石油及其产品的组成和性质.pptx

【教学目标】知识目标：1、了解石油一般形状、元素组成、馏分组成和非烃类组成；2、了解石油及其产品的物理性质；能力目标：1、能进行石油及其产品物理性质的测定。2、能进行石油及其产品物理性质的计算及查图方法;3、能分析原油及其产品中各种元素、烃类或非烃类化合物的存在，对其产品质量的影响；第1页/共109页第一节 石油的一般性状及化学组成第2页/共109页一、石油的一般性状石油主要是由碳氢化合物组成的复杂混合物。外观：淡黄黑色，流动或半流动的粘稠液体。如：我国四川盆地开采出来的原油是黄绿色，玉门原油是黑褐色的，大庆原油则为黑色。相对密度：相对密度一般小于1 1，绝大多数原油的相对密度为0.80.80.98,0.98,属重质原油。含硫量：我国原油一般含硫量较低，大部分含硫量为0.12%0.12%1.83%1.83%，只有胜利原油的含硫量稍高。第3页/共109页 产地产地 性质性质大庆大庆 原油原油胜利胜利 原油原油任丘任丘 原油原油辽河辽河 原油原油新疆新疆4号原油号原油克拉玛依克拉玛依3号低凝油号低凝油相对密度相对密度 d4200.85540.90050.88370.86620.7730.8839运动粘度运动粘度 50(厘斯厘斯)20.1983.3657.19.0533.02凝点凝点,302836170-54含蜡量含蜡量,%吸附法吸附法26.214.622.8 5.81.05蒸馏法蒸馏法13.5 沥青质沥青质,%05.12.50.17 0.53硅胶胶质硅胶胶质,%8.9 23.223.214.4 0.9 13.3残炭残炭(电炉电炉),%2.96.46.73.595.3 氧化铝吸附色谱的分析数据表1-1 我国部分油田原油的某些性质 第4页/共109页原原 油油 名名 称称 大庆大庆 胜利胜利 孤岛孤岛 辽河辽河 华北华北 中原中原新疆新疆吐哈吐哈鲁宁鲁宁管输管输密度（密度（20)g/cmg/cm3 30.85540.90050.94950.92040.88370.84660.81970.8937运动粘度（运动粘度（50）mm2/s20.1983.36333.7109.057.110.322.7237.8凝点，凝点，3028217(倾倾点点)363316.526.0蜡含量蜡含量(质量分数质量分数)%26.214.64.99.522.819.718.615.3庚烷沥青质庚烷沥青质(质量分数质量分数)%0 12.90500500的馏分称为减压渣油。简称：VR VR（vacuum residuevacuum residue）将常压蒸馏后350350的馏分称为常压渣油或常压重油。简称：AR AR（atmospheric residueatmospheric residue）第11页/共109页原油名称原油名称馏分组成馏分组成(质量分数质量分数)，%初馏点初馏点200200350350500500大庆大庆11.519.726.042.8胜利胜利7.617.527.547.4 孤岛孤岛6.114.927.251.8辽河辽河9.421.529.239.9华北华北6.119.934.939.1中原中原19.425.123.232.3 新疆库尔勒新疆库尔勒19.631.126.123.2新疆九区新疆九区2.419.329.651.1单家寺单家寺1.212.218.368.3沙特沙特(轻质轻质)23.326.325.125.3沙特沙特(混合混合)20.724.523.231.6也门也门(麦瑞波麦瑞波)31.530.623.214.7英国英国(北海北海)29.027.625.418.0印尼印尼(米纳斯米纳斯)11.930.224.833.1表1-6 国内外部分原油的馏分组成 第12页/共109页2.2.石油的烃类组成石油烃类非烃类烷烃环烷烃芳香烃含硫、氮、氧化合物胶质沥青质烃类：由碳、氢两种元素组成的化合物。非烃类：碳、氢与其它元素组成的化合物。第13页/共109页（1 1）烷烃：（高达50%50%70%70%；低到10%10%15%15%）性能：化学性质不活泼；但加热、催化剂作用、光能的条件下能起卤化、磺化、氧化及裂解等反应。存在形式：气态 C C1 1 C C4 4 石油气体中。液态 C C5 5 C C1515 汽、煤、柴、馏分中。固态 C C1616以上 溶解或结晶状存在于石油高沸点 馏分中。类型：正构烷烃 石蜡基原油中正构烷烃含量很高。异构烷烃 大多是两个或三个甲基的衍生物。