石油及油品的物理性質(zhì)課件

第3章石油及油品的物理性質(zhì)浙江海洋學(xué)院第3章石油及油品的物理性質(zhì)浙江海洋學(xué)院本章主要內(nèi)容第一節(jié)蒸氣壓、沸程和平均沸點(diǎn)第二節(jié)密度、特性因數(shù)和平均分子量第三節(jié)油品的粘度第四節(jié)油品的熱性質(zhì)第五節(jié)表面張力、折射率和溶解度第六節(jié)油品的燃燒性質(zhì)和低溫性質(zhì)2本章主要內(nèi)容第一節(jié)蒸氣壓、沸程和平均沸點(diǎn)2石油及油品的物理性質(zhì)石油及油品物理性質(zhì)的意義評(píng)定石油加工性能及油品使用質(zhì)量的重要指標(biāo)加工過程的控制參數(shù)設(shè)計(jì)煉油設(shè)備和裝置（工藝設(shè)計(jì)）的必要依據(jù)石油及油品物理性質(zhì)的特點(diǎn)是組成中各種化合物性質(zhì)的綜合表現(xiàn)，與化學(xué)組成密切相關(guān)性質(zhì)多通過條件性實(shí)驗(yàn)測(cè)定實(shí)際工作中廣泛使用經(jīng)驗(yàn)圖表和關(guān)聯(lián)式3石油及油品的物理性質(zhì)石油及油品物理性質(zhì)的意義3第一節(jié)蒸氣壓、沸程和平均沸點(diǎn)蒸氣壓是在某一溫度下一種物質(zhì)的液相與其上方的氣相呈平衡狀態(tài)時(shí)的壓力，也稱飽和蒸氣壓蒸氣壓反映了油品蒸發(fā)和氣化的能力，蒸氣壓愈高的液體愈易于氣化蒸氣壓是石油加工設(shè)備設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)，也是某些輕質(zhì)油品的質(zhì)量指標(biāo)一、蒸氣壓4第一節(jié)蒸氣壓、沸程和平均沸點(diǎn)蒸氣壓是在某一溫度下一種物質(zhì)一、蒸氣壓1、純烴的蒸氣壓取決于烴的本性，同一族烴類，同一溫度下，相對(duì)分子量較大的烴類蒸氣壓較小就某一種純烴而言，其蒸氣壓隨溫度的升高而增大5一、蒸氣壓1、純烴的蒸氣壓52、烴類混合物及石油餾分的蒸氣壓與純烴不同，烴類混合物的蒸氣壓不僅取決于溫度，同時(shí)也取決于其組成在一定的溫度下，只有其氣相、液相或整體組成一定，其蒸氣壓才是定值石油尤其是其中較重餾分的組成極其復(fù)雜，尚難以測(cè)定其單體烴組成，因此無法用Dalton-Raoult定律求取其蒸氣壓對(duì)于沸點(diǎn)范圍較窄的石油餾分（指實(shí)沸點(diǎn)蒸餾溫度差小于30℃的餾分），可根據(jù)其特性因數(shù)K和平均沸點(diǎn)查圖求62、烴類混合物及石油餾分的蒸氣壓6二、餾程1、純物質(zhì)的沸點(diǎn)對(duì)于液態(tài)純物質(zhì)，其飽和蒸氣壓等于外壓時(shí)的溫度，稱為該液體在該外壓下的沸點(diǎn)在一定的外壓下，液態(tài)純物質(zhì)的沸點(diǎn)為一定值。如不加說明，物質(zhì)的沸點(diǎn)一般都是指其在常壓下的沸騰溫度2、混合物的餾程當(dāng)液體為混合物時(shí)，在一定外壓下其沸騰溫度并不是恒定的，隨著氣化過程中液相里較重組分的不斷富集，其沸點(diǎn)會(huì)逐漸升高7二、餾程1、純物質(zhì)的沸點(diǎn)7餾程對(duì)于石油餾分這類組成復(fù)雜的混合物，一般常用沸點(diǎn)范圍來表征其蒸發(fā)和氣化性能沸點(diǎn)范圍又稱沸程或餾程石油餾分沸程的數(shù)值，會(huì)因所用的蒸餾設(shè)備不同而不同對(duì)于同一種油樣，當(dāng)采用分離精確度較高的蒸餾設(shè)備時(shí)，其沸程較寬，反之則較窄在列舉石油餾分的拂程數(shù)據(jù)時(shí)，需說明所用的蒸餾設(shè)備和方法在石油加工生產(chǎn)和設(shè)備計(jì)算中，常常是以餾程來簡(jiǎn)便地表征石油餾分的蒸發(fā)和氣化性能8餾程對(duì)于石油餾分這類組成復(fù)雜的混合物，一般常用沸點(diǎn)范圍來表征餾程3、石油餾分的餾程測(cè)定石油餾分的餾程是生產(chǎn)控制和工藝計(jì)算的重要數(shù)據(jù)條件性試驗(yàn)，蒸餾設(shè)備不同，測(cè)定結(jié)果不同常用ASTM蒸餾（美國材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)）或恩氏（Engler）蒸餾，按照GB6536-86規(guī)定的方法進(jìn)行的簡(jiǎn)單蒸餾樣品用量100ml（20℃）9餾程3、石油餾分的餾程測(cè)定9餾程初餾點(diǎn)：餾出第一滴冷凝液時(shí)的氣相溫度10%餾出溫度：餾出液達(dá)10ml時(shí)的氣相溫度20%～90%餾出溫度干點(diǎn)（終餾點(diǎn)）：當(dāng)氣相溫度升高到一定數(shù)值后，它就不再上升，反而回落，這個(gè)最高的氣相溫度稱為干點(diǎn)（drypoint）或終餾點(diǎn)（endpoint）有時(shí)也可根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格要求，以98%或97.5%時(shí)的餾出溫度來表示終餾溫度在大多數(shù)液體燃料規(guī)格中，只要求測(cè)定其具有代表性的10%、50%和90%的餾出溫度及干點(diǎn)10餾程初餾點(diǎn)：餾出第一滴冷凝液時(shí)的氣相溫度10餾程由于石油中部分相對(duì)分子質(zhì)量較大的組分對(duì)熱不穩(wěn)定，所以蒸餾時(shí)的液相溫度一般不能超過350℃，以免油品分解對(duì)于較重的石油餾分需要在減壓下進(jìn)行蒸餾，以降低其餾出溫度，然后借助有關(guān)的圖表或計(jì)算公式求得其相應(yīng)的常壓下的餾出溫度11餾程由于石油中部分相對(duì)分子質(zhì)量較大的組分對(duì)熱不穩(wěn)定，所以蒸餾三、平均沸點(diǎn)在求定石油餾分的各種物理參數(shù)時(shí)，為簡(jiǎn)化起見，常用平均沸點(diǎn)來表征其氣化性能。石油餾分的平均沸點(diǎn)的定義有下列五種12三、平均沸點(diǎn)在求定石油餾分的各種物理參數(shù)時(shí)，為簡(jiǎn)化起見，常用(1)體積平均沸點(diǎn)，tV℃(2)質(zhì)量平均沸點(diǎn)，tW，℃(3)實(shí)分子平均沸點(diǎn)，tm，℃(4)立方平均沸點(diǎn)，tcu，K(5)中平均沸點(diǎn)，tMe，℃13(1)體積平均沸點(diǎn)，tV℃13平均沸點(diǎn)只有tv可由餾程直接測(cè)定，其它由tv與餾程的斜率S查圖求定，或者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式換算上述五種平均沸點(diǎn)使用時(shí)要注明沸程<30℃，可以近似認(rèn)為相等14平均沸點(diǎn)只有tv可由餾程直接測(cè)定，其它由tv與餾程的斜率S查第二節(jié)密度、特性因數(shù)和平均分子量原油及油品的密度和相對(duì)密度在生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)中有重要意義，在原料及產(chǎn)品的計(jì)量及煉油裝置的設(shè)計(jì)等方面是必不可少的。油品的相對(duì)密度與其化學(xué)性質(zhì)有密切的內(nèi)在聯(lián)系，可以它為基礎(chǔ)關(guān)聯(lián)出其它重要的性質(zhì)參數(shù)。15第二節(jié)密度、特性因數(shù)和平均分子量原油及油品的密度和相對(duì)密第二節(jié)密度、特性因數(shù)和平均分子量1、幾個(gè)定義密度：物質(zhì)的質(zhì)量與其體積的比值，g/cm3、kg/m3，要注明溫度標(biāo)準(zhǔn)密度：20℃的密度相對(duì)密度：與規(guī)定溫度下標(biāo)準(zhǔn)物密度之比。比因?yàn)樗?℃時(shí)的密度等于1.00008g/cm3，所以通常以4℃水為基準(zhǔn)，將溫度t℃的油品密度對(duì)4℃時(shí)的水的密度之比稱相對(duì)密度，常用來表示。它在數(shù)值上等于油品在t℃時(shí)的密度一、密度和相對(duì)密度16第二節(jié)密度、特性因數(shù)和平均分子量1、幾個(gè)定義一、密度和相密度和相對(duì)密度我國常用的相對(duì)密度是，而歐美各國常用校正值?d的范圍為0.0037~0.0051，具體的數(shù)值可從有關(guān)圖表中查得比重指數(shù)APIo相對(duì)密度愈小的其APlo愈大，而相對(duì)密度愈大的則其APlo愈小17密度和相對(duì)密度我國常用的相對(duì)密度是，而歐美密度和相對(duì)密度2、油品密度與溫度、壓力的關(guān)系當(dāng)溫度升高時(shí)，油品的體積就會(huì)膨脹，密度和相對(duì)密度減小當(dāng)溫度變化不大時(shí)，油品的體積膨脹系數(shù)γ只隨油品相對(duì)密度的不同而有所變化，其范圍為0.0006～0.0010/℃

