第二讲 石油特性参数
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石油讲稿石油产品的性质
要条件之一
(7)粘度是柴油的重要性质之一
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8
三、闪点
1．闪ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ及其它
(1)闪点：指在规定条件下,加热油品所逸出的蒸气和 空气组成的混合物与火焰接触发生瞬间闪火时的最 低温度,以℃表示。
(2)爆炸和爆炸极限
爆炸：是指物质由一种状态迅速地转变成另一种状 态,并在瞬间以机械功的形式放出大量能量的现象。
爆炸极限：是指油气和空气的混合物着火时即会发 生爆炸的百分组成(体积浓度)范围。
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6
3．恩氏粘度计的测定原理及计算公式 3．1 原理 3．2 计算方法 °E =τt/τH20 3．3 恩氏粘度测定的影响因数 (1)恩氏粘度计的尺寸及水质要符合要求。 (2)测量流出时间要准确,提起木塞和开动秒表要动作一
致,停住秒表也要准确,否则,会使测得结果产生较大 的误差。
(3)测定整个过程要按规定不断搅拌,以确保试油的恒温。 (4)按规定加入试油至一定的油面高度,并严格调好仪器
仪器和材料
准备工作和试验步骤与闭口闪点相似
试验结束后同样要进行大气压力修正。
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12
四、凝固点、倾点
1． 评价油品低温流动性能主要指标 (1)油品的凝固性质 粘温凝固 构造凝固
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13
（2）名词术语
浊点：规定条件下,清晰的液体石油产品由于蜡晶 体的出现而呈雾状或浑浊时的温度
结晶点：规定条件下油品冷却时,最初出现蜡结晶 时的温度
冰点：油品被冷却所形成的蜡结晶,在升温时,其结 晶消失一瞬间的温度,单位以℃表示。
冷滤点：规定条件下，20mL试样开始不能通过过 滤器时的最高温度。
倾点：在规定条件下,被冷却的试样能流动的最低 温度,
凝点：试样在规定条件下冷却至停止流动时的最高 温度
(7)粘度是柴油的重要性质之一
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三、闪点
1．闪ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ及其它
(1)闪点：指在规定条件下,加热油品所逸出的蒸气和 空气组成的混合物与火焰接触发生瞬间闪火时的最 低温度,以℃表示。
(2)爆炸和爆炸极限
爆炸：是指物质由一种状态迅速地转变成另一种状 态,并在瞬间以机械功的形式放出大量能量的现象。
爆炸极限：是指油气和空气的混合物着火时即会发 生爆炸的百分组成(体积浓度)范围。
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3．恩氏粘度计的测定原理及计算公式 3．1 原理 3．2 计算方法 °E =τt/τH20 3．3 恩氏粘度测定的影响因数 (1)恩氏粘度计的尺寸及水质要符合要求。 (2)测量流出时间要准确,提起木塞和开动秒表要动作一
致,停住秒表也要准确,否则,会使测得结果产生较大 的误差。
(3)测定整个过程要按规定不断搅拌,以确保试油的恒温。 (4)按规定加入试油至一定的油面高度,并严格调好仪器
仪器和材料
准备工作和试验步骤与闭口闪点相似
试验结束后同样要进行大气压力修正。
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四、凝固点、倾点
1． 评价油品低温流动性能主要指标 (1)油品的凝固性质 粘温凝固 构造凝固
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（2）名词术语
浊点：规定条件下,清晰的液体石油产品由于蜡晶 体的出现而呈雾状或浑浊时的温度
结晶点：规定条件下油品冷却时,最初出现蜡结晶 时的温度