含量：正构烷烃 异构烷烃 第14页/共109页石油中的固态烃石油中的固态烃蜡蜡 石蜡板状结晶 性能：分子量：300300500500 分子中的碳原子数：20203535 相对密度 ：0.860.860.940.94 熔点：303070 70 软蜡(熔点低于45)45)中等熔点的蜡(熔点454550)50)硬蜡(熔点50507070)第15页/共109页地蜡针状结晶性能:q分子量：500500700700q分子中的碳数：35355555q熔点：696990 90 q相对密度 、黏度比石蜡高 q化学性质比石蜡活泼，100 100 下与发烟硫酸反应。第16页/共109页性质：稳定较强 存在形式：环戊烷、环己烷及同系物，主要集中在低沸点的馏分中。R R 双环和多环环烷烃 特殊结构的双环环烷烃 三环和稠环烃类：主要存在在高沸点的馏分中（2）环烷烃第17页/共109页（3）芳香烃 R比烷烃与环烷烃含量少，平均含量为10%20%存在形式：含一个苯系 双环芳香烃 （CH2）n 三环稠合芳香烃 四环芳香烃 第18页/共109页3.3.石油馏分的烃类组成表示方法（1 1）单体烃组成表示方法 单体烃组成是表明石油及其馏分中每一种烃的含量。目前单体烃组成表示法一般还只限于阐述石油气及石油低沸点馏分。（2 2）族组成表示方法 所谓“族”就是化学结构相似的一类化合物。一般对于汽油馏分的分析以，可用烷烃、环烷烃、芳香烃的含量来表示。对于煤油、柴油及减压馏分的分析，可采用液固色谱法和质谱分析法。对于减压渣油，目前一般是用溶剂处理及液相色谱法将减压渣油分成饱和分、芳香分、胶质、沥青质四个组分。第19页/共109页 （3 3）结构族组成 结构族组成就是确定复杂分子混合物中这些结构单元的含量，而不是研究在分子中这些结构单元的结合方式。方法：把整个石油馏分看成是由某种“平均分子”所组成。馏分结构族组成情况，用“平均分子”上的环数或碳原子在某一结构单元上的百分数来表示。其中C CA A%、C CN N%、C CP P%、R R T T 、R R A A、R R N N均对平均分子而言。第20页/共109页CA%芳烃环上C原子占总分子C 原子数的%CN%环烷烃环上C原子占总分子C原子数的%CP%烷基侧链上C原子占总分子C原子数的%R T 分子中的总环数RA 分子中芳烃环数 R N 分子中环烷环数 C10H21CA%=6/20100=30CN%=4/20100=20CP%=10/20100=50RT=2RA=1RN=1第21页/共109页石油馏分一些物理常数与族组成的关系芳香烃环烷烃烷烃折射率n与相对密度d随着环数和碳原子数增高而增大。结构族组成求定方法：利用查图和计算均可得到（利用P1321表2-9，图2-12-8）适用范围：a.M200 不含不饱和烃 b.R T 4，R N 2，CN 75%c.CA/CN 1.5d.S 2%,N 0.5%,O 0.5%我国原油直馏馏分油基本上均能适应。结构族组成求定方法：ndM第22页/共109页 石油中间馏分及高沸馏分的结构族组成测定n-d-M法 由于烃类的物性与其结构单元密切相关，因此利用物理常数来测定石油馏分的结构族组成的方法，其中最常用的是n-d-Mn-d-M法。在实际应用中，只要测定石油的中间馏分或高沸馏分的密度(d)(d)、折射率(n)(n)和平均相对分子质量(M)(M)可利用图查得C CA A%、C CN N%、C CP P%、R R T T 、R R A A、R R N N的值。第23页/共109页图2-1 n-d-M2-1 n-d-M法求%C%CA A列线图（2020）第24页/共109页图2-2 n-d-M2-2 n-d-M法求%C%CR R列线图（2020）第25页/共109页图2-3 n-d-M2-3 n-d-M法求R RA A列线图（2020）第26页/共109页图2-4 n-d-M2-4 n-d-M法求R RT T列线图（2020）第27页/共109页图2-5 n-d-M2-5 n-d-M法求%C%CA A列线图（7070）第28页/共109页图2-6 n-d-M2-6 n-d-M法求%C%CR R列线图（7070）第29页/共109页图2-7 n-d-M2-7 n-d-M法求R RA A列线图（7070）第30页/共109页图2-8 n-d-M2-8 n-d-M法求R RT T列线图（7070）第31页/共109页 石油重油的结构族组成测定密度法 对于重油或渣油，已超出了ndMndM法的适用范围，可以采用密度法测定其结构参数。