當(dāng)溫度在0～50℃范圍內(nèi)，不同溫度(t℃)下的相對(duì)密度可按下式換算18密度和相對(duì)密度2、油品密度與溫度、壓力的關(guān)系18密度和相對(duì)密度液體受壓后體積變化很小，通常壓力對(duì)液體油品密度的影響可以忽略；只有在幾十兆帕的極高壓力下才考慮壓力的影響3、混合油品的密度一般情況下，油品混合時(shí)，體積基本是可加的當(dāng)屬性相近的兩種或多種油品混合時(shí)，其混合物的密度可近似地按可加性計(jì)算但當(dāng)屬性相差很大的兩類組分（如烷烴和芳香烴）混合時(shí)，體積可能增大而密度相差懸殊的兩個(gè)組分（如重油和輕烴）混合時(shí)，體積可能收縮，必須加以校正19密度和相對(duì)密度液體受壓后體積變化很小，通常壓力對(duì)液體油品密度密度和相對(duì)密度4、密度與化學(xué)組成的關(guān)系烴類Ｃ６Ｃ７Ｃ８Ｃ９Ｃ１０正構(gòu)烷烴0.65940.68370.70250.71610.7300正構(gòu)α-烯烴0.67320.69700.71490.72920.7408正烷基環(huán)己烷0.77850.76940.78790.79360.7992正烷基苯0.87890.86700.86700.86200.8601各族烴類的相對(duì)密度20密度和相對(duì)密度4、密度與化學(xué)組成的關(guān)系烴類Ｃ６Ｃ７Ｃ８Ｃ密度和相對(duì)密度各族烴類的相對(duì)密度當(dāng)分子中碳原子數(shù)相同時(shí)，芳香烴的相對(duì)密度最大，環(huán)烷烴的次之，烷烴的最小，烯烴的稍大于烷烴的烴類的相對(duì)密度是與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)的，芳香烴的芳香環(huán)中的碳與碳之間的鍵長(zhǎng)最短，其結(jié)構(gòu)最緊湊，按每個(gè)碳原子計(jì)的分子體積最小，所以它的相對(duì)密度最大環(huán)烷烴的分子結(jié)構(gòu)較烷烴的緊湊，所以其相對(duì)密度也大于烷烴的就正構(gòu)烷烴和正烷基環(huán)己烷而言，其相對(duì)密度都是隨其相對(duì)分子質(zhì)量的增大而增大的而正烷基苯則不然，它們的相對(duì)密度則是隨其相對(duì)分子質(zhì)量的增大而減小的，這是由于當(dāng)其相對(duì)分子質(zhì)量增大時(shí)，其苯環(huán)在分子結(jié)構(gòu)中所占的比重下降所致21密度和相對(duì)密度各族烴類的相對(duì)密度21密度和相對(duì)密度石油餾分的相對(duì)密度不同原油的相同沸程的餾分的相對(duì)密度是有差別的，而且是與原油的基屬有關(guān)，其大小順序?yàn)椋涵h(huán)烷基的＞中間基的＞石蠟基的環(huán)烷基原油的餾分中環(huán)烷烴及芳香烴含量較高，所以其相對(duì)密度也較大，而石蠟基原油的相應(yīng)餾分中則烷烴含量較高，因而其相對(duì)密度較小對(duì)于沸點(diǎn)范圍相近的餾分，根據(jù)其密度的大小即可大致判明其化學(xué)屬性22密度和相對(duì)密度石油餾分的相對(duì)密度22密度和相對(duì)密度石油中各餾分的相對(duì)密度是隨其沸程的升高而增大的，這一方面是由于相對(duì)分子質(zhì)量的增大，但更重要的是由于較重的餾分中芳香烴的含量一般較高油品相對(duì)密度，油品相對(duì)密度，原油0.8～1.0輕柴油0.82～0.87汽油0.74～0.77減壓餾分0.85～0.94航空煤油0.78～0.83減壓渣油0.92～1.00原油及其餾分的相對(duì)密度的一般范圍23密度和相對(duì)密度石油中各餾分的相對(duì)密度是隨其沸程的升高而增大的二、特性因數(shù)K特性因數(shù)K，又稱WatsonK或UOPK，是油品平均沸點(diǎn)和相對(duì)密度的函數(shù)1、純烴的特性因數(shù)烷烴：～12.7環(huán)烷烴：11～12芳香烴：10～1124二、特性因數(shù)K特性因數(shù)K，又稱WatsonK或UOPK，特性因數(shù)K2、石油餾分的特性因數(shù)富含烷烴的餾分：K=12.5～13.0富含芳烴的餾分：K=10.0～11.0是表征油品化學(xué)組成的重要參數(shù)可用來關(guān)聯(lián)油品的其它物理性質(zhì)二次加工產(chǎn)物，含大量的烯烴、二烯烴和芳烴，K不能用來反映其化學(xué)屬性25特性因數(shù)K2、石油餾分的特性因數(shù)25三、平均分子量由于石油及其產(chǎn)品都是復(fù)雜的混合物，而所含化合物的分子量是各不相同的，范圍往往很寬，所以只能用平均分子量來加以表征1、數(shù)均分子量應(yīng)用最廣泛的一種平均分子量，它是根據(jù)溶液的依數(shù)性來測(cè)定的26三、平均分子量由于石油及其產(chǎn)品都是復(fù)雜的混合物，而所含化合物平均分子量2、重均分子量在石油上應(yīng)用較少，用光散射等方法測(cè)定對(duì)同一個(gè)混合體系，兩者是不相等的，這是由于混合物中低分子量部分對(duì)影響較大，而主要受其中高分子量部分的影響一般而言，>,/的比值（多分散系數(shù)），可以表征該體系的多分散程度，體系中分子量范圍越寬，比值越大27平均分子量2、重均分子量27平均分子量3、數(shù)均分子量的測(cè)定方法冰點(diǎn)下降法，適用于輕餾分（<350℃）蒸氣壓滲透法（VPO法），只能測(cè)定沸點(diǎn)350℃以上的樣品，分子量上限35000經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)方法28平均分子量3、數(shù)均分子量的測(cè)定方法28石油各餾分的平均相對(duì)分子質(zhì)量餾分沸點(diǎn)范圍，℃碳數(shù)范圍平均碳數(shù)分子量汽油餾分＜2005～118100～120輕柴油餾分200～35011～2016220～240減壓餾分350～50020～3530370～400減壓渣油＞500＞3570900～110029石油各餾分的平均相對(duì)分子質(zhì)量餾分沸點(diǎn)范圍，℃碳數(shù)范圍平均碳數(shù)第三節(jié)油品的流動(dòng)性一、粘度的定義粘度是評(píng)定油品流動(dòng)性的指標(biāo)，是油品特別是潤(rùn)滑油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的重要項(xiàng)目，也是煉油工藝計(jì)算中不可缺少的物理性質(zhì)任何真實(shí)的流體，當(dāng)其內(nèi)部分子之間作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)都會(huì)因流體分子之間的摩擦而產(chǎn)生內(nèi)部阻力粘度值就是用以表示流體運(yùn)動(dòng)時(shí)分子間摩擦阻力大小的指標(biāo)30第三節(jié)油品的流動(dòng)性一、粘度的定義30粘度的定義1、動(dòng)力粘度（η，μ）又稱動(dòng)力粘度，由牛頓