石油及油品的物理性質(zhì)

石油及油品的物理性質(zhì)第1頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)恩氏蒸餾、實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線石油及其產(chǎn)品是由許多分子大小不同的烴類(lèi)與非烴類(lèi)所組成的復(fù)雜混合物，它們的沸點(diǎn)不象單體化合物那樣具有恒定值，而是隨氣化的過(guò)程在一定溫度范圍內(nèi)逐步升高，這個(gè)沸點(diǎn)范圍稱(chēng)為沸程。第2頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、恩氏蒸餾恩氏蒸餾是在石油產(chǎn)品餾程測(cè)定器中，按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行的簡(jiǎn)單蒸餾，國(guó)外又將此方法稱(chēng)為ASTM蒸餾或恩氏蒸餾。第3頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月其測(cè)定過(guò)程如下:將100mL油品放入標(biāo)準(zhǔn)的蒸餾瓶中，按規(guī)定的加熱速度進(jìn)行加熱。初餾點(diǎn)(InitialBoilingPoint，簡(jiǎn)稱(chēng)IBP)：餾出的第一滴冷凝液的氣相溫度。10%、20%……90%餾出溫度：餾出液達(dá)10ml、20ml、直至90ml時(shí)的氣相溫度。終餾點(diǎn)(EndPoint)或干點(diǎn)：氣相溫度所能達(dá)到的最高值。第4頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)測(cè)得的餾程數(shù)據(jù)，以氣相餾出溫度為縱坐標(biāo)，以餾出體積百分?jǐn)?shù)為橫坐標(biāo)作圖即可得到某一油品的蒸餾曲線。第5頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖3-1-1大慶原油中汽油、噴氣燃料、輕柴油餾分的恩氏蒸餾曲線第6頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一般用蒸餾曲線的斜率來(lái)表示該油品的沸程的寬窄。斜率越小，表示沸程越窄。第7頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一般常用平均沸點(diǎn)來(lái)表征其氣化性能。油品平均沸點(diǎn)的定義如下：體積平均沸點(diǎn)tv（℃）：質(zhì)量平均沸點(diǎn)tw（℃）：第8頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月立方平均沸點(diǎn)Tcu（K）：實(shí)分子平均沸點(diǎn)tm（℃）：中平均沸點(diǎn)tme（℃）：第9頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、實(shí)沸點(diǎn)蒸餾實(shí)沸點(diǎn)蒸餾(TrueBoiling-PointDistillation，TBP)又稱(chēng)真沸點(diǎn)蒸餾，是一種評(píng)價(jià)原油的蒸餾方法。測(cè)定裝置：相當(dāng)于14～18塊理論板數(shù)的填充精餾柱的精餾裝置。第10頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)沸點(diǎn)蒸餾測(cè)定過(guò)程：第一步常壓蒸餾，切取從初餾點(diǎn)到200℃的各個(gè)餾分。第二步在殘壓為1.33KPa左右進(jìn)行的減壓蒸餾，切取200～395℃的各個(gè)餾分。第三步在殘壓為0.27KPa下不用精餾柱的減壓蒸餾，切取395～500℃的各個(gè)餾分，釜底的殘液為500℃以上的減壓渣油。第11頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月將蒸餾過(guò)程中的氣相餾出溫度與相應(yīng)的餾出物累計(jì)質(zhì)量收率(m%)作圖，即可得到實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線。第12頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖3-1-2原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線第13頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)平均分子量石油的分子量是進(jìn)行煉油設(shè)計(jì)、關(guān)聯(lián)石油物性、研究石油的化學(xué)組成中所必不可少的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。由于石油及其產(chǎn)品是由許多分子大小不同的化合物所組成的復(fù)雜混合物，而各種合物的分子量又各不相同，其范圍也很寬，所以只能用平均分子量來(lái)表示。第14頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、平均分子量的定義由于石油及其產(chǎn)品是一種多分散體系，用不同的統(tǒng)計(jì)方法可以得到不同定義的平均分子量。第15頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、數(shù)均分子量數(shù)均分子量定義：體系中不同分子的摩爾分率與其相應(yīng)分子量的乘積的總和。式中：ni—組分i的摩爾分率

Mi—組分i的分子量

Ni—組分i的摩爾數(shù)