冰点：油品被冷却所形成的蜡结晶,在升温时,其结 晶消失一瞬间的温度,单位以℃表示。
冷滤点：规定条件下，20mL试样开始不能通过过 滤器时的最高温度。
倾点：在规定条件下,被冷却的试样能流动的最低 温度,
凝点：试样在规定条件下冷却至停止流动时的最高 温度
石油及石油产品性质ppt
4、含硫化合物在石油-馏分中的分布
趋势：含硫化合物在石油馏分中的分布一般是随着 石油馏分沸程的升高而增加, 其种类和复杂性也随着 馏分沸程升高而增加。汽油馏分的硫含量最低，减 压渣油中的硫含量最高，我国大多数原油中约有 70%的硫集中在减压渣油中。
硫醇：主要存在于汽油馏分中，有时在煤油馏分中 也能发现，在350℃以上的高沸点馏分中含量极少。 硫醇有极难闻的特殊臭味，硫醇对热不稳定；
-
碳链写法
2、环烷烃：单环, 双环, 多环五员环、六员环系列
-
侧链长的少环环烷烃是良好的润滑油成分。
特点：环烷烃的化学性质与烷烃相似，但活泼些。 在一定条件下同样可以发生氧化、卤化、硝化、热 分解等反应。环烷烃在一定条件下能脱氢生成芳烃， 是生产芳烃的重要原料。
-
3、芳烃：单环, 双环, 多环
硫醚：是石油中含量较高的硫化物，轻馏分和中间 馏分中含量较高。二硫化物：在石油馏分中含量很 少，一般不超过该馏分硫含量的10%（质），而 且较多集中于低沸点馏分中 。
-
噻酚：主要存在于石油的中间馏分和高沸点馏分中。
5、危害：
Fe+H2S FeS+2HCL Fe+S
FeS+H2 FeCL2+H2S FeS
石油及石油产品性质
石油的化学组成 石油及油品的物理化学性质 石油产品的分类及使用性能要求
-
石油的一般性状
颜色：绝大多数为黑色 相对密度：大多数介于 0.8～0.98之间 气味：特殊气味 流动性：流动或半流动的粘稠液体 石油的外观性质与其化学组成有关
-
石油的元素组成
1.碳和氢
占96～99％
碳：83～87％
2RSH+Fe
趋势：含硫化合物在石油馏分中的分布一般是随着 石油馏分沸程的升高而增加, 其种类和复杂性也随着 馏分沸程升高而增加。汽油馏分的硫含量最低，减 压渣油中的硫含量最高，我国大多数原油中约有 70%的硫集中在减压渣油中。
硫醇：主要存在于汽油馏分中，有时在煤油馏分中 也能发现，在350℃以上的高沸点馏分中含量极少。 硫醇有极难闻的特殊臭味，硫醇对热不稳定；
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碳链写法
2、环烷烃：单环, 双环, 多环五员环、六员环系列
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侧链长的少环环烷烃是良好的润滑油成分。
特点：环烷烃的化学性质与烷烃相似，但活泼些。 在一定条件下同样可以发生氧化、卤化、硝化、热 分解等反应。环烷烃在一定条件下能脱氢生成芳烃， 是生产芳烃的重要原料。
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3、芳烃：单环, 双环, 多环
硫醚：是石油中含量较高的硫化物，轻馏分和中间 馏分中含量较高。二硫化物：在石油馏分中含量很 少，一般不超过该馏分硫含量的10%（质），而 且较多集中于低沸点馏分中 。
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噻酚：主要存在于石油的中间馏分和高沸点馏分中。
5、危害：
Fe+H2S FeS+2HCL Fe+S
FeS+H2 FeCL2+H2S FeS
石油及石油产品性质
石油的化学组成 石油及油品的物理化学性质 石油产品的分类及使用性能要求
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石油的一般性状
颜色：绝大多数为黑色 相对密度：大多数介于 0.8～0.98之间 气味：特殊气味 流动性：流动或半流动的粘稠液体 石油的外观性质与其化学组成有关
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石油的元素组成
1.碳和氢
占96～99％
碳：83～87％
2RSH+Fe
第二章 石油的特性
2015-9-27 油船安全管理 第二章 石油的特性 2