剪切定律得出在過去所用的c·g·s制中，絕對(duì)粘度(η)的單位是泊(P，poise)，其百分之一是厘泊(cP，centipoise)在現(xiàn)用的SI制中它的單位是Pa·s這兩者的關(guān)系是1Pa·s=1000cp=10p31粘度的定義1、動(dòng)力粘度（η，μ）31粘度的定義2、運(yùn)動(dòng)粘度（ν）在石油產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中常用的粘度是運(yùn)動(dòng)粘度運(yùn)動(dòng)粘度是絕對(duì)粘度η與相同溫度和壓力下該液體密度ρ的比值在c·g·s制中運(yùn)動(dòng)粘度是斯（Stoke），共百分之一為厘斯（cSt，centistoke）現(xiàn)按SI制改以mm2/s為單位這兩者的關(guān)系是1cSt=1mm2/s32粘度的定義2、運(yùn)動(dòng)粘度（ν）32粘度的定義3、條件粘度在一定溫度下，在一定儀器中，使一定體積的油品流出，以其流出時(shí)間與同體積的水流出時(shí)間之比，作為粘度值恩式粘度（EnglerViscosity）油品從恩式粘度計(jì)流出200ml的時(shí)間與同體積的水在20℃流出的時(shí)間之比恩式粘度源于德國目前我國的燃料油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中仍用思氏粘度作為指標(biāo)33粘度的定義3、條件粘度33粘度的定義賽式粘度（SayboltViscosity）它是以60ml油品從賽式粘度計(jì)中流出時(shí)間（s）作為指標(biāo)具體有賽式通用粘度（SUS）、賽式重油粘度（SFS）美國習(xí)慣用賽氏通用粘度作為潤(rùn)滑油的指標(biāo)雷式粘度（RedwoodViscosity）它是以50ml油品從雷式粘度計(jì)中流出時(shí)間（s）作為指標(biāo)英國采用的是雷氏粘度34粘度的定義賽式粘度（SayboltViscosity）34粘度的定義這幾種粘度之間的近似數(shù)值關(guān)系為：運(yùn)動(dòng)粘度（mm2/s） 1恩式粘度（E） 0.132賽式通用粘度（SUS） 4.62雷式粘度（RIS） 4.0535粘度的定義這幾種粘度之間的近似數(shù)值關(guān)系為：35二、粘度的測(cè)定方法1、毛細(xì)管粘度計(jì)用來測(cè)定牛頓體系的運(yùn)動(dòng)粘度36二、粘度的測(cè)定方法1、毛細(xì)管粘度計(jì)36粘度的測(cè)定方法2、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)毛細(xì)管粘度計(jì)只能用來測(cè)定屬于牛頓型體系的油品粘度對(duì)于非牛頓型體系的流體，由于其粘度是剪切速率的函數(shù)，故不能用毛細(xì)管粘度計(jì)，而需用旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)來測(cè)定其流變特性37粘度的測(cè)定方法2、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)37三、粘度與化學(xué)組成的關(guān)系粘度既然反映液體內(nèi)部分子間的摩擦力，必然與分子的大小、結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系對(duì)于同一系列的烴類，化合物的分子量越大，粘度越大分子量相近時(shí)，環(huán)狀分子的粘度大于鏈狀分子，環(huán)數(shù)越多，粘度越大，因此有“環(huán)狀結(jié)構(gòu)是粘度載體”的說法分子中環(huán)數(shù)相同，側(cè)鏈越長(zhǎng)，則其粘度越大38三、粘度與化學(xué)組成的關(guān)系粘度既然反映液體內(nèi)部分子間的摩擦力，四、粘度與溫度的關(guān)系油品粘度隨溫度變化的性質(zhì)稱為粘溫性質(zhì)。油品的粘度是隨其溫度的升高而減小。粘溫性質(zhì)好的油品，其粘度隨溫度變化的幅度較小油品粘溫性質(zhì)的表示方法常用的有兩種，即粘度比和粘度指數(shù)。

39四、粘度與溫度的關(guān)系油品粘度隨溫度變化的性質(zhì)稱為粘溫性質(zhì)2、粘度－溫度關(guān)系的表示方法（1）粘度指數(shù)（ViscosityIndex,VI)目前世界上通用的表征粘溫性質(zhì)的指標(biāo)，我國目前也采用此指標(biāo)H油：粘溫性質(zhì)良好的賓夕法尼亞原油，所有窄餾分的粘度指數(shù)人為地規(guī)定為100L油：粘溫性質(zhì)不好的得克薩斯海灣沿岸原油，所有窄餾分的粘度指數(shù)人為地規(guī)定為0一般油樣的粘度指數(shù)介于兩者之間，粘度指數(shù)越大表明其粘－溫性質(zhì)越好402、粘度－溫度關(guān)系的表示方法（1）粘度指數(shù)（Viscosit粘度－溫度關(guān)系的表示方法（2）粘度比通常指50℃下的運(yùn)動(dòng)粘度與其100℃下運(yùn)動(dòng)粘度之比，即ν50℃/ν100℃對(duì)于粘度水平相當(dāng)?shù)挠推罚@個(gè)比值越小，表示該油品的粘一溫性質(zhì)越好但當(dāng)粘度水平相差較大時(shí)，則不能用粘度比進(jìn)行比較41粘度－溫度關(guān)系的表示方法（2）粘度比413、粘溫性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系正構(gòu)烷烴的粘溫性質(zhì)最好，分支程度越大，粘溫性質(zhì)越差環(huán)狀烴（環(huán)烷烴、芳香烴）比鏈烴差，環(huán)數(shù)越多，粘溫性質(zhì)越差環(huán)數(shù)相同時(shí)，側(cè)鏈越長(zhǎng)，粘溫性質(zhì)越好烴類中除正構(gòu)烷烴的粘－溫性質(zhì)最好外，帶有少分支長(zhǎng)烷基側(cè)鏈的少環(huán)烴類和分支程度不大的異構(gòu)烷烴的粘－溫性質(zhì)也是比較好的而多環(huán)短側(cè)鏈的環(huán)狀烴類的粘－溫性質(zhì)是很差的423、粘溫性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系正構(gòu)烷烴的粘溫性質(zhì)最好，分支程度五、粘度與壓力的關(guān)系當(dāng)液體所受的壓力增大時(shí)，其分子間的距離縮小，引力也就增強(qiáng)，導(dǎo)致其粘度增大對(duì)于石油產(chǎn)品而言，只有當(dāng)壓力大到20MPa時(shí)對(duì)粘度才有顯著的影響，如壓力達(dá)到35MPa時(shí)，油品的粘度約為常壓下的兩倍當(dāng)壓力進(jìn)一步增加時(shí)，粘度的變化率增大，直至使油品變成膏狀半固體43五、粘度與壓力的關(guān)系當(dāng)液體所受的壓力增大時(shí)，其分子間的距離縮六、石油餾分的粘度和粘溫性質(zhì)石油各餾分的粘度都是隨其沸程的升高而增大的沸程升高，相對(duì)分子質(zhì)量增大沸程升高，餾分中環(huán)狀烴含量增大－－重要原因沸程相同時(shí)的粘度，石蠟基<中間基<環(huán)烷基粘溫性質(zhì)，石蠟基>中間基>環(huán)烷基這是由其化學(xué)組成所決定的在石蠟基原油中含有較多的粘度較小的、粘－溫性質(zhì)較好的烷烴和少環(huán)長(zhǎng)側(cè)鏈的環(huán)狀烴而在環(huán)烷基原油中，則含較多的粘度較大而粘－溫性質(zhì)不好的多環(huán)短側(cè)鏈的環(huán)狀烴44六、石油餾分的粘度和粘溫性質(zhì)石油各餾分的粘度都是隨其沸程的升七、油品的混合粘度實(shí)踐證明，粘度沒有可加性相混合的兩油品的組成及性質(zhì)相差越遠(yuǎn)、粘度相差越大，則混合后實(shí)測(cè)的粘度與用加和法計(jì)算出的粘度兩者相差就越大如不便實(shí)測(cè)時(shí)，可根據(jù)需混合的兩種油品的粘度值查圖求取45七、油品的混合粘度實(shí)踐證明