Wi—組分i的質(zhì)量第16頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、重均分子量重均分子量定義：體系中不同分子的質(zhì)量分率與其相應(yīng)分子量的乘積的總和。式中：wi—組分i的質(zhì)量分率第17頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、數(shù)均分子量的測(cè)定方法測(cè)定方法冰點(diǎn)下降法沸點(diǎn)上升法蒸氣壓滲透法滲透壓法第18頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、石油餾分平均分子量的近似計(jì)算方法石油餾分的平均分子量還可以有一些經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算，常用的經(jīng)驗(yàn)公式有：式中：t—石油餾分的實(shí)分子平均沸點(diǎn)(℃)a,b,c

—隨餾分的特性因數(shù)不同而變化的參數(shù)第19頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表3-2-1計(jì)算分子量經(jīng)驗(yàn)公式中的常數(shù)與特性因數(shù)的關(guān)系特性因數(shù)K10.010.511.011.512.0a5657596369b0.230.240.240.2250.18c0.00080.00090.00100.001150.0014當(dāng)實(shí)分子平均沸點(diǎn)相同時(shí)，K值越大時(shí)，其平均分子量也越大。第20頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月中國(guó)石油大學(xué)針對(duì)我國(guó)原油提出了如下的計(jì)算平均分子量的經(jīng)驗(yàn)公式：Mn＝184.5＋2.295T-0.2332KT＋

1.32910-5(KT)2-0.62217T式中：T—餾分的中平均沸點(diǎn)(℃)K—餾分的特性因數(shù)

ρ—餾分油在20℃時(shí)的密度，g/cm3

第21頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、石油及其餾分的數(shù)均分子量圖3-2-3幾種原油餾分的分子量分布第22頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月石油各餾分的數(shù)均分子量是隨餾分的沸程的上升而增大的。當(dāng)沸程相同時(shí)，石蠟基的原油如大慶原油的數(shù)均分子量最大，中間基的原油如勝利原油次之，而環(huán)烷基的原油如遼河歡喜嶺原油最小。第23頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表3-2-2石油各餾分的平均分子量范圍及與碳數(shù)的關(guān)系餾分沸程，℃碳數(shù)范圍平均碳數(shù)平均分子量汽油餾分<200C5C118100120柴油餾分200350C11C2016220240減壓餾分350500C20C3530370400減壓渣油>500>C35709001100第24頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)密度和相對(duì)密度石油及油品的密度與相對(duì)密度對(duì)生產(chǎn)、儲(chǔ)藏和運(yùn)輸有著重要的意義，在原油及產(chǎn)品的計(jì)量和煉油裝置設(shè)計(jì)等方面都是必不可少的。第25頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、石油及其油品的密度、相對(duì)密度及其測(cè)定方法定義：該油品在單位體積內(nèi)的質(zhì)量，單位為g/cm3或kg/m3

。油品的體積隨溫度的升高而膨脹，其密度也隨之變小，提及密度時(shí)應(yīng)標(biāo)明溫度。第26頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月我國(guó)規(guī)定油品在20℃時(shí)的密度為其標(biāo)準(zhǔn)密度，表示為20。油品的相對(duì)密度是其密度與規(guī)定溫度下水的密度之比值，沒(méi)有單位。常用表示，在數(shù)值上等于t℃時(shí)油品的密度。第27頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月我國(guó)常用的相對(duì)密度為，歐美各國(guó)則常用表示，二者之間可按下式進(jìn)行換算：在歐美各國(guó)還常用API度來(lái)表示油品尤其是原油的相對(duì)密度，關(guān)系式如下：第28頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月油品密度的測(cè)定方法密度計(jì)法比重瓶法第29頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、液體油品相對(duì)密度與溫度、壓力的關(guān)系溫度升高，油品的體積膨脹，密度和相對(duì)密度減小。在0～50℃的溫度范圍內(nèi)，t℃時(shí)的相對(duì)密度與20℃時(shí)的相對(duì)密度之間存在如下的關(guān)系:式中：—油品的體積膨脹系數(shù)

