜡性提高，K增大，CI下降，VGC下降。 根据100单位或测定方法不同，VGC有不同计算式。 用100º F和210º F的SSV（Saybolt Universal Viscosity）秒表 示粘度，则用下式计算：
C/ H n
M<200 轻馏分
M>200重馏分
or
P%=373.87-408.29S+1.4772m N%=-150.27+210.15S-2.388m A%=100-(P%+N%) ③ ⑧ ⑨ M P%=193.82+0.7485m-19.966CH n (12) N%=-42.26-0.777m+10.7625CH (13) A%=100-(P%+N%) ③ C/ H M
M=70～300（至柴油） Tb=80～650F(27～343C) 计算式（17～21） M=300～600（减压馏分油） Tb=650～1000F(343～538C) 计算式（22～25）
方法评述：
1、n-d-M法仅可用于分子量大于200。P%>25%,准确性与10、11、 3（C/H、RI）类似。
0.3333
2、平均分子量
石油馏分的平均分子量预测方法很多，举主要几例： 图表法：（1）Winn图 , tme, K, C/H, tAP(苯胺点) 任何二个求M （2）重馏分油 98.9, 37.8 求得分子量
（3）tme, , K, HV 任二个求分子量
关联式 （1）Winn图关联式
i log M Aij t me K j 0 0 2 2
轻馏分 80～200 -23.94 +24.21 -1.092 +41.14 -39.43 +0.627 -16.2 +15.22 +0.465
重馏分 200～500 -9.00 +12.53 -4.228 +18.66 -19.90 +2.973 -8.66 +7.37 +1.255
3、RI、VGC、C/H 估算石油馏分分布
蒸汽压
芳香烃
苯
= + + + = =
烯烃
硫
T90
氧
= -11% =
+6% -5% -22%
-6% = +5%
-10% = -10%
=-== ==+= ----
* 苯、丁二烯、甲醛、乙醛 注：= 不变 - 减少
+ 增加
生产新配方汽油时，选择工艺的影响因素归纳如下：
工艺选项
减少丁烷 加MTBE 增加烷基化 除去苯前身物 减重整油量 催化汽油加氢
FCC进料加氢脱硫
5、粘重常数 Viscosity Gravity Constant VGC 或粘重函数 Viscosity Gravity Faction 1928年 Hill and Coats提出
15 6 d15..6 0.24 0.0381 log 100 VGC 0.755 0.011 log 100
当M: 200～500时, 式中用VGC计算. M<200 式中用VGF计算
需要相对目的和粘度 等数据。
优点： 具备必要数据时，可方便地得到石油馏分烃组成的摩尔分率。
问题： 此方法的基础为42个轻馏分和16个重馏分，实验数据少，经 考察有下列特点： 1）适用范围较窄 2）需要轻馏分的粘度值
系数 分子量范围 a b c d e f g h i
6、注意式3比式16更准确。
课程讨论1：
汽油组成与其使用性能的关系？
话题1—— 汽油烃族组成（PONA)与燃烧性能？
话题2——汽油烃族组成与安定性？
话题3—— 汽油中硫化合物的存在形态？汽油脱 硫的方法与优缺点？（作业2） 话题4——提高汽油性能的加工技术？
汽油组成变化对排放有害物的影响
CO 芳香烃 45%20% 烯烃 20%5% MTBE 0%15% T90 182138 ℃ -13% HC -6% NO = Ozone = Toxics* -=++
2、无粘度数据时，以式6～9，3计算轻馏分M<200的石油馏分,此 时需C/H，M，n，或M，n，。以10～13、3计算重馏分的P、N、 A，需C/H，n，或C/H，M，n
3、当有粘度、n，数据时，以式1～3和4、5、3估算无烯石油馏 分的P、N、A最佳。
4、对于高芳烃馏分或煤液，为较好预测热力学性质，用假组分法 确定芳烃的类型是必要的，可用式14～16确定MA%、PA%。 5、 计算中如P、N、A、MA、PA出现<0，则取为0。
0.6667 V
5.1Hale Waihona Puke Baidu388 S
0.25 0.3333
ln 2 1.15158 0.011810 t ln 4 1.53181 0.012800 t
0.6667 V
3.70684 S
0.45
0.45 V
2.45679 S
0.6667 v
3.64678 S