烃类密度与其结构有密切联系，在相对分子质量相近的情况下，不同类型烃类其密度不同，因而可用密度来关联油样的化学结构。当直接取得试样的密度值有困难时，可用下列经验公式从氢含量(%H)(%H)计算其近似值：第32页/共109页4.4.汽油馏分的烃类组成 汽油：是沸点低于200200的馏分，分子量约为8080140140。直馏汽油：天然石油直接蒸馏所得到的汽油称为直馏汽油。（1 1）直馏汽油馏分的单体烃组成 见下表1-71-7 所列为4 4种原油的直馏汽油中主要单体烃。（2 2）直馏汽油的族组成第33页/共109页烃族烃族化合物名称化合物名称大庆大庆 60145 大港大港 60150 胜利胜利 60145 任丘任丘 初馏初馏130 正正 构构 烷烷 烃烃正戊烷正戊烷0.090.390.935.58正己烷正己烷6.332.044.838.91正庚烷正庚烷13.934.427.218.34正辛烷正辛烷15.398.695.985.66正壬烷正壬烷2.174.782.971.39总总 量量37.9120.3221.9229.88异异 构构 烷烷 烃烃 2-甲基戊甲基戊烷1.320.772.565.083-甲基戊甲基戊烷0.760.671.693.132-甲基己甲基己烷1.401.092.142.573-甲基己甲基己烷1.831.252.572.692-甲基庚甲基庚烷2.752.383.053.58总总 量量8.066.1612.0117.05表1-7 4种原油直馏汽油中主要的单体烃 第34页/共109页烃族烃族化合物名称化合物名称大庆大庆 60145 大港大港 60150 胜利胜利 60145 任丘任丘 初馏初馏130 环环 烷烷 烃烃 甲基环戊烷甲基环戊烷2.722.084.044.26环己烷环己烷4.752.573.162.60甲基环己烷甲基环己烷11.439.187.225.72顺顺-1,3-二甲二甲基环己烷基环己烷3.664.622.802.69反反-1,4-二甲二甲基环己烷基环己烷总总 量量22.5618.4517.2215.27芳芳 香香 烃烃 苯苯0.160.800.660.46甲苯甲苯1.054.174.541.65对二甲苯对二甲苯0.281.570.420.22间二甲苯间二甲苯0.925.211.46 邻二甲苯邻二甲苯0.470.860.81 总总 量量2.8812.618.892.33续表第35页/共109页原油名称及馏分沸点原油名称及馏分沸点 烷烷 烃烃环烷烃环烷烃芳香烃芳香烃正正 构构异异 构构大庆大庆 601453815434 初初20057394胜利胜利 6014517.532.5428 6018049429任丘任丘 初初14556422大港大港 初初14518.522.54712 60180384616克拉玛依克拉玛依 初初20058339科威特科威特 4020070219米纳斯米纳斯 1620459401美国加州惠明顿美国加州惠明顿 50210355411美国兵西法尼亚美国兵西法尼亚 4020070228伊朗伊朗 4520070219表1-8 汽油馏分的烃组成(重%)(色谱法)第36页/共109页原油原油沸点范围沸点范围族组成，族组成，%（W）烷烷环烷烃环烷烃轻芳烃轻芳烃中芳烃中芳烃重芳烃重芳烃非烃非烃孤岛孤岛 180 30071.2128.440.3520035057.6911.2814.4813.213.25胜利胜利328 37371.6610.897.348.491.61大庆大庆210 22093.55.41.1 290 30084.89.95.3 340 35087.66.06.20.2 5.5.煤油、柴油馏分的烃类组成表1-9 中间油馏分族组成分析(色谱法)第37页/共109页原油原油馏分范围馏分范围结结 构构 族族 组组 成成 R RA AR R N NR R T TC CP P%C CA A%C CN N%大港大港2002500.31.01.01.31.338.617.244.22503000.41.11.550.017.832.13003300.51.11.656.016.028.03303600.61.01.657.616.825.6大庆大庆2002500.150.430.5368.56.025.52503000.220.600.8274.08.018.03003500.280.580.8674.59.016.5表表1-10 1-10 中间馏分结构族组成中间馏分结构族组成 n nd dM M 法法第38页/共109页烃类型 C20C36左右的正构、异构烷烃；单环到四环甚至多于四环的芳烃；并含有环数不等的环烷烃，以稠合型为主。