第30頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月液體受壓后，體積變化不是太大，因而通常壓力對(duì)液體石油產(chǎn)品的密度的影響可以忽略不計(jì)。但在很高的壓力下油品的密度要受到壓力的影響第31頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、混合油品的密度當(dāng)屬性相近的兩種或多種油品混合時(shí)，其體積具有可加性，因此混合油品的的密度mix可按下式計(jì)算：式中：vi和wi－組分i的體積分率和質(zhì)量分率第32頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、相對(duì)密度與化學(xué)組成的關(guān)系圖3-3-1各族烴類(lèi)的相對(duì)密度第33頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月比較各種烴類(lèi)的相對(duì)密度：碳數(shù)相同而結(jié)構(gòu)不同的烴類(lèi)，芳香烴＞環(huán)烷烴＞烷烴。同族烴類(lèi)，隨著碳數(shù)的增加：正構(gòu)烷烴的相對(duì)密度增加正烷基環(huán)己烷的相對(duì)密度增加正烷基苯的相對(duì)密度減小第34頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月烴類(lèi)的相對(duì)密度與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。芳香烴的C-C的鍵長(zhǎng)最短，其結(jié)構(gòu)最為緊湊，環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)與芳烴相比，其分子結(jié)構(gòu)要松弛一些，烷烴分子的C-C鍵的鍵長(zhǎng)最長(zhǎng)，其分子結(jié)構(gòu)最松弛。第35頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月因而對(duì)于相同碳數(shù)的烴類(lèi)而言，芳烴分子的體積最小，也就是說(shuō)它的每個(gè)碳原子所占的體積最小，因而其相對(duì)密度最大，環(huán)烷烴的分子結(jié)構(gòu)比烷烴也要緊湊些，因此其相對(duì)密度也比烷烴要大，烷烴分子的相對(duì)密度最小。

第36頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月進(jìn)一步研究表明，烴類(lèi)的與其碳數(shù)之間有一定的關(guān)系。以碳數(shù)的倒數(shù)的校正值為橫坐標(biāo)，以為縱坐標(biāo)作圖，可以得到線性關(guān)系很好的直線。第37頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月0.8513第38頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)為零時(shí)，所有直線的都等于0.8513。對(duì)于任何一種鏈烷烴或烷基取代的環(huán)狀烴而言，當(dāng)碳數(shù)無(wú)限大時(shí)，即碳鏈無(wú)限長(zhǎng)時(shí)，即使分子中含有多干個(gè)芳香環(huán)或環(huán)烷環(huán)，這對(duì)它的密度的影響已微不足道了。第39頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月烴類(lèi)分子的碳數(shù)與其相對(duì)密度之間的線性關(guān)系可用下式表示：對(duì)于不同的烴類(lèi)分子，其中的k與Z值均不同。第40頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五、石油及其餾分的相對(duì)密度油品相對(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減壓餾份0.85～0.94航空煤油0.78～0.83減壓渣油0.92～1.0表3-3-1原油及其餾份的相對(duì)密度（）的范圍第41頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月餾份,℃大慶勝利孤島羊三木IBP～2000.74320.7446-----0.7650200～2500.80390.82040.86520.8630250～3000.81670.82700.88040.8900300～3500.82830.83500.89940.9100350～4000.83680.86060.91490.9320400～4500.85740.88740.93490.9433450～5000.87230.90670.93900.9483>5000.92210.96981.00200.9820原油0.85540.90050.94950.9492原油屬性石蠟基中間基環(huán)烷-中間基環(huán)烷基表3-3-2不同原油各餾分的相對(duì)密度第42頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月比較不同原油的相對(duì)密度：不同基屬的原油的相同沸程的餾分環(huán)烷基原油＞中間基原油＞石蠟基原油相同原油不同的餾分隨沸點(diǎn)的升高相對(duì)密度隨之增加。第43頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月原因在于：環(huán)烷基的原油由于其芳烴含量較高，因而其相對(duì)密度較大，而石蠟基原油因烷烴含量較高，因此其相對(duì)密度較小。相同原油的餾分隨著其沸點(diǎn)的升高，芳烴含量增加，而烷烴含量降低，因而其相對(duì)密度增加。第44頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月六、特性因數(shù)和相關(guān)指數(shù)特性因數(shù)K：