• 燃点 – 将物质在空气中加热时，开始并继续燃烧的最低温度叫做燃 点。 • 自燃点 – 在不接触火源的情况下，发生自动燃烧现象时的最低温度。 – 分为受热自然和蓄热自然。 • 可燃下限： – 系指混和气中的油气浓度已低到不足以导致和蔓延燃烧的最 低浓度值。 • 可燃上限： – 混和气中的油气浓度已高到使其中的空气含量再也不足以导 致和扩延燃烧的最高浓度值。
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油船安全管理 第二章 石油的特性
3
• 毒气浓度临界极限值： – 系指每天反复接触都不会对人体产生毒害作用的气体、蒸汽、 雾的最大浓度极限值，又称中毒浓度临界极限值，用PPM表 示。 • 实际蒸汽压： – 系指温度一定时，液面上产生的饱和蒸汽压力。 • 酸性原油： – 系指含有较多数量的硫化氢和/或硫醇的原油。 • 石油气： – 系指石油散发出来的气体。主成分是烃，含有少量其它物质， 如硫化氢等。 • 粘附性： – 指原油及重油、柴油等不透明的石油产品在低温时，流动性 减小而粘结成糊状或块状的性能。一般用凝固点和粘度来表 示。
2015-9-27
油船安全管理 第二章 石油的特性
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8、膨胀系数
• 单位容积液体每增加1℃时所膨胀出的容积数与原容积数的比值。 • 比重在0.905以下的原油，在20~78℃之间，膨胀系数为 0.00072~0.00076 之间。 • 油运或者储油中应当加以考虑，留一定的空档。
9、扩散性
石油挥发出的油气比空气略重，在无气流的情况下（风速小于 5m/s），油气通常覆盖在石油液体上方，不会扩散，不会上升。 在5m/s的风速下，油气仍可密集扩散到很远的距离，不易被吹散。 在10m/s的风速下，油气可迅速扩散，使远离石油区的空气中存在 可燃石油气。
• 燃点 – 将物质在空气中加热时，开始并继续燃烧的最低温度叫做燃 点。 • 自燃点 – 在不接触火源的情况下，发生自动燃烧现象时的最低温度。 – 分为受热自然和蓄热自然。 • 可燃下限： – 系指混和气中的油气浓度已低到不足以导致和蔓延燃烧的最 低浓度值。 • 可燃上限： – 混和气中的油气浓度已高到使其中的空气含量再也不足以导 致和扩延燃烧的最高浓度值。
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油船安全管理 第二章 石油的特性
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• 毒气浓度临界极限值： – 系指每天反复接触都不会对人体产生毒害作用的气体、蒸汽、 雾的最大浓度极限值，又称中毒浓度临界极限值，用PPM表 示。 • 实际蒸汽压： – 系指温度一定时，液面上产生的饱和蒸汽压力。 • 酸性原油： – 系指含有较多数量的硫化氢和/或硫醇的原油。 • 石油气： – 系指石油散发出来的气体。主成分是烃，含有少量其它物质， 如硫化氢等。 • 粘附性： – 指原油及重油、柴油等不透明的石油产品在低温时，流动性 减小而粘结成糊状或块状的性能。一般用凝固点和粘度来表 示。
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油船安全管理 第二章 石油的特性
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8、膨胀系数
• 单位容积液体每增加1℃时所膨胀出的容积数与原容积数的比值。 • 比重在0.905以下的原油，在20~78℃之间，膨胀系数为 0.00072~0.00076 之间。 • 油运或者储油中应当加以考虑，留一定的空档。
9、扩散性
石油挥发出的油气比空气略重，在无气流的情况下（风速小于 5m/s），油气通常覆盖在石油液体上方，不会扩散，不会上升。 在5m/s的风速下，油气仍可密集扩散到很远的距离，不易被吹散。 在10m/s的风速下，油气可迅速扩散，使远离石油区的空气中存在 可燃石油气。
石油及油品的物理性质概述
•
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
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