，粘度沒有可加性45第四節(jié)油品的熱性質(zhì)在石油加工過程中，石油餾分的溫度、壓力和相態(tài)都可能發(fā)生變化，并伴有熱效應(yīng)要計(jì)算熱效應(yīng)，必須知道焓值、質(zhì)量熱容、氣化潛熱等熱性質(zhì)另外，熱性質(zhì)還可用來關(guān)聯(lián)石油餾分的其它物性參數(shù)46第四節(jié)油品的熱性質(zhì)在石油加工過程中，石油餾分的溫度、壓力一、焓1、焓的定義焓又稱熱函，是體系的熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)之一，用H表示：H=U+PV，U、P、V分別代表體系的內(nèi)能、壓力和體積焓的量綱與能量相同焓是體系的單值函數(shù)，其增量?jī)H決定于體系的始末狀態(tài)，與變化的途徑無關(guān)焓是體系的容量性質(zhì)焓的絕對(duì)值無法測(cè)定，只能測(cè)定其變化值47一、焓1、焓的定義47焓的定義人為規(guī)定某個(gè)狀態(tài)下的焓值為零，稱該狀態(tài)為基準(zhǔn)態(tài)，可將體系從基準(zhǔn)狀態(tài)變化到指定狀態(tài)時(shí)所發(fā)生的焓變稱為該體系在指定狀態(tài)下的焓值基準(zhǔn)態(tài)：1atm，0℃48焓的定義人為規(guī)定某個(gè)狀態(tài)下的焓值為零，稱該狀態(tài)為基準(zhǔn)態(tài)，可將2、石油餾分的焓值石油餾分的焓值是溫度、壓力及其它性質(zhì)的函數(shù)同一溫度下，密度小、K值大的油品焓值高烷烴的焓值高于芳香烴的輕餾分的焓值高于重餾分的壓力對(duì)氣相餾分的影響較大，壓力高時(shí)需要校正低壓下（Pr<1），壓力對(duì)液相餾分的影響可以忽略492、石油餾分的焓值石油餾分的焓值是溫度、壓力及其它性質(zhì)的函數(shù)二、質(zhì)量熱容1、定義單位質(zhì)量的物質(zhì)溫度升高1℃所吸收的熱量稱為該物質(zhì)的質(zhì)量熱容C，單位是kJ/kg·℃在工藝計(jì)算中，為簡(jiǎn)便起見，常采用平均質(zhì)量熱容若溫度變化范圍不大，則可近似地取平均溫度(T1+T2)/2處的質(zhì)量熱容為平均質(zhì)量熱容。但是，當(dāng)溫度變化范圍較寬或接近臨界點(diǎn)時(shí)，則不能這樣計(jì)算50二、質(zhì)量熱容1、定義50質(zhì)量熱容的定義質(zhì)量熱容C與溫度有關(guān)，也與P、V的變化有關(guān)等容質(zhì)量熱容等壓質(zhì)量熱容51質(zhì)量熱容的定義質(zhì)量熱容C與溫度有關(guān)，也與P、V的變化有關(guān)512、烴類的質(zhì)量熱容不論氣體、液體，溫度升高，C變大壓力對(duì)液態(tài)烴的C影響可以忽略氣態(tài)烴，壓力升高，C增加液態(tài)烴的C值小于水的C液態(tài)烴在25℃下范圍是：1.6～3.0kJ/kg·℃，水為4.2kJ/kg·℃；分子量接近時(shí)C的大小：烷烴>環(huán)烷烴>芳香烴522、烴類的質(zhì)量熱容不論氣體、液體，溫度升高，C變大52三、氣化熱1、定義單位質(zhì)量的物質(zhì)在一定溫度下由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)時(shí)所吸收的熱量稱為氣化熱，單位是kJ/kg氣化熱隨溫度、壓力而變化，溫度、壓力升高，氣化熱變小通常所說的氣化熱是常壓下的氣化熱53三、氣化熱1、定義532、烴類的氣化熱烴類的氣化熱比水小許多烴類的氣化熱約為～300kJ/kg水的氣化熱為2250kJ/kg烴類分子量增大，氣化熱降低烴類分子量相近時(shí)氣化熱的大小烷烴≈環(huán)烷烴<芳香烴542、烴類的氣化熱烴類的氣化熱比水小許多54第五節(jié)表面張力、折射率和溶解度一、表面張力1、定義液體表面分子不同于其內(nèi)部分子，表面分子受上方氣相分子的引力遠(yuǎn)小于受下方液體分子的引力，這種內(nèi)向引力使液體有盡量縮小其表面積的傾向表面張力定義為液體表面相鄰兩部分單位長(zhǎng)度上的相互牽引力，其方向與液面相切且與分界線垂直，單位為N/m，用δ表示55第五節(jié)表面張力、折射率和溶解度一、表面張力55烴類的表面張力溫度、分子量相近時(shí)，表面張力的大?。悍枷銦N>環(huán)烷烴>烷烴溫度升高，表面張力降低；正構(gòu)烷烴，分子量增加，表面張力變大環(huán)烷烴，分子量增加，表面張力變化不定芳香烴，分子量增加，表面張力變化不大56烴類的表面張力溫度、分子量相近時(shí)，表面張力的大?。?63、石油餾分的表面張力常溫下，油品的表面張力在(24～39)×10-3N/m，其中汽油 26×10-3N/m煤油 30×10-3N/m潤(rùn)滑油 34×10-3N/m未經(jīng)精制的石油餾分中還含有一些非烴類物質(zhì)，它們一般具有表面活性，會(huì)在表面富集從而降低體系的表面張力573、石油餾分的表面張力常溫下，油品的表面張力在(24～39)二、折射率1、定義折射率是光在真空中與在介質(zhì)中的速度之比，其數(shù)值大于1.0油品的折射率一方面取決于其化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)，另一方面還取決于溫度及入射光的波長(zhǎng)常用的測(cè)定折射率的儀器是阿貝折光儀這種折光儀的光源雖然是陽光或電燈，但因其中裝有消除色散的補(bǔ)償器，所測(cè)得的是鈉黃光的D線（波長(zhǎng)589.3納米）的折射率，用nD表示58二、折射率1、定義58折射率折射率受溫度的影響，溫度升高，折射率降低γ為折射率的溫度系數(shù)，其值大體在0.0004~0.0006之間可以從溫度為t0℃時(shí)測(cè)得的折射率估算溫度為t℃時(shí)的折射率對(duì)于一般油品，常在20℃下測(cè)定其折射率而對(duì)于含蠟較多、熔點(diǎn)較高的油品，則須在70℃下測(cè)定其折射率59折射率折射率受溫度的影響，溫度升高，折射率降低592、烴類的折光率各族烴類中折射率的大?。和闊N<環(huán)烷烴<芳香烴烷烴和環(huán)烷烴的折射率隨分子量的增大而增大單環(huán)芳香烴的折射率隨分子量的增大而降低602、烴類的折光率各族烴類中折射率的大小：烷烴<環(huán)烷烴<芳香烴三、溶解度油品－溶劑、油品－水的相平衡問題所涉及的大量的是溶解度的問題1、臨界溶解溫度烴類在溶劑中的溶解度主要取決于烴類和溶劑分子的相似程度，兩者的分子結(jié)構(gòu)越相似，溶解度越大升高溫度，也會(huì)使溶解度增大，當(dāng)溫度升高至兩者完全互溶，兩相界面消失，此時(shí)的溫度稱為臨界溶解溫度61三、溶解度油品－溶劑、油品－水的相平衡問題所涉及的大量的是溶臨界溶解溫度臨界溶解溫度越低，表明互溶能力強(qiáng)，分子結(jié)構(gòu)相似程度大溶劑比不同，臨界溶解溫度不同苯胺點(diǎn)就是以苯胺為溶劑，與油品按體積比1:1混合時(shí)的臨界互溶溫度碳原子數(shù)相同，多環(huán)芳的苯胺點(diǎn)香烴最低，單環(huán)芳烴的次之，環(huán)烷烴和烯烴的居中，烷烴的最高同一族烴，分子量越大，苯胺點(diǎn)越高62臨界溶解溫度臨界溶解溫度越低，表明互溶能力強(qiáng)，分子結(jié)構(gòu)相似程2、水在油品中溶解度水在油品中的溶解度雖然很小，但隨溫度升高會(huì)增大，當(dāng)溫度降低以后，溶解的水會(huì)重新析出，成為游離水，影響油罐底部的游離水日益增多使油品的低溫性能變差使油品的儲(chǔ)存安定性變壞引起設(shè)備腐蝕632、水在油品中溶解度水在油品中的溶解度雖然很小，但隨溫度升高水在油品中溶解度水在不同烴類中的溶解度有較大差別水的溶解度：芳香烴、烯烴>烷烴、環(huán)烷烴碳數(shù)相同，環(huán)烷烴<烷烴純烴中加入其它組分會(huì)顯著影響其溶解度64水在油品中溶解度水在不同烴類中的溶解度有較大差別64第六節(jié)油品的燃燒性質(zhì)和低溫性質(zhì)一、閃點(diǎn)、燃點(diǎn)和自燃點(diǎn)這些性質(zhì)與油品的爆炸、燃