相關(guān)指數(shù)BMCI：第45頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月化合物特性因數(shù)K相關(guān)指數(shù)BMCI正己烷12.810.01正庚烷12.710.10正辛烷12.67-0.03正壬烷12.66-0.21正癸烷12.67-0.27環(huán)己烷10.9851.57甲基環(huán)己烷11.3239.87乙基環(huán)己烷11.3638.58表3-3-3烴類(lèi)的特性因數(shù)(K)與相關(guān)指數(shù)(BMCI)第46頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月續(xù)表3-3-3烴類(lèi)的特性因數(shù)(K)與相關(guān)指數(shù)(BMCI)化合物特性因數(shù)K相關(guān)指數(shù)BMCI正丙基環(huán)己烷11.5134.21正丁基環(huán)己烷11.6430.73苯9.7299.84甲基苯10.1482.91乙基苯10.3674.99正丙基苯10.6266.15正丁基苯10.8359.32第47頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月正構(gòu)烷烴的K值最大，約為12.7，環(huán)烷烴次之，為11～12，芳香烴最小，為10～11。正構(gòu)烷烴的BMCI最小，基本為零，環(huán)烷烴次之，在50以下，芳香烴最大，在100以下。換言之，油品的BMCI越大，其芳香性越強(qiáng)，而B(niǎo)MCI越小，表明其石蠟性越強(qiáng)。第48頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表3-3-4各原油窄餾分的K值和BMCI值原油KBMCI原油基屬大慶12.0～12.617～24石蠟基中原11.7～12.617～29石蠟基勝利11.2～12.214～39中間基遼河11.4～11.928～47中間基孤島11.1～11.736～57環(huán)烷-中間基羊三木11.1～11.749～62環(huán)烷基第49頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月石蠟基原油的K值大，BMCI值小。環(huán)烷基原油的K值小，而B(niǎo)MCI值大。因而K值和BMCI值能夠較好地反映原油的化學(xué)屬性。第50頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)光學(xué)性質(zhì)光在介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)有關(guān)。在研究石油的組成與結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品質(zhì)量的檢驗(yàn)時(shí)，常用油品的光學(xué)性質(zhì)如折射率等來(lái)關(guān)聯(lián)其化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)。第51頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、折射率的測(cè)定折射率的定義：光在真空中的速度與在介質(zhì)中的速度之比值。油品的折射率取決于：化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)。測(cè)定溫度和入射光的強(qiáng)度。第52頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月常用的折射率測(cè)定儀是阿貝折光儀，所測(cè)得的是鈉黃光的D線（波長(zhǎng)為589.3nm）的折射率，用nD表示。

折射率還受溫度的影響，溫度升高，折射率變小。一般來(lái)說(shuō)，溫度與折射率的關(guān)系下式表示：第53頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、折射率與化學(xué)組成的關(guān)系圖3-4-1烴類(lèi)的折射率與碳數(shù)的關(guān)系第54頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月烷烴的最小，一般在1.3～1.4之間，芳香烴的最大，為1.5，環(huán)烷烴居中。對(duì)于同族烴類(lèi)，烷烴和環(huán)烷烴的隨著分子量的增加而增加，而單環(huán)芳烴的隨著分子量的增加而降低。第55頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月所以包含了分子結(jié)構(gòu)的信息。烴類(lèi)分子的折射率與其分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系和相對(duì)密度與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系是相似的。烴類(lèi)的其碳數(shù)的倒數(shù)校正值之間具有如下式的線性關(guān)系：第56頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、石油餾分及其組分的折射率表3-4-1石油餾份的折射率餾份,℃大慶原油勝利原油孤島原油羊三木原油200～2501.44841.45801.47741.4714250～3001.45611.46301.48881.4894300～3501.46271.46701.50091.5053350～4001.4493*1.4583*1.51021.5190原油屬性石蠟基中間基環(huán)烷-中間基環(huán)烷基第57頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月不同原油沸程相同的餾分：石蠟基原油<中間基原油<環(huán)烷基原油同一種原油不同的餾分：折射率隨著沸程的升高而增大第58頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月餾分餾程℃組分大慶羊三木歡喜嶺350～400全餾分1.47901.51741.5192飽和分1.46101.48291.4800輕芳烴1.52081.54521.5454中芳烴1.58701.61251.6112重芳烴1.65501.62831.6559400～450全餾分1.48751.52311.5268飽和分1.46951.49081.4909輕芳烴1.51871.54071.5411中芳烴1.57971.62791.6279重芳烴1.65681.65271.6519450～500全餾分1.49991.52611.5345飽和分1.48201.49721.4980輕芳烴1.51411.53491.5402中芳烴1.56221.58501.5589表3-4-2幾種原油減壓餾分及其組分的折射率第59頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月飽和分的都在1.50以下；輕芳烴的為1.50～1.55；中芳烴的為1.55～1.63；重芳烴的一般大于1.63。第60頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)粘度粘度是評(píng)定油品流動(dòng)性的質(zhì)量指標(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，也是煉油設(shè)計(jì)中不可缺少的物理性質(zhì)。粘度就是體現(xiàn)流體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)分子之間摩擦阻力大小的指標(biāo)。