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分别为汽液混合物汽相和液相的密度kgmgmgg分别为汽液相的质量流率kgh油品相对密度油品相对密度原油0810轻柴油082087汽油074077减压馏份085094航空煤油078083减压渣油09210表31原油及其馏份的相对密度的范围20特性因数k
在SI单位制中，绝对粘度的单位为Pa·s 。 1Pa·s=10P=1000CP
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： ν η
ρ
在SI单位中，运动粘度的单位是mm2/s。 1mm2/s=1cst=0.01st
3、条件粘度 恩氏粘度 ：以油品从恩氏粘度计流出200mL
（一）、粘度的定义
1、绝对粘度（）
绝对粘度又称动力粘度，它由牛顿方程式所定义 ：
F η dv A dl
式中：F—作相对运动的两流层间的内摩擦力(剪切力)，N； A—两流层间的接触面积，m2 dv—两流层间的相对运动速度，m/s dl—两流层间的距离，m —流体内部摩擦系数，即该流体的绝对粘度，Pa·s
•
17、儿童是中心，教育的措施便围绕 他们而 组织起 来。上 午4时31分2秒 上午4时 31分04:31:0221.7.11
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
石油炼制基础2 石油及油品的物理性质
• 石油馏分是各种烃类的复杂混合物，其 蒸气压不仅与温度有关，还与油品的组 成有关。而油品的组成是随汽化率不同 而改变的。因此，石油馏分的蒸气压也 因汽化率的不同而不同。在温度一定时， 油品的汽化率越高，则液相组成就越重， 其蒸气压就越小。
• 二、石油馏分的蒸气压 • 石油馏分蒸气压通常有两种情况：一种 是其汽化率为零时的蒸气压，也即是泡 点蒸气压，或者叫做真实蒸气压，一般 说的蒸气压即指的这种情况。另一种是 所谓的雷德蒸气压，它是在特定的仪器 中，在规定的条件下测得的条件蒸气压。
• 第二节 馏程（沸程） • 对于纯化合物，在一定外压下，当加热 到某一温度时，其饱和蒸气压与外界压 力相等时的温度称为沸点。在外压一定 时，沸点是一个恒定值。
•
油品是一个复杂的混合物，它与纯化 合物不同，没有恒定的沸点。由于油品 的蒸气压除汽化率不同而变化，所以在 外压一定时，油品沸点随汽化率增加而 不断升高。因此油品的沸点则以某一温 度范围来表示，这一温度范围称沸程。
• 六、石油气体的密度 • 气体的密度是指在标准状态下 （0℃， 101.3kPa）的密度。标准状态下空气的密 度为1.293kg／cm3。 • 气体的密度不仅与温度有关，与压力也 有很大的关系。当压力较高时，要计算 不同压力下气体的密度时，必须进行压 力校正。
• 第五节 特性因数 • 为表示石油馏分化学组成的特性，特引 出特性因数的概念。所谓特性因数，是 把相对密度与平均沸点关联起来，说明 油品化学组成特性的一个复合参数。
• 式中α ——油品密度的平均温度校正系 数，即温度变化1℃时油品密度变化的数 值。 • 当温度变化不大时，α 只随油品的密度 不同而变化。
•
一般在非极高的压力下，压力对液体 油品密度的影响，可以忽略不计。但在 高温、高压条件下，压力对液体密度就 有一定的影响，此时应进行校正。
第二章 石油及油品的物理性质
馏程测定法——恩氏蒸馏。
恩氏蒸馏(ASTM蒸馏)（GB6536-86)
最简便、最常用的方法；设备简单、收集数据多
恩氏蒸馏测定器
University of Petroleum
将100mL油品放入标准的蒸馏瓶中，按规定条件 加热，流出第一滴冷凝液时的气相温度称为初馏点， 馏出物为10%、20%……90%时的气相温度别别称为 10%、20%……90%点，蒸馏到最后所能达到的最高 气相温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。
University of Petroleum
三、平均沸点
1．体积平均沸点
t10 t30 t50 t70 t90 tV 5
用途：由tv可求得其他平均沸点 2．质量平均沸点(tw)
tW wi ti
i 1
n
用途：tw主要用于求定油品的真临界温度Tc
University of Petroleum