燒有關(guān)，對(duì)油品儲(chǔ)存和安全使用有重要意義1、爆炸范圍－閃點(diǎn)在加入油品時(shí)，隨著油品溫度的上升，油品上方空氣中的油氣濃度逐漸增大，當(dāng)用外在火源去引燃油氣混合氣時(shí)，在一定濃度范圍內(nèi)，油品上方會(huì)出現(xiàn)瞬間閃火現(xiàn)象，這一濃度范圍稱為爆炸范圍，其上限濃度稱爆炸上限，下限濃度稱爆炸下限65第六節(jié)油品的燃燒性質(zhì)和低溫性質(zhì)一、閃點(diǎn)、燃點(diǎn)和自燃點(diǎn)65閃點(diǎn)、燃點(diǎn)和自燃點(diǎn)閃點(diǎn)－－是指在常壓下油氣混合氣濃度達(dá)到爆炸范圍時(shí)油品的溫度閃點(diǎn)可以更直觀地描述油品的安全性重質(zhì)油品中混入少量低沸點(diǎn)油品后，閃點(diǎn)會(huì)大大降低閃點(diǎn)的測(cè)定：開口杯和閉口杯法66閃點(diǎn)、燃點(diǎn)和自燃點(diǎn)閃點(diǎn)－－是指在常壓下油氣混合氣濃度達(dá)到爆炸閃點(diǎn)、燃點(diǎn)和自燃點(diǎn)2、燃點(diǎn)－自燃點(diǎn)燃點(diǎn)－－油品在規(guī)定條件下加熱到能被外部火源引燃并連續(xù)燃燒不少于5秒鐘時(shí)的溫度自燃點(diǎn)－－如果油品被預(yù)先隔絕空氣加熱到很高溫度，然后與空氣接觸，油品發(fā)生劇烈的氧化而產(chǎn)生火焰自行燃燒，這時(shí)的油溫稱為自燃點(diǎn)油品越輕，其閃點(diǎn)和燃點(diǎn)越低而自燃點(diǎn)越高67閃點(diǎn)、燃點(diǎn)和自燃點(diǎn)2、燃點(diǎn)－自燃點(diǎn)67二、油品的低溫性質(zhì)各種油品都有可能在低溫下使用，其低溫性質(zhì)就是重要的指標(biāo)1、油品凝固的本質(zhì)粘溫凝固：含蠟少的油品，當(dāng)溫度降低，粘度增大，油品逐漸喪失流動(dòng)性，這種凝固方式稱為粘溫凝固構(gòu)造凝固：含蠟多的油品，當(dāng)溫度降低，蠟會(huì)結(jié)晶析出并形成結(jié)構(gòu)骨架，將油包裹在其中，使整個(gè)油品喪失流動(dòng)性，這種凝固方式稱為構(gòu)造凝固68二、油品的低溫性質(zhì)各種油品都有可能在低溫下使用，其低溫性質(zhì)就油品的低溫性質(zhì)2、凝點(diǎn)、冷濾點(diǎn)、濁點(diǎn)和結(jié)晶點(diǎn)凝點(diǎn)－－油品是一種復(fù)雜的混合物，它沒有固定的“凝點(diǎn)”，所謂的凝點(diǎn)是在規(guī)定的儀器中，按一定的試驗(yàn)條件測(cè)得油品失去流動(dòng)性時(shí)的溫度冷濾點(diǎn)－－按照SH/T0248規(guī)定的測(cè)定條件，當(dāng)試油通過過渡器的流量每分鐘下足20mL時(shí)的最高溫度69油品的低溫性質(zhì)2、凝點(diǎn)、冷濾點(diǎn)、濁點(diǎn)和結(jié)晶點(diǎn)69油品的低溫性質(zhì)濁點(diǎn)－－油品在試驗(yàn)條件下，因?yàn)殚_始烴類的微晶?；蛩F而使油品呈現(xiàn)渾濁時(shí)的最高溫度結(jié)晶點(diǎn)－－在測(cè)定濁點(diǎn)之后，繼續(xù)冷卻油樣，直至油中出現(xiàn)肉眼看得見的晶體，此時(shí)的溫度即結(jié)晶點(diǎn)70油品的低溫性質(zhì)濁點(diǎn)－－油品在試驗(yàn)條件下，因?yàn)殚_始烴類的微晶粒第3章石油及油品的物理性質(zhì)浙江海洋學(xué)院第3章石油及油品的物理性質(zhì)浙江海洋學(xué)院本章主要內(nèi)容第一節(jié)蒸氣壓、沸程和平均沸點(diǎn)第二節(jié)密度、特性因數(shù)和平均分子量第三節(jié)油品的粘度第四節(jié)油品的熱性質(zhì)第五節(jié)表面張力、折射率和溶解度第六節(jié)油品的燃燒性質(zhì)和低溫性質(zhì)72本章主要內(nèi)容第一節(jié)蒸氣壓、沸程和平均沸點(diǎn)2石油及油品的物理性質(zhì)石油及油品物理性質(zhì)的意義評(píng)定石油加工性能及油品使用質(zhì)量的重要指標(biāo)加工過程的控制參數(shù)設(shè)計(jì)煉油設(shè)備和裝置（工藝設(shè)計(jì)）的必要依據(jù)石油及油品物理性質(zhì)的特點(diǎn)是組成中各種化合物性質(zhì)的綜合表現(xiàn)，與化學(xué)組成密切相關(guān)性質(zhì)多通過條件性實(shí)驗(yàn)測(cè)定實(shí)際工作中廣泛使用經(jīng)驗(yàn)圖表和關(guān)聯(lián)式73石油及油品的物理性質(zhì)石油及油品物理性質(zhì)的意義3第一節(jié)蒸氣壓、沸程和平均沸點(diǎn)蒸氣壓是在某一溫度下一種物質(zhì)的液相與其上方的氣相呈平衡狀態(tài)時(shí)的壓力，也稱飽和蒸氣壓蒸氣壓反映了油品蒸發(fā)和氣化的能力，蒸氣壓愈高的液體愈易于氣化蒸氣壓是石油加工設(shè)備設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)，也是某些輕質(zhì)油品的質(zhì)量指標(biāo)一、蒸氣壓74第一節(jié)蒸氣壓、沸程和平均沸點(diǎn)蒸氣壓是在某一溫度下一種物質(zhì)一、蒸氣壓1、純烴的蒸氣壓取決于烴的本性，同一族烴類，同一溫度下，相對(duì)分子量較大的烴類蒸氣壓較小就某一種純烴而言，其蒸氣壓隨溫度的升高而增大75一、蒸氣壓1、純烴的蒸氣壓52、烴類混合物及石油餾分的蒸氣壓與純烴不同，烴類混合物的蒸氣壓不僅取決于溫度，同時(shí)也取決于其組成在一定的溫度下，只有其氣相、液相或整體組成一定，其蒸氣壓才是定值石油尤其是其中較重餾分的組成極其復(fù)雜，尚難以測(cè)定其單體烴組成，因此無法用Dalton-Raoult定律求取其蒸氣壓對(duì)于沸點(diǎn)范圍較窄的石油餾分（指實(shí)沸點(diǎn)蒸餾溫度差小于30℃的餾分），可根據(jù)其特性因數(shù)K和平均沸點(diǎn)查圖求762、烴類混合物及石油餾分的蒸氣壓6二、餾程1、純物質(zhì)的沸點(diǎn)對(duì)于液態(tài)純物質(zhì)，其飽和蒸氣壓等于外壓時(shí)的溫度，稱為該液體在該外壓下的沸點(diǎn)在一定的外壓下，液態(tài)純物質(zhì)的沸點(diǎn)為一定值。如不加說明，物質(zhì)的沸點(diǎn)一般都是指其在常壓下的沸騰溫度2、混合物的餾程當(dāng)液體為混合物時(shí)，在一定外壓下其沸騰溫度并不是恒定的，隨著氣化過程中液相里較重組分的不斷富集，其沸點(diǎn)會(huì)逐漸升高77二、餾程1、純物質(zhì)的沸點(diǎn)7餾程對(duì)于石油餾分這類組成復(fù)雜的混合物，一般常用沸點(diǎn)范圍來表征其蒸發(fā)和氣化性能沸點(diǎn)范圍又稱沸程或餾程石油餾分沸程的數(shù)值，會(huì)因所用的蒸餾設(shè)備不同而不同對(duì)于同一種油樣，當(dāng)采用分離精確度較高的蒸餾設(shè)備時(shí)，其沸程較寬，反之則較窄在列舉石油餾分的拂程數(shù)據(jù)時(shí)，需說明所用的蒸餾設(shè)備和方法在石油加工生產(chǎn)和設(shè)備計(jì)算中，常常是以餾程來簡(jiǎn)便地表征石油餾分的蒸發(fā)和氣化性能78餾程對(duì)于石油餾分這類組成復(fù)雜的混合物，一般常用沸點(diǎn)范圍來表征餾程3、石油餾分的餾程測(cè)定石油餾分的餾程是生產(chǎn)控制和工藝計(jì)算的重要數(shù)據(jù)條件性試驗(yàn)，蒸餾設(shè)備不同，測(cè)定結(jié)果不同常用ASTM蒸餾（美國材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)）或恩氏（Engler）蒸餾，按照GB6536-86規(guī)定的方法進(jìn)行的簡(jiǎn)單蒸餾樣品用量100ml（20℃）79餾程3、石油餾分的餾程測(cè)定9餾程初餾點(diǎn)：餾出第一滴冷凝液時(shí)的氣