第61頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、粘度的定義1、絕對(duì)粘度（）絕對(duì)粘度又稱(chēng)動(dòng)力粘度，它由牛頓方程式所定義：式中：F—作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩流層間的內(nèi)摩擦力(剪切力)，N；

A—兩流層間的接觸面積，m2

dv—兩流層間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，m/sdl—兩流層間的距離，m—流體內(nèi)部摩擦系數(shù)，即該流體的絕對(duì)粘度，Pa·s第62頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月牛頓流體：絕對(duì)粘度不隨流體的剪切速度梯度dv/dl變化而變化的體系。非牛頓流體：絕對(duì)粘度不隨流體的剪切速度梯度dv/dl變化而變化的體系。在SI單位制中，絕對(duì)粘度的單位為Pa·s。第63頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、運(yùn)動(dòng)粘度常用的粘度是運(yùn)動(dòng)粘度，它是絕對(duì)粘度與相同溫度和壓力下的液體密度之比值，即：

在SI單位中，運(yùn)動(dòng)粘度的單位是mm2/s。第64頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、條件粘度恩氏粘度：以油品從恩氏粘度計(jì)流出200mL時(shí)間與流出200mL的水所用的時(shí)間之比值。賽氏粘度：60mL的油品流出賽氏粘度計(jì)的時(shí)間（秒）。雷氏粘度：50mL的油品從雷氏粘度計(jì)中流出的時(shí)間（秒）。第65頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、粘度的測(cè)定方法運(yùn)動(dòng)粘度測(cè)定方法是用毛細(xì)管粘度計(jì)法。當(dāng)油品在層流狀態(tài)下流經(jīng)毛細(xì)管時(shí)，其流動(dòng)狀態(tài)符合下列關(guān)系式：第66頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在毛細(xì)管粘度計(jì)中油品的流動(dòng)是靠自身的重力作用，其壓力P＝hg

。則有：令：即：c為毛細(xì)管粘度計(jì)常數(shù)，單位為mm2/s2。第67頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、粘度與化學(xué)組成的關(guān)系粘度既然反映的是流體內(nèi)部分子之間的摩擦力，那么它必然與流體的分子大小和分子結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系。第68頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表3-5-1烴類(lèi)的粘度(25℃，Pa·s×10-3)化合物絕對(duì)粘度化合物絕對(duì)粘度化合物絕對(duì)粘度正己烷0.298環(huán)己烷0.895苯0.601正庚烷0.396甲基環(huán)己烷0.683甲苯0.550正辛烷0.514乙基環(huán)己烷0.785乙基苯0.635正壬烷0.668丙基環(huán)己烷0.931丙基苯0.796正癸烷0.859丁基環(huán)己烷1.204丁基苯0.957同一系列的烴類(lèi)，其粘度隨著碳數(shù)的增加而增加。第69頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表3-5-2烴類(lèi)分子中環(huán)數(shù)對(duì)粘度(98℃，mm2/s)的影響化合物運(yùn)動(dòng)粘度化合物運(yùn)動(dòng)粘度2.493.292.534.982.7410.103.82第70頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月分子量相近（碳數(shù)相同）的烴類(lèi)，環(huán)狀結(jié)構(gòu)分子的粘度大于鏈狀結(jié)構(gòu)分子的粘度，而且環(huán)數(shù)越多，粘度越大。因此分子中的環(huán)狀結(jié)構(gòu)可以看成是粘度的載體。第71頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月化合物賽氏粘度化合物賽氏粘度148.0113.5208.0168.0表3-5-3環(huán)狀烴類(lèi)的側(cè)鏈長(zhǎng)度對(duì)于粘度(100℃)的影響當(dāng)分子中的環(huán)數(shù)相同時(shí)，側(cè)鏈越長(zhǎng)的烴類(lèi)化合物的粘度越大。第72頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、粘度與溫度的關(guān)系油品的粘度是隨溫度的升高而降低的。1、油品的粘度與溫度的關(guān)系式lglg(＋0.6)＝b＋mlgT第73頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、粘度-溫度關(guān)系的表示方法表征油品的粘溫性質(zhì)的指標(biāo)有兩種：粘度指數(shù)（簡(jiǎn)稱(chēng)VI）H油：人為規(guī)定粘溫性質(zhì)良好的賓夕法尼亞原油所有窄餾分的粘度指數(shù)均為100。L油：人為規(guī)定粘溫性質(zhì)差的德克薩斯海灣沿岸原油所有窄餾分的粘度指數(shù)均為0。第74頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)VI≥100時(shí)：式中：U—試樣在40℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度