University of Petroleum
三、平均相对分子质量
1．定义 在炼油工艺设计计算中，应用最多的是平均相对分子质量
n
M n ni M i
i 1
N M
i 1 i
n
i
N
i 1
n
W N
i 1 i 1 n
n
i
i
i
2．油品分子量的变化规律 汽油：100～120 煤油：180～200 柴油：210～240 低粘度润滑油：300～360 高粘度润滑油：370～500
90%馏出温度 10%馏出温度 恩氏蒸馏曲线斜率 S 90 10
斜率S：表示从馏出10%到90%之间，每馏出1%的沸点平 均升高值
第二讲 石油特性参数
00
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
K 1.216(dT11b55)..663 Tb原为Tm, 后为TCU， 现为Tme（单位，K)
估算：1）计算式 2）查图表 Winn图等
n (12)
H
N%=-150.27+210.15S-2.388m ⑨ N%=-42.26-0.777m+10.7625CH M
A%=100-(P%+N%)
③
(13) A%=100-(P%+N%)
n ③
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）
MA%=-6282.45+5990.816RI-2.4835m M 因无实测组成数据，无关联式
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
M>200重馏分
P%=-1335.9+1445.9RI-131.34VGF
P%=257.37+101.33RI-
①
357.3VGC ④
N%=2398.2-2333.3RI+81.52VGF ② N%=246.4-
采用催化原料预加氢处理技术
催化裂化采用降烯烃催化剂
催化裂化汽油改质技术
•轻汽油醚化技术 • 催化裂化汽油二烯选择加氢技术 • 催化裂化汽油脱硫降烯烃技术 • 催化裂化汽油加氢异构、芳构化化技术 • 轻汽油烯烃水合制含氧化合物 •FCC汽油加氢脱硫—重整催化剂的研究
石油炼制工程-002物理性质
本章学习内容
蒸汽压、沸程和平均沸点 密度、特性因数和平均分子量 油品的粘度 临界性质、压缩因数和偏心因数 油品的热性质 油品的其它物理性质
2.1 蒸汽压、沸程和平均沸点
一、蒸汽压（Vapor Pressure） 在石油加工工艺中经常要用到蒸汽压的数据。例如： ◆计算平衡状态下烃类的气相和液相的组成； ◆不同压力下烃类及其混合物的沸点换算； ◆计算烃类的液化条件等都要以蒸汽压数据为依据。 1、定义 蒸气压：在某一温度下，液体与在它液面上的蒸气呈平 衡状态时，由此蒸气所产生的压力。亦称饱和蒸气压。 蒸气压的高低表明了液体中分子逃离液体汽化或蒸发的 能力。 蒸气压越高，就说明液体越易汽化。
2.1 蒸汽压、沸程和平均沸点
2、纯烃的蒸汽压 (1)特征：纯烃同其它纯液体一样，其蒸汽压随液体温度 不同而不异。液体温度越高，则蒸汽压越高。 同一族烃类，在相同的温度下，随烃类沸点的↗，其蒸 汽压↙。 (2)计算 ①当温度变化范围很小时
P H 1 1 ln 1 ( ) P2 R T2 T1
2.1 蒸汽压、沸程和平均沸点
恩氏蒸馏实验装置
2.1 蒸汽压、沸程和平均沸点
(1)初馏点（Initial Boiling Point） 当流出第一滴冷凝液时的汽相温度（因汽相温度比较接 近馏出物的沸点）。 在蒸馏过程中烃分子基本上按其沸点高低依次逐渐蒸出， 汽相温度也逐渐升高。 将馏出体积为10%、20%、30%、……、90%时汽相温 度分别为10%、20%、30%、……、90%点。 (2)干点（End Point） 当蒸馏到最后达到最高汽相温度，亦称终馏点。 (3)说明 ●油品从初馏点到干点这一温度范围称为馏程或沸程。
2.1 蒸汽压、沸程和平均沸点
●温度范围窄的称为窄馏分；温度范围宽的称宽馏分。 ●蒸馏温度与馏出量之间的关系称为馏分组成。 ●恩氏蒸馏是粗略的蒸馏，得到的馏分组成是条件性的， 它不能代表馏出物的真实沸点。只能用于大致判断油品中轻 重组分的相对含量。 (4)恩氏蒸馏曲线与斜率 t 如图所示，以馏出t为纵坐标， 馏出V%为横坐标。
石油的组成与性质
石油的组成与性质
