石油的化学组成与物理性质

重量特性
A、油品密度与馏分组成和化学组成的关系 相同碳数烃类，烷烃的密度最小，芳烃的密度最大 同一原油，馏分油沸点升高和分子量增大， 密度随之变大 不同原油，相同馏分油的密度相差很大
烷烃、环烷烃、芳烃密度比较
六 碳 名称 3－甲基戊烷 正己烷 己烯－1 甲基环戊烷 环己烷 苯 20 0.6642 0.6572 0.6740 0.7503 0.7780 0.8774 八 碳 名称 2－甲基庚烷 2,2,4-三甲基戊烷 正辛烷 辛烯-1 乙基环己烷 邻二甲苯 20 0.7000 0.7033 0.7037 0.7193 0.7908 0.8847 -甲基苯乙烯 0.9110 九 碳 名称 正壬烷 20 0.7719
烃类组成与沸点和相对密度相关。
烃类——烷烃>环烷烃>芳烃 石油馏分 富含烷烃的馏分K值为12.5～13.0, 富含芳香烃的馏分K值为10～11。
名 称 正庚烷 2－甲基己 烷 甲基环己 烷
相对密 度， 0.684 0.6789 0.769
特性因 数，K 12.77 12.71 11.35 9.7 10.03 10.2
如何影响？
化学组成
分子间作用！
Байду номын сангаас
物理性质
分子间距
分子极性
分子空间结构和极性基团
第三节 石油及其产品的物理性质
重量特性 蒸发特性 流动特性 燃烧特性
组成结构对这 些特性的影响
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
1、纯物质
结构和化学组成均反映在基础物性上，物性为定值。
2、混合物 可加和性——分子可加 体积可加 不可和加——实测和估算
物性取决于：组成和结构
测定性质
“平均”
不确定组成
确定组成
五、主要内容： 石油物性的概念、测试方法、预测方法 石油加工与物性变化
六、学习与考试方式，参考材料
第二节 石油及产品的化学组成
用途：了解化学性质、原油分类、确定原油加工方案等 原油: 0.879 苯 大庆原油K＝12.5，
甲苯 0.867
胜利原油 K＝12.1。 来源：直接查图，或由其它物性通过关联式得到。 0.8802 邻二甲苯
3、平均分子质量
油品是烃类混合物，分子质量是各组分分子质量的加权平均值。 石油馏分的平均分子质量随沸点的升高而增大， 汽油馏分的平均分子质量大约为100～120， 煤油为180～200，轻柴油为210～240， 轻质润滑油为300～380，重质润滑油为370～470。
石油物性
(Physical Properties of Petroleum)
Crude Oil
Distillation Fractions
Products (Gasoline, Diesel, Lube base oil etc.)
Micro-structure
石油的化学组成
Macro-properties
C、油品的混合密度 当属性相近的两种或多种油品混合时，混合油品的密度可近似地
按可加性计算，
即m = ∑ i V i 计算时，m和i的温度必须相同。
当密度相差很大的两个组分混合时，由于体积往往没有可加性，
即混合后体积可能收缩，也可能膨胀。按上式计算导致较大的误差。
2、特性因数 ——表征石油馏分烃类组成，
石油的物理性质
石油的加工特性
与产品的使用性能
第一节 前言
一、研究石油物性的重要性 决定加工过程、产品质量、装置设计的关键性指标 二、物性研究的发展趋势
准确性高、更具理论根据的状态方程
基于更精确的结构分析结果，解决广泛的物性估算
三、物性研究的方法
测定 经验关联式 模型计算
理论与实验值的结合
四、物性与化学组成的关系
◎ 动力粘度 动力粘度是流体流动时，流体内部相邻两层相距 1cm，其接触面 积为1cm2，相对运动速度为1cm/s时所产生的阻力。 单位：SI制：帕•秒（Pa .S） ,cgs制：泊（P）和厘泊（CP）， 1 Pa .S = 10 P = 1000 cP
减 压 蒸 馏
加氢裂化 润滑油生产
元素组成：C、H、O、S、N、微量元素
石油的化学组成
烃类组成：烷烃、环烷烃、芳香烃
非烃类组成：含S、N、O化合物
单体烃: 用于石油气及低沸点石油组分 烃类组成 族组成: 仪器气相色谱（GC） 轻馏分 填充柱冲洗 结构族组成 : 中间馏分和重馏分
一般用易测的物理性质关联 如n-d-m法，B—L法
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。
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
dV F S dL
（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
1 2 3 4 5 6
油品 原油
相对密度 0.651.06
比重指数 86 2
汽油
煤油 柴油 润滑油
0.70 0.77
0.75 0.83 0.82 0.87 >0.85
70 52
57 39 41 31 <35
B、温度、压力对密度的影响 温度——对油品密度影响很大，温度升高时，油品体积膨胀， 因而密度减小 压力——由于液体是不可压缩的， 温度不太高时，压力对液体油品密度的影响忽略不计。 只有在极高的压力下才考虑外压的影响。
原油
电 化 学 脱 水 脱 盐
汽油馏分
异构化 催化重整
汽油调和组分 高辛烷值汽油或芳烃 航空煤油 液体石蜡 柴油调和组分
常 减 压 蒸 馏
航煤馏分 柴油馏分
精制与脱蜡 加氢或化学精制
常压渣油 催化裂化
催化裂化汽柴油
气体 汽煤柴油 润滑油基础油 石蜡 脱沥青油 减压渣油 脱沥青 沥青 延迟焦化 焦化汽油、柴油、蜡油 焦炭 减压馏分油
正丙基环己烷 0.7933 正丙苯 0.8613
不同原油、不同馏分密度比较
序号 馏分沸点范围， ℃
200～250 250～300 300～350 350～400 400～450 450～500
馏份油密度
大庆原油 0.8039 0.8167 0.8283 0.8368 0.8574 0.8723 羊三木原油 0.8630 0.8900 0.9100 0.9320 0.9433 0.9482