Y—試樣在100℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度

H—與Y相同的H標(biāo)準(zhǔn)油在40℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度

L—與Y相同的L標(biāo)準(zhǔn)油在40℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度當(dāng)VI為0～100時(shí)：第75頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月粘度指數(shù)VI越大，表明油品的粘溫性質(zhì)越好，對(duì)于粘溫性質(zhì)較差的油品，其粘度指數(shù)可能是負(fù)數(shù)。粘度比50℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度與100℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度的比值。對(duì)于粘度水平相當(dāng)?shù)挠推?，粘度比越小，表示該油品的粘溫性質(zhì)越好。第76頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五、粘溫性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系化合物CI化合物CIn-C261771251607214411740101-70表3-5-4各種烴類(lèi)的粘度指數(shù)(CI)第77頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月化合物CI化合物CI70144-61221081407753-15-66續(xù)表3-5-4各種烴類(lèi)的粘度指數(shù)(CI)第78頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月正構(gòu)烷烴的粘溫性質(zhì)優(yōu)于異構(gòu)烷烴，異構(gòu)化程度越高，其粘溫性質(zhì)越差。環(huán)狀烴（環(huán)烷烴和芳烴）的粘溫性質(zhì)比鏈狀烴要差，環(huán)數(shù)越多，粘溫性質(zhì)越差。分子中環(huán)數(shù)相同時(shí)，側(cè)鏈越長(zhǎng)，其粘溫性質(zhì)越好。第79頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月綜上所述，正構(gòu)烷烴的粘溫性質(zhì)最好，帶有少分支長(zhǎng)烷基側(cè)鏈的少環(huán)烴類(lèi)和分支程度不高的異構(gòu)烷烴的粘溫性質(zhì)比較好，多環(huán)短側(cè)鏈的環(huán)狀烴類(lèi)的粘溫性質(zhì)很差。第80頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月六、石油及其餾分的粘度與粘溫性質(zhì)表3-5-5石油減壓餾分的粘度比和粘度常數(shù)原油沸程，℃50,mm2/s100,mm2/s50/100VI大慶石蠟基350～4006.912.662.60200400～45015.824.653.40140新疆中間基350～40013.003.703.5180400～45039.747.455.3370450～500128.816.207.9560第81頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月原油沸程，℃50,mm2/s100,mm2/s50/100VI孤島環(huán)烷-中間基350～40023.274.724.930400～450146.313.6610.71-35450～500356.923.3715.27<-100羊三木環(huán)烷基350～40023.274.724.930400～450146.313.6610.71-35450～500356.923.3715.27<-100續(xù)表3-5-5石油減壓餾分的粘度比和粘度常數(shù)第82頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月同一原油的不同餾分，隨著餾分沸點(diǎn)的升高，其粘度增加，粘溫性質(zhì)也變差。不同原油的相同沸程的餾分，石蠟基原油的粘度較小，粘溫性質(zhì)較好，而環(huán)烷基的原油的粘度較大，粘溫性質(zhì)也比較差，中間基的原油的粘度與粘溫性質(zhì)介于二者之間。第83頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第六節(jié)石油的熱性質(zhì)一、石油的比熱容、蒸發(fā)熱、熔化熱、燃燒熱第84頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、石油的比熱容比熱容的定義：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的物質(zhì)溫度每升高1℃時(shí)所需的熱量，單位為kJ/(kg·℃)常見(jiàn)的比熱容有三種：恒壓比熱容Cp恒容比熱容Cv飽和狀態(tài)比熱容第85頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、蒸發(fā)熱（氣化熱）蒸發(fā)熱的定義：指單位物質(zhì)在一定溫度下（常壓沸點(diǎn)）由液態(tài)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)時(shí)所需要的熱量，單位為kJ/kg。烴類(lèi)的蒸發(fā)熱隨著分子量的增加而降低。碳數(shù)相同時(shí)，烷烴與環(huán)烷烴的蒸發(fā)熱相近，而芳香烴的蒸發(fā)熱稍高一些。第86頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、熔化熱熔化熱的定義：指單位物質(zhì)在熔點(diǎn)時(shí)由固態(tài)轉(zhuǎn)化成液態(tài)時(shí)所需的熱量，單位為kJ/kg。