相溫度10%餾出溫度：餾出液達(dá)10ml時(shí)的氣相溫度20%～90%餾出溫度干點(diǎn)（終餾點(diǎn)）：當(dāng)氣相溫度升高到一定數(shù)值后，它就不再上升，反而回落，這個(gè)最高的氣相溫度稱為干點(diǎn)（drypoint）或終餾點(diǎn)（endpoint）有時(shí)也可根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格要求，以98%或97.5%時(shí)的餾出溫度來表示終餾溫度在大多數(shù)液體燃料規(guī)格中，只要求測(cè)定其具有代表性的10%、50%和90%的餾出溫度及干點(diǎn)80餾程初餾點(diǎn)：餾出第一滴冷凝液時(shí)的氣相溫度10餾程由于石油中部分相對(duì)分子質(zhì)量較大的組分對(duì)熱不穩(wěn)定，所以蒸餾時(shí)的液相溫度一般不能超過350℃，以免油品分解對(duì)于較重的石油餾分需要在減壓下進(jìn)行蒸餾，以降低其餾出溫度，然后借助有關(guān)的圖表或計(jì)算公式求得其相應(yīng)的常壓下的餾出溫度81餾程由于石油中部分相對(duì)分子質(zhì)量較大的組分對(duì)熱不穩(wěn)定，所以蒸餾三、平均沸點(diǎn)在求定石油餾分的各種物理參數(shù)時(shí)，為簡(jiǎn)化起見，常用平均沸點(diǎn)來表征其氣化性能。石油餾分的平均沸點(diǎn)的定義有下列五種82三、平均沸點(diǎn)在求定石油餾分的各種物理參數(shù)時(shí)，為簡(jiǎn)化起見，常用(1)體積平均沸點(diǎn)，tV℃(2)質(zhì)量平均沸點(diǎn)，tW，℃(3)實(shí)分子平均沸點(diǎn)，tm，℃(4)立方平均沸點(diǎn)，tcu，K(5)中平均沸點(diǎn)，tMe，℃83(1)體積平均沸點(diǎn)，tV℃13平均沸點(diǎn)只有tv可由餾程直接測(cè)定，其它由tv與餾程的斜率S查圖求定，或者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式換算上述五種平均沸點(diǎn)使用時(shí)要注明沸程<30℃，可以近似認(rèn)為相等84平均沸點(diǎn)只有tv可由餾程直接測(cè)定，其它由tv與餾程的斜率S查第二節(jié)密度、特性因數(shù)和平均分子量原油及油品的密度和相對(duì)密度在生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)中有重要意義，在原料及產(chǎn)品的計(jì)量及煉油裝置的設(shè)計(jì)等方面是必不可少的。油品的相對(duì)密度與其化學(xué)性質(zhì)有密切的內(nèi)在聯(lián)系，可以它為基礎(chǔ)關(guān)聯(lián)出其它重要的性質(zhì)參數(shù)。85第二節(jié)密度、特性因數(shù)和平均分子量原油及油品的密度和相對(duì)密第二節(jié)密度、特性因數(shù)和平均分子量1、幾個(gè)定義密度：物質(zhì)的質(zhì)量與其體積的比值，g/cm3、kg/m3，要注明溫度標(biāo)準(zhǔn)密度：20℃的密度相對(duì)密度：與規(guī)定溫度下標(biāo)準(zhǔn)物密度之比。比因?yàn)樗?℃時(shí)的密度等于1.00008g/cm3，所以通常以4℃水為基準(zhǔn)，將溫度t℃的油品密度對(duì)4℃時(shí)的水的密度之比稱相對(duì)密度，常用來表示。它在數(shù)值上等于油品在t℃時(shí)的密度一、密度和相對(duì)密度86第二節(jié)密度、特性因數(shù)和平均分子量1、幾個(gè)定義一、密度和相密度和相對(duì)密度我國常用的相對(duì)密度是，而歐美各國常用校正值?d的范圍為0.0037~0.0051，具體的數(shù)值可從有關(guān)圖表中查得比重指數(shù)APIo相對(duì)密度愈小的其APlo愈大，而相對(duì)密度愈大的則其APlo愈小87密度和相對(duì)密度我國常用的相對(duì)密度是，而歐美密度和相對(duì)密度2、油品密度與溫度、壓力的關(guān)系當(dāng)溫度升高時(shí)，油品的體積就會(huì)膨脹，密度和相對(duì)密度減小當(dāng)溫度變化不大時(shí)，油品的體積膨脹系數(shù)γ只隨油品相對(duì)密度的不同而有所變化，其范圍為0.0006～0.0010/℃

當(dāng)溫度在0～50℃范圍內(nèi)，不同溫度(t℃)下的相對(duì)密度可按下式換算88密度和相對(duì)密度2、油品密度與溫度、壓力的關(guān)系18密度和相對(duì)密度液體受壓后體積變化很小，通常壓力對(duì)液體油品密度的影響可以忽略；只有在幾十兆帕的極高壓力下才考慮壓力的影響3、混合油品的密度一般情況下，油品混合時(shí)，體積基本是可加的當(dāng)屬性相近的兩種或多種油品混合時(shí)，其混合物的密度可近似地按可加性計(jì)算但當(dāng)屬性相差很大的兩類組分（如烷烴和芳香烴）混合時(shí)，體積可能增大而密度相差懸殊的兩個(gè)組分（如重油和輕烴）混合時(shí)，體積可能收縮，必須加以校正89密度和相對(duì)密度液體受壓后體積變化很小，通常壓力對(duì)液體油品密度密度和相對(duì)密度4、密度與化學(xué)組成的關(guān)系烴類Ｃ６Ｃ７Ｃ８Ｃ９Ｃ１０正構(gòu)烷烴0.65940.68370.70250.71610.7300正構(gòu)α-烯烴0.67320.69700.71490.72920.7408正烷基環(huán)己烷0.77850.76940.78790.79360.7992正烷基苯0.87890.86700.86700.86200.8601各族烴類的相對(duì)密度90密度和相對(duì)密度4、密度與化學(xué)組成的關(guān)系烴類Ｃ６Ｃ７Ｃ８Ｃ密度和相對(duì)密度各族烴類的相對(duì)密度當(dāng)分子中碳原子數(shù)相同時(shí)，芳香烴的相對(duì)密度最大，環(huán)烷烴的次之，烷烴的最小，烯烴的稍大于烷烴的烴類的相對(duì)密度是與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)的，芳香烴的芳香環(huán)中的碳與碳之間的鍵長(zhǎng)最短，其結(jié)構(gòu)最緊湊，按每個(gè)碳原子計(jì)的分子體積最小，所以它的相對(duì)密度最大環(huán)烷烴的分子結(jié)構(gòu)較烷烴的緊湊，所以其相對(duì)密度也大于烷烴的就正構(gòu)烷烴和正烷基環(huán)己烷而言，其相對(duì)密度都是隨其相對(duì)分子質(zhì)量的增大而增大的而正烷基苯則不然，它們的相對(duì)密度則是隨其相對(duì)分子質(zhì)量的增大而減小的，這是由于當(dāng)其相對(duì)分子質(zhì)量增大時(shí)，其苯環(huán)在分子結(jié)構(gòu)中所占的比重下降所致91密度和相對(duì)密度各族烴類的相對(duì)密度21密度和相對(duì)密度石油餾分的相對(duì)密度不同原油的相同沸程的餾分的相對(duì)密度是有差別的，而且是與原油的基屬有關(guān)，其大小順序?yàn)椋涵h(huán)烷基的＞中間基的＞石蠟基的環(huán)烷基原油的餾分中環(huán)烷烴及芳香烴含量較高，所以其相對(duì)密度也較大，而石蠟基原油的相應(yīng)餾分中則烷烴含量較高，因而其相對(duì)密度較小對(duì)于沸點(diǎn)范圍相近的餾分，根據(jù)其密度的大小即可大致判明其化學(xué)屬性92密度和相對(duì)密度石油餾分的相對(duì)密度22密度和相對(duì)密度石油中各餾分的相對(duì)密度是隨其沸程的升高而增大的，這一方面是由于相對(duì)分子質(zhì)量的增大，但更重要的是由于較重的餾分中芳香烴的含量一般較高油品相對(duì)密度，油品相對(duì)密度，原油0.8～1.0輕柴油0.82～0.87汽油0.74～0.77減壓餾分0.85～0.94航空煤油0.78～0.83減壓渣油0.92～1.00原油及其餾分的相對(