石油又称原油，是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体。
石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成的混合物，与煤一样属于化石燃料。
石油的性质因产地而异，密度为0.8 ～ 1.0 克/厘米3，粘度范围很宽，凝固点差别很大（30 ～-60°C），沸点范围为常温到500°C以上，可容于多种有机溶剂，不溶于水，但可与水形成乳状液。
组成石油的化学元素主要是碳（83% ～ 87%）、氢（11% ～ 14%），其余为硫（0.06% ～ 0.8%）、氮（0.02% ～ 1.7%）、氧（0.08% ～1.82%）及微量金属元素（镍、钒、铁等）。
由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分，约占95% ～99%，含硫、氧、氮的化合物对石油产品有害，在石油加工中应尽量除去。
不同产地的石油中，各种烃类的结构和所占比例相差很大，但主要属于烷烃、环烷烃、芳香烃三类。
通常以烷烃为主的石油称为石蜡基石油；以环烷烃、芳香烃为主的称环烃基石油；介于二者之间的称中间基石油。
我国主要原油的特点是含蜡较多，凝固点高，硫含量低，镍、氮含量中等，钒含量极少。
除个别油田外，原油中汽油馏分较少，渣油占1/3。
组成不同类的石油，加工方法有差别，产品的性能也不同，应当物尽其用。
大庆原油的主要特点是含蜡量高，凝点高，硫含量低，属低硫石蜡基原油。
石油物性和组成
烷烃
04
（2 ）环烷烃
05
芳香烃
06
烃族分布规律
07
1 馏分组成
石油是一个极其复杂的混合物，沸点范围很宽，要研究或利用原油，必须先进行分馏，就是按沸点高低将其分离（切割）成不同的馏分。 初馏点：加热时馏出的第一滴液体时的温度。 初馏点～200℃或～180 ℃ 汽油馏分 200～350 ℃ 煤、柴油馏分 350～500℃(560℃)减压瓦斯油VGO（润滑油馏分、催化裂化原料） 〉500 ℃ (560℃) 减压渣油 VR 〉350 ℃ 常压渣油 AR #轻馏分少，重馏分多（第五特点）
Bitumen
Native asphalt, extra heavy oil, from oil sand（bitumenous sand），半固体、粘到脆性沥青状物质
定义－Definition
第二节 石油的元素组成
表示原油化学组成的方法
素组成 C,H,S,N,O, 杂原子 heteroatom
井楼
0.32
0.74
美国（勘萨斯）
1.90
0.45
二连
0.16
0.44
江汉
2.09
0.47
微量元素
变价金属：Ni、V、Fe、Cu 等 Ni/V高 二次加工催化剂中毒 #Ni多，V少（第四特点）
第三节 石油直馏馏份的烃类组成
馏分组成
01
石油烃类组成
02
石油中烃类的类型及分布
03
构单元（Structural Unit）
平均分子（Average Structure）
02
03
从结构族组成的观点，任何烃类化合物，不论其结构如何复杂，都可以看成是由烷基、环烷基、和芳香基三种结构单元所组成。
第2章 石油及油品的物理性质
其测定过程如下: 其测定过程如下 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 油品放入标准的蒸馏瓶中 定的加热速度进行加热。 定的加热速度进行加热。 初馏点(Initial Boiling Point，简称 初馏点 ，简称IBP)：馏 ： 出的第一滴冷凝液的气相温度 。 10%、20%……90%馏出温度：馏出液达 、 馏出温度： 馏出温度 10ml、20ml、直至90ml时的气相温度 。 、 、直至 时的气相温度 终馏点(End Point)或干点：气相温度所能达 或干点： 终馏点 或干点 到的最高值。 到的最高值。
这三种蒸馏各有其用途， 这三种蒸馏各有其用途，对于同一种油样的三种蒸 馏曲线是不一样的。 馏曲线是不一样的。 从气相馏出曲线可以看出，就曲线的斜率而言， 从气相馏出曲线可以看出，就曲线的斜率而言，平 衡气化的最平缓，实沸点蒸馏的最陡， 衡气化的最平缓，实沸点蒸馏的最陡，恩氏蒸馏介于两 者之间。 者之间。 这说明实沸点蒸馏的分离精确度最高， 这说明实沸点蒸馏的分离精确度最高，馏程测定的 次之，而平衡气化的最差。 次之，而平衡气化的最差。