烴類(lèi)的熔化熱隨其分子量的增加而增大。烷烴的熔化熱顯著大于環(huán)烷烴和芳香烴的。第87頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、燃燒熱（發(fā)熱值或熱值）熱值的定義：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的物質(zhì)完全燃燒時(shí)所放出的熱量，其單位為kJ/kg。若燃燒產(chǎn)物中的水為液態(tài)，所得的熱值為高熱值（或總熱值）。若燃燒產(chǎn)物中的水為氣態(tài)，所得的熱值為低熱值（或凈熱值）。第88頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表3-6-1烴類(lèi)的熱值烴類(lèi)H/C原子比熱值，kJ/kg高熱值低熱值正己烷2.334840244793正己烯2.004794144445環(huán)己烷2.004668543457苯1.004187040166H/C原子比越大的烷烴熱值最高，而H/C原子比較小的芳烴的熱值最低。第89頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表3-6-2石油及其餾分的熱值范圍油品高熱值，kJ/kg油品高熱值，kJ/kg原油43000～46000煤油與柴油44000～47000汽油46000～48000燃料油40000～43000對(duì)于石油餾分而言，沸程越高，其熱值越低。第90頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算高熱值的經(jīng)驗(yàn)公式：對(duì)于輕質(zhì)油品，高熱值＝837H＋34668對(duì)于重質(zhì)油品，高熱值＝339C＋1256H－109(O－S)第91頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、石油及其產(chǎn)品的濁點(diǎn)、結(jié)晶點(diǎn)、傾點(diǎn)、凝點(diǎn)烴類(lèi)的熔點(diǎn)隨分子量及結(jié)構(gòu)而異。一般隨著分子量的增加而升高相同碳數(shù)的烴類(lèi)以正構(gòu)烷烴的熔點(diǎn)最高，而異構(gòu)烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴的熔點(diǎn)較低。第92頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在石油及其產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)中，與其組分的熔點(diǎn)有關(guān)的指標(biāo)有濁點(diǎn)、結(jié)晶點(diǎn)、傾點(diǎn)和凝點(diǎn)。第93頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、濁點(diǎn)濁點(diǎn)的定義：指輕質(zhì)油品在測(cè)定條件下的降溫過(guò)程中由透明變?yōu)闇啙釙r(shí)的最高溫度。產(chǎn)生渾濁的原因：由于油品中含有的熔點(diǎn)較高的正構(gòu)烷烴和溶解水在低溫下形成微小晶粒，這些晶粒用肉眼是無(wú)法觀察到的。第94頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、結(jié)晶點(diǎn)結(jié)晶點(diǎn)的定義：輕質(zhì)油品在測(cè)定條件下的降溫過(guò)程中，有肉眼可辨的結(jié)晶晶粒析出時(shí)的最高溫度。它是噴氣燃料的重要質(zhì)量指標(biāo)。因?yàn)樵诟呖盏蜏叵嘛w行的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，如果所含燃料的結(jié)晶點(diǎn)較高，則可能因?yàn)榻Y(jié)晶析出而堵塞濾網(wǎng)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)供油中斷熄火。第95頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、傾點(diǎn)和凝點(diǎn)傾點(diǎn)的定義：油品在規(guī)定的試管中不斷冷卻，直到將試管平放5秒鐘而試樣并不流動(dòng)時(shí)的最高溫度再加上3℃后得到的溫度值即規(guī)定為油品的傾點(diǎn)。凝點(diǎn)的定義：是將盛有油品的試管在一定條件下冷卻到某一溫度時(shí)，將試管傾斜45，并經(jīng)過(guò)1分鐘后液面不再流動(dòng)的最高溫度。第96頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月凝點(diǎn)與傾點(diǎn)都是表征油品低溫流動(dòng)性的質(zhì)量指標(biāo)。油品在低溫下失去流動(dòng)性的原因：構(gòu)造凝固：隨著溫度的降低，含蠟較多的油品中的正構(gòu)烷烴等高熔點(diǎn)的烴類(lèi)結(jié)晶析出，長(zhǎng)大并連接成網(wǎng)狀結(jié)晶，同時(shí)將處于液態(tài)的油品吸附，包圍在網(wǎng)狀骨架中，從而使整個(gè)油品失去流動(dòng)性。第97頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月粘溫凝固：含有較多環(huán)狀烴類(lèi)的油品，在低溫下其粘度較高，形成了均勻的玻璃狀物質(zhì)而使油品喪失流動(dòng)性。第98頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、石油產(chǎn)品的閃點(diǎn)、燃點(diǎn)、自燃點(diǎn)石油產(chǎn)品大多數(shù)是作為燃料，與燃料的爆炸、著火、燃燒有關(guān)的性質(zhì)如閃點(diǎn)、燃點(diǎn)、自燃點(diǎn)等都是極其重要的質(zhì)量指標(biāo)。第99頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、閃點(diǎn)