duì)密度的一般范圍93密度和相對(duì)密度石油中各餾分的相對(duì)密度是隨其沸程的升高而增大的二、特性因數(shù)K特性因數(shù)K，又稱WatsonK或UOPK，是油品平均沸點(diǎn)和相對(duì)密度的函數(shù)1、純烴的特性因數(shù)烷烴：～12.7環(huán)烷烴：11～12芳香烴：10～1194二、特性因數(shù)K特性因數(shù)K，又稱WatsonK或UOPK，特性因數(shù)K2、石油餾分的特性因數(shù)富含烷烴的餾分：K=12.5～13.0富含芳烴的餾分：K=10.0～11.0是表征油品化學(xué)組成的重要參數(shù)可用來關(guān)聯(lián)油品的其它物理性質(zhì)二次加工產(chǎn)物，含大量的烯烴、二烯烴和芳烴，K不能用來反映其化學(xué)屬性95特性因數(shù)K2、石油餾分的特性因數(shù)25三、平均分子量由于石油及其產(chǎn)品都是復(fù)雜的混合物，而所含化合物的分子量是各不相同的，范圍往往很寬，所以只能用平均分子量來加以表征1、數(shù)均分子量應(yīng)用最廣泛的一種平均分子量，它是根據(jù)溶液的依數(shù)性來測(cè)定的96三、平均分子量由于石油及其產(chǎn)品都是復(fù)雜的混合物，而所含化合物平均分子量2、重均分子量在石油上應(yīng)用較少，用光散射等方法測(cè)定對(duì)同一個(gè)混合體系，兩者是不相等的，這是由于混合物中低分子量部分對(duì)影響較大，而主要受其中高分子量部分的影響一般而言，>,/的比值（多分散系數(shù)），可以表征該體系的多分散程度，體系中分子量范圍越寬，比值越大97平均分子量2、重均分子量27平均分子量3、數(shù)均分子量的測(cè)定方法冰點(diǎn)下降法，適用于輕餾分（<350℃）蒸氣壓滲透法（VPO法），只能測(cè)定沸點(diǎn)350℃以上的樣品，分子量上限35000經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)方法98平均分子量3、數(shù)均分子量的測(cè)定方法28石油各餾分的平均相對(duì)分子質(zhì)量餾分沸點(diǎn)范圍，℃碳數(shù)范圍平均碳數(shù)分子量汽油餾分＜2005～118100～120輕柴油餾分200～35011～2016220～240減壓餾分350～50020～3530370～400減壓渣油＞500＞3570900～110099石油各餾分的平均相對(duì)分子質(zhì)量餾分沸點(diǎn)范圍，℃碳數(shù)范圍平均碳數(shù)第三節(jié)油品的流動(dòng)性一、粘度的定義粘度是評(píng)定油品流動(dòng)性的指標(biāo)，是油品特別是潤(rùn)滑油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的重要項(xiàng)目，也是煉油工藝計(jì)算中不可缺少的物理性質(zhì)任何真實(shí)的流體，當(dāng)其內(nèi)部分子之間作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)都會(huì)因流體分子之間的摩擦而產(chǎn)生內(nèi)部阻力粘度值就是用以表示流體運(yùn)動(dòng)時(shí)分子間摩擦阻力大小的指標(biāo)100第三節(jié)油品的流動(dòng)性一、粘度的定義30粘度的定義1、動(dòng)力粘度（η，μ）又稱動(dòng)力粘度，由牛頓剪切定律得出在過去所用的c·g·s制中，絕對(duì)粘度(η)的單位是泊(P，poise)，其百分之一是厘泊(cP，centipoise)在現(xiàn)用的SI制中它的單位是Pa·s這兩者的關(guān)系是1Pa·s=1000cp=10p101粘度的定義1、動(dòng)力粘度（η，μ）31粘度的定義2、運(yùn)動(dòng)粘度（ν）在石油產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中常用的粘度是運(yùn)動(dòng)粘度運(yùn)動(dòng)粘度是絕對(duì)粘度η與相同溫度和壓力下該液體密度ρ的比值在c·g·s制中運(yùn)動(dòng)粘度是斯（Stoke），共百分之一為厘斯（cSt，centistoke）現(xiàn)按SI制改以mm2/s為單位這兩者的關(guān)系是1cSt=1mm2/s102粘度的定義2、運(yùn)動(dòng)粘度（ν）32粘度的定義3、條件粘度在一定溫度下，在一定儀器中，使一定體積的油品流出，以其流出時(shí)間與同體積的水流出時(shí)間之比，作為粘度值恩式粘度（EnglerViscosity）油品從恩式粘度計(jì)流出200ml的時(shí)間與同體積的水在20℃流出的時(shí)間之比恩式粘度源于德國目前我國的燃料油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中仍用思氏粘度作為指標(biāo)103粘度的定義3、條件粘度33粘度的定義賽式粘度（SayboltViscosity）它是以60ml油品從賽式粘度計(jì)中流出時(shí)間（s）作為指標(biāo)具體有賽式通用粘度（SUS）、賽式重油粘度（SFS）美國習(xí)慣用賽氏通用粘度作為潤(rùn)滑油的指標(biāo)雷式粘度（RedwoodViscosity）它是以50ml油品從雷式粘度計(jì)中流出時(shí)間（s）作為指標(biāo)英國采用的是雷氏粘度104粘度的定義賽式粘度（SayboltViscosity）34粘度的定義這幾種粘度之間的近似數(shù)值關(guān)系為：運(yùn)動(dòng)粘度（mm2/s） 1恩式粘度（E） 0.132賽式通用粘度（SUS） 4.62雷式粘度（RIS） 4.05105粘度的定義這幾種粘度之間的近似數(shù)值關(guān)系為：35二、粘度的測(cè)定方法1、毛細(xì)管粘度計(jì)用來測(cè)定牛頓體系的運(yùn)動(dòng)粘度106二、粘度的測(cè)定方法1、毛細(xì)管粘度計(jì)36粘度的測(cè)定方法2、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)毛細(xì)管粘度計(jì)只能用來測(cè)定屬于牛頓型體系的油品粘度對(duì)于非牛頓型體系的流體，由于其粘度是剪切速率的函數(shù)，故不能用毛細(xì)管粘度計(jì)，而需用旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)來測(cè)定其流變特性107粘度的測(cè)定方法2、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)37三、粘度與化學(xué)組成的關(guān)系粘度既然反映液體內(nèi)部分子間的摩擦力，必然與分子的大小、結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系對(duì)于同一系列的烴類，化合物的分子量越大，粘度越大分子量相近時(shí)，環(huán)狀分子的粘度大于鏈狀分子，環(huán)數(shù)越多，粘度越大，因此有“環(huán)狀結(jié)構(gòu)是粘度載體”的說法分子中環(huán)數(shù)相同，側(cè)鏈越長(zhǎng)，則其粘度越大108三、粘度與化學(xué)組成的關(guān)系粘度既然反映液體內(nèi)部分子間的摩擦力，四、粘度與溫度的關(guān)系油品粘度隨溫度變化的性質(zhì)稱為粘溫性質(zhì)。油品的粘度是隨其溫度的升高而減小。粘溫性質(zhì)好的油品，其粘度隨溫度變化的幅度較小油品粘溫性質(zhì)的表示方法常用的有兩種，即粘度比和粘度指數(shù)。