根据测得的馏程数据， 根据测得的馏程数据，以气相馏出温度 为纵坐标， 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。 即可得到某一油品的蒸馏曲线。
大庆原油中汽油、喷气燃料、 大庆原油中汽油、喷气燃料、轻柴油馏分的 恩氏蒸馏曲线
一般用蒸馏曲线的斜率来表示该油品的沸 程的宽窄。 程的宽窄。
原油实沸点蒸馏曲线
三、平衡气化
所谓平衡气化，也称为一次气化或闪蒸， 所谓平衡气化，也称为一次气化或闪蒸，这是指油 品在一定的压力和温度下保持气液两相平衡时进行分离。 品在一定的压力和温度下保持气液两相平衡时进行分离。 平衡气化曲线是油品蒸馏装置设计的基本依据之一， 平衡气化曲线是油品蒸馏装置设计的基本依据之一， 因为用实验方法求取比较麻烦， 因为用实验方法求取比较麻烦，所以一般可从其馏程或 实沸点蒸馏曲线关联而得。 实沸点蒸馏曲线关联而得。 平衡气化曲线的初馏点， 0%馏出温度， 平衡气化曲线的初馏点，即0%馏出温度，为该油品 馏出温度 的泡点；终馏点， 馏出温度， 的泡点；终馏点，即100%馏出温度，为该油品的露点。 馏出温度 为该油品的露点。
第二章 石油物性和分类-new2
B ln p A T C
1.2
烃类混合物及石油馏分的蒸汽压
•体系压力不高，对于组分简单的烃类混合物
p pi xi
i 1
n
•烃类混合物，在一定温度下，只有其气相、液 相或整体组成一定，其蒸汽压才是定值。 •对于石油馏分，由于组成难以确定，不能用上 式计算；对于沸程窄的馏分，可通过 K 和平均 沸点求定。
M n xi M i
NM N
i i
i
m N
i i
2.2 重均分子量
在石油上应用较少，用光散射等方法测定。
M W wi M i
Wi M i W
i
2 N M i i
N M
i
i
对同一个混合体系，两者是不相等的，这是由于混合物
中低分子量部分对 M n
中高分子量部分的影响；
第二章 石油及油品的物理性质
意义:
•油品质量的评定标准；
•加工过程的控制参数；
•工艺设计的依据。
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；
•广泛使用经验图表和关联式。
第一节 蒸汽压、沸程和平均沸点
1.蒸汽压
•蒸汽压是在某一温度下一种物质的液相与其上
i 1 n
实分子平均沸点（℃）
t m xi t i
i 1 n
中平均沸点（℃）
t me t m t cu 2
•只有tv可由馏程直接测定，其它由tv与s查
图求定；
•可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。
第二节
石油物性第二讲
同一族烃类，分子量增大或沸点的升高，蒸汽压下降。
b) 烃类混合物：混合烃的蒸汽压不仅随温度不同而异， 而且在一定温度时，又随其汽化率不同而异。
石油物性简介——蒸发特性
总之，油品越轻，越容易汽化，蒸汽压越大。 泡点蒸汽压，即汽化率为零时的蒸汽压。 雷德蒸汽压，它是在38℃，气相体积：液相体积＝4测定的条件蒸 汽压。
平均分子质量是设计计算中常用数据之一，可以实测得到； 也可以根据其它易测的物性数据进行关联。
石油物性简介——流动特性
流动特性
1、粘度
粘度是表示流体在外力作用下流动时，流体内部各流动层作 相对运动时的相互间的摩擦力大小的一个物理量。
定义式
（A）油品粘度的表示方法
——运动粘度、动力粘度、恩氏粘度、赛氏粘度、雷氏粘度等
第三节 石油及其产品的物理性质
2009年3月11日
重量特性 蒸发特性 流动特性 燃烧特性
石油物性简介
组成结构对这 些特性的影响
石油物性简介——重量特性
重量特性
密度、相对密度、特性因数和平均分子质量 1、密度和相对密度
比重指数： 影响油品密度的因素 ——油品的馏分组成、化学组成、温度和压力等
分子结构与体积
运动粘度， （38.8℃）
mm2/s 0.330 0.414 0.521 0.648 0.728 0.558 0.953 0.587
石油物性简介——流动特性
大庆原油
羊三木原油
序 馏分沸程
运动粘
运动粘
号
℃
密度， 20
特性 因数
度,50℃ 10-6米2/秒
密度， 20
特性因 数
度,50℃ 10-6米2/秒
石油物性简介——燃烧特性
b) 烃类混合物：混合烃的蒸汽压不仅随温度不同而异， 而且在一定温度时，又随其汽化率不同而异。