閃點(diǎn)的定義：石油產(chǎn)品在規(guī)定的條件下，加熱到它的蒸氣與火焰接觸時(shí)發(fā)生閃火現(xiàn)象的最低溫度。第100頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月閃火現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)就是爆炸，其必要條件就是可燃性混合氣中燃料蒸氣的濃度要在一定的范圍內(nèi)，這個(gè)濃度范圍就是該燃料的爆炸極限。第101頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月可燃性混合氣體中燃料蒸氣的濃度在爆炸極限之內(nèi)，一旦遇到明火就會(huì)發(fā)生爆炸，如果燃料蒸氣的濃度不在該爆炸極限內(nèi)，則不會(huì)發(fā)生爆炸。混合氣能夠點(diǎn)燃時(shí)燃料的最低濃度稱(chēng)為爆炸下限，最高濃度稱(chēng)為爆炸上限。第102頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表3-6-3烴類(lèi)和液體燃料的爆炸極限燃料爆炸極限，v%燃料爆炸極限，v%下限上限下限上限氫氣4.075苯1.47.1甲烷5.314正庚烷1.26.7乙烷3.012.5甲苯1.46.7乙烯3.136二甲苯1.66.0乙炔2.581丙酮3.011丙烷2.29.5甲醇7.336正丁烷1.98.5乙醇4.319正戊烷1.57.8環(huán)己烷1.38.0正己烷1.27.5一氧化碳12.574第103頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月氫氣和一氧化碳的爆炸極限很寬。在各種烴類(lèi)中，乙炔和乙烯的爆炸極限最寬，其它烴類(lèi)包括芳烴的爆炸極限都比較窄。第104頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)定油品閃點(diǎn)的方法：閉口杯閃點(diǎn)測(cè)定法：油品的蒸發(fā)是在密閉的容器中進(jìn)行的，適用于輕質(zhì)油品和重質(zhì)油品。開(kāi)口杯閃點(diǎn)測(cè)定法：油品的蒸發(fā)是在敞開(kāi)的容器中進(jìn)行的，油品蒸氣可自由擴(kuò)散到空氣中去，這只能重質(zhì)油料的閃點(diǎn)。第105頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月餾分閃點(diǎn)范圍，℃相應(yīng)的爆炸限汽油餾分-30～-40(閉杯)爆炸上限煤油餾分26～50(閉杯)爆炸下限柴油餾分50～70(閉杯)爆炸下限減壓餾分200～300(開(kāi)杯)爆炸下限減壓渣油>300(開(kāi)杯)爆炸下限表3-6-4石油餾分的閃點(diǎn)沸程越高，閃點(diǎn)也就越高。第106頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、燃點(diǎn)與自燃點(diǎn)燃點(diǎn)的定義：石油產(chǎn)品在規(guī)定條件下，加熱到接觸火焰能點(diǎn)燃燃燒不少于5秒鐘的最低溫度。自燃點(diǎn)的定義：在無(wú)外界火源的情況下，油品能被空氣劇烈氧化而導(dǎo)致自行燃燒的最低溫度。第107頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月油品沸程越低，其燃點(diǎn)自然也就越低，燃點(diǎn)是判定油品在儲(chǔ)存和使用時(shí)火災(zāi)危險(xiǎn)程度的一個(gè)指標(biāo)。油品沸程越低，其分子量越小，其自燃點(diǎn)越高，汽油餾分的自燃點(diǎn)最高，而減壓渣油的自燃點(diǎn)最低。第108頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表3-6-5烴類(lèi)及燃料在空氣中的自燃點(diǎn)燃料自燃點(diǎn)，℃燃料自燃點(diǎn)，℃乙烷515環(huán)己烷200正丁烷405苯562正戊烷287甲苯536正己烷234間二甲苯528正庚烷223萘526正辛烷220α-甲基萘528正壬烷206蒽540異辛烷418JP-1噴氣燃料228正癸烷208J