109四、粘度與溫度的關(guān)系油品粘度隨溫度變化的性質(zhì)稱為粘溫性質(zhì)2、粘度－溫度關(guān)系的表示方法（1）粘度指數(shù)（ViscosityIndex,VI)目前世界上通用的表征粘溫性質(zhì)的指標(biāo)，我國目前也采用此指標(biāo)H油：粘溫性質(zhì)良好的賓夕法尼亞原油，所有窄餾分的粘度指數(shù)人為地規(guī)定為100L油：粘溫性質(zhì)不好的得克薩斯海灣沿岸原油，所有窄餾分的粘度指數(shù)人為地規(guī)定為0一般油樣的粘度指數(shù)介于兩者之間，粘度指數(shù)越大表明其粘－溫性質(zhì)越好1102、粘度－溫度關(guān)系的表示方法（1）粘度指數(shù)（Viscosit粘度－溫度關(guān)系的表示方法（2）粘度比通常指50℃下的運(yùn)動(dòng)粘度與其100℃下運(yùn)動(dòng)粘度之比，即ν50℃/ν100℃對(duì)于粘度水平相當(dāng)?shù)挠推罚@個(gè)比值越小，表示該油品的粘一溫性質(zhì)越好但當(dāng)粘度水平相差較大時(shí)，則不能用粘度比進(jìn)行比較111粘度－溫度關(guān)系的表示方法（2）粘度比413、粘溫性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系正構(gòu)烷烴的粘溫性質(zhì)最好，分支程度越大，粘溫性質(zhì)越差環(huán)狀烴（環(huán)烷烴、芳香烴）比鏈烴差，環(huán)數(shù)越多，粘溫性質(zhì)越差環(huán)數(shù)相同時(shí)，側(cè)鏈越長(zhǎng)，粘溫性質(zhì)越好烴類中除正構(gòu)烷烴的粘－溫性質(zhì)最好外，帶有少分支長(zhǎng)烷基側(cè)鏈的少環(huán)烴類和分支程度不大的異構(gòu)烷烴的粘－溫性質(zhì)也是比較好的而多環(huán)短側(cè)鏈的環(huán)狀烴類的粘－溫性質(zhì)是很差的1123、粘溫性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系正構(gòu)烷烴的粘溫性質(zhì)最好，分支程度五、粘度與壓力的關(guān)系當(dāng)液體所受的壓力增大時(shí)，其分子間的距離縮小，引力也就增強(qiáng)，導(dǎo)致其粘度增大對(duì)于石油產(chǎn)品而言，只有當(dāng)壓力大到20MPa時(shí)對(duì)粘度才有顯著的影響，如壓力達(dá)到35MPa時(shí)，油品的粘度約為常壓下的兩倍當(dāng)壓力進(jìn)一步增加時(shí)，粘度的變化率增大，直至使油品變成膏狀半固體113五、粘度與壓力的關(guān)系當(dāng)液體所受的壓力增大時(shí)，其分子間的距離縮六、石油餾分的粘度和粘溫性質(zhì)石油各餾分的粘度都是隨其沸程的升高而增大的沸程升高，相對(duì)分子質(zhì)量增大沸程升高，餾分中環(huán)狀烴含量增大－－重要原因沸程相同時(shí)的粘度，石蠟基<中間基<環(huán)烷基粘溫性質(zhì)，石蠟基>中間基>環(huán)烷基這是由其化學(xué)組成所決定的在石蠟基原油中含有較多的粘度較小的、粘－溫性質(zhì)較好的烷烴和少環(huán)長(zhǎng)側(cè)鏈的環(huán)狀烴而在環(huán)烷基原油中，則含較多的粘度較大而粘－溫性質(zhì)不好的多環(huán)短側(cè)鏈的環(huán)狀烴114六、石油餾分的粘度和粘溫性質(zhì)石油各餾分的粘度都是隨其沸程的升七、油品的混合粘度實(shí)踐證明，粘度沒有可加性相混合的兩油品的組成及性質(zhì)相差越遠(yuǎn)、粘度相差越大，則混合后實(shí)測(cè)的粘度與用加和法計(jì)算出的粘度兩者相差就越大如不便實(shí)測(cè)時(shí)，可根據(jù)需混合的兩種油品的粘度值查圖求取115七、油品的混合粘度實(shí)踐證明，粘度沒有可加性45第四節(jié)油品的熱性質(zhì)在石油加工過程中，石油餾分的溫度、壓力和相態(tài)都可能發(fā)生變化，并伴有熱效應(yīng)要計(jì)算熱效應(yīng)，必須知道焓值、質(zhì)量熱容、氣化潛熱等熱性質(zhì)另外，熱性質(zhì)還可用來關(guān)聯(lián)石油餾分的其它物性參數(shù)116第四節(jié)油品的熱性質(zhì)在石油加工過程中，石油餾分的溫度、壓力一、焓1、焓的定義焓又稱熱函，是體系的熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)之一，用H表示：H=U+PV，U、P、V分別代表體系的內(nèi)能、壓力和體積焓的量綱與能量相同焓是體系的單值函數(shù)，其增量?jī)H決定于體系的始末狀態(tài)，與變化的途徑無關(guān)焓是體系的容量性質(zhì)焓的絕對(duì)值無法測(cè)定，只能測(cè)定其變化值117一、焓1、焓的定義47焓的定義人為規(guī)定某個(gè)狀態(tài)下的焓值為零，稱該狀態(tài)為基準(zhǔn)態(tài)，可將體系從基準(zhǔn)狀態(tài)變化到指定狀態(tài)時(shí)所發(fā)生的焓變稱為該體系在指定狀態(tài)下的焓值基準(zhǔn)態(tài)：1atm，0℃118焓的定義人為規(guī)定某個(gè)狀態(tài)下的焓值為零，稱該狀態(tài)為基準(zhǔn)態(tài)，可將2、石油餾分的焓值石油餾分的焓值是溫度、壓力及其它性質(zhì)的函數(shù)同一溫度下，密度小、K值大的油品焓值高烷烴的焓值高于芳香烴的輕餾分的焓值高于重餾分的壓力對(duì)氣相餾分的影響較大，壓力高時(shí)需要校正低壓下（Pr<1），壓力對(duì)液相餾分的影響可以忽略1192、石油餾分的焓值石油餾分的焓值是溫度、壓力及其它性質(zhì)的函數(shù)二、質(zhì)量熱容1、定義單位質(zhì)量的物質(zhì)溫度升高1℃所吸收的熱量稱為該物質(zhì)的質(zhì)量熱容C，單位是kJ/kg·℃在工藝計(jì)算中，為簡(jiǎn)便起見，常采用平均質(zhì)量熱容若溫度變化范圍不大，則可近似地取平均溫度(T1+T2)/2處的質(zhì)量熱容為平均質(zhì)量熱容。但是，當(dāng)溫度變化范圍較寬或接近臨界點(diǎn)時(shí)，則不能這樣計(jì)算120二、質(zhì)量熱容1、定義50質(zhì)量熱容的定義質(zhì)量熱容C與溫度有關(guān)，也與P、V的變化有關(guān)等容質(zhì)量熱容等壓質(zhì)量熱容121質(zhì)量熱容的定義質(zhì)量熱容C與溫度有關(guān)，也與P、V的變化有關(guān)512、烴類的質(zhì)量熱容不論氣體、液體，溫度升高，C變大壓力對(duì)液態(tài)烴的C影響可以忽略氣態(tài)烴，壓力升高，C增加液態(tài)烴的C值小于水的C液態(tài)烴在25℃下范圍是：1.6～3.0kJ/kg·℃，水為4.2kJ/kg·℃；分子量接近時(shí)C的大?。和闊N>環(huán)烷烴>芳香烴1222、烴類的質(zhì)量熱容不論氣體、液體，溫度升高，C變大52三、氣化熱1、定義單位質(zhì)量的物質(zhì)在一定溫度下由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)時(shí)所吸收的熱量稱為氣化熱，單位是kJ/kg氣化熱隨溫度、壓力而變化，溫度、壓力升高，氣化熱變小通常所說的氣化熱是常壓下的氣化熱123三、氣化熱1、定義532、烴類的氣化熱烴類的氣化熱比水小許多烴類的氣化熱約為～300kJ/kg水的氣化熱為2250kJ/kg烴類分子量增大，氣化熱降低烴類分子量相近時(shí)氣化熱的大小烷烴≈環(huán)烷烴<芳香烴1242、烴類的氣化熱烴類的氣化熱比水小許多54第五節(jié)表面張力、折射率和溶解度一、表面張力1、定義液體表面分子不同于其內(nèi)部分子，表面分子受上方氣相分子的引力遠(yuǎn)小于受下方液體分子的引力，這種內(nèi)向引力使液體有盡量縮小其表面積的傾向表面張力定義為液體表面相鄰兩部分單位長(zhǎng)度上的相互牽引力，其方向與液面相切且與分界線垂直，單位為N/m，用δ表示125第五節(jié)表面張力、折射率和溶解度一、表面張力55烴類的表面張力溫度、分子量相近時(shí)，表面張力的大?。悍枷銦N>環(huán)烷烴>烷烴溫度升高，表面張力降低；正構(gòu)烷烴，分子量增加，表面張力變大環(huán)烷烴，分子量增加，表面張力變化不定芳香烴，分子量增加，表面張力變化不大126烴類的表面張力溫度、