石油物性简介——蒸发特性
总之，油品越轻，越容易汽化，蒸汽压越大。 泡点蒸汽压，即汽化率为零时的蒸汽压。 雷德蒸汽压，它是在38℃，气相体积：液相体积＝4测定的条件蒸 汽压。
平均分子质量是设计计算中常用数据之一，可以实测得到； 也可以根据其它易测的物性数据进行关联。
石油物性简介——流动特性
流动特性
1、粘度
粘度是表示流体在外力作用下流动时，流体内部各流动层作 相对运动时的相互间的摩擦力大小的一个物理量。
定义式
（A）油品粘度的表示方法
——运动粘度、动力粘度、恩氏粘度、赛氏粘度、雷氏粘度等
第三节 石油及其产品的物理性质
2009年3月11日
重量特性 蒸发特性 流动特性 燃烧特性
石油物性简介
组成结构对这 些特性的影响
石油物性简介——重量特性
重量特性
密度、相对密度、特性因数和平均分子质量 1、密度和相对密度
比重指数： 影响油品密度的因素 ——油品的馏分组成、化学组成、温度和压力等
分子结构与体积
运动粘度， （38.8℃）
mm2/s 0.330 0.414 0.521 0.648 0.728 0.558 0.953 0.587
石油物性简介——流动特性
大庆原油
羊三木原油
序 馏分沸程
运动粘
运动粘
号
℃
密度， 20
特性 因数
度,50℃ 10-6米2/秒
密度， 20
特性因 数
度,50℃ 10-6米2/秒
石油物性简介——燃烧特性
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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* -=++
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：
= -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
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
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
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
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
0.6667 V
5.16388 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
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
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
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。
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
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
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)
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。
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
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
蒸汽压
芳香烃
苯
= + + + = =
烯烃
硫
T90
氧
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
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）
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。
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