单环到六环甚至高于六环带有环戊烷和环己烷的环烷烃，以稠合类型为主；6.6.高沸点馏分油的烃类组成第39页/共109页表1-11高沸点馏分（-30脱蜡）的烃组成原油名原油名称称沸点范围沸点范围烃族组成烃族组成 W%（占脱蜡油）（占脱蜡油）饱和烃饱和烃轻芳烃轻芳烃中芳烃中芳烃重芳烃及胶质重芳烃及胶质大庆大庆 35040076.86.58.18.640045075.66.49.88.345050066.217.57.98.6胜利胜利35539958.118.111.812.039945059.418.111.011.545050055.315.615.214.5大港大港35040063.112.68.316.040045066.010.67.715.745050060.512.98.018.6族组成和结构族组成第40页/共109页原油名原油名称称沸点范围沸点范围结结 构构 族族 组组 成成CP%CN%CA%R NRAR T大庆大庆35040062.523.813.71.210.511.7240045063.028.813.21.780.672.4545050060.525.014.52.100.923.02胜利胜利3553996621.812.21.00.51.53994506425.011.01.70.52.24505006027.512.52.30.73.0大港大港3504006223.414.61.090.481.57400450602812.01.920.482.4045050057.927.714.42.080.672.75表1-12高沸点馏分（-30脱蜡）的烃组成第41页/共109页S、O、N在石油中占1%，其化合物含量高达1020%1.含硫化合物（1）评价原油的指标高硫石油2%低硫石油0.5%含硫石油0.52%（2）存在形态分解产物（分解温度120）S、H2SH2S+O2（空气）S+H2O转化S+石油烃类H2S200250四 石油中的非烃化合物第42页/共109页RSH：沸点较相应的醇类较低。RSH在低沸点的馏分中含量较多，不溶于水。CH3SH、C2H5SH有特殊的臭味。空气中含量达2.210-12g/m3嗅觉可以感觉到。活性硫化物：SH2S、RSH2C4H9SHC4H9SC4H9+H2SC4H9SHC4H8+H2S2C3H7SHC3H7SSC3H7+H2ORSH+NaOHRSNa+H2ORSR：轻组分和中间馏分含量为5070%，高沸点馏分中可达70%。300500O第43页/共109页形式：环烷烃基芳香基S性能：对金属无腐蚀作用中性液体易溶解在硫酸中与卤代烷、金属卤化物、氟化氢生成络合物400500以上分解芳香硫醚和环硫醚热稳定性高有催化剂存在的条件下，在300450条件下可发生分解反应。分解产物为H2S、RSH、烃类。AlBr3、SnCl4、TiCl4、HgCl2第44页/共109页已分离出的部分环硫醚：单环硫醚SS双环硫醚RRRSSS三环硫醚SSS第45页/共109页腐蚀设备H2S与水共存形成盐酸与铁发生反应。MgCl2、CaCl2水解反应，产物为HCl。MgCl2+H2O=Mg（OH）2+2HClH2S与HCl协同作用。Fe+H2S=FeS+H2FeS+2HCl=FeCl2+H2SS高温腐蚀：Fe+S=FeS(350400)硫醇的腐蚀：2RSH+Fe=(RS)2Fe+H2SO2、SO3遇水汽形成H2SO4 硫化物分解产物硫醇、硫化氢等并与铁发生反应 燃烧燃料产物 为SO2、SO3、H2S。这些物质溶于水形成酸并与铁 发生反应。含硫化合物对石油加工及产品应用的影响第46页/共109页催化剂中毒影响产品质量汽油感铅性变坏油的安定性变坏油品产生异味污染环境,对人类造成威胁第47页/共109页 石油中的含氧量一般在千分之几。分类酸性氧化物环烷酸、脂肪酸、酚类等中性氧化物醛、酮、脂类等石油酸环烷酸约占石油酸的90%我国原油含氮情况较少 石蜡基原油环烷酸含量较少中间基和环烷基石油的环烷酸含量相对较多2.2.含氧化合物第48页/共109页分布规律：大部分集中在250400，低与高馏份都较少。存在形式：C6C10环戊烷的衍生物C12以上环戊烷、环己烷C19C23双环或多环、芳香和环烷混合环性质：d420=0.9351.02物理性质：难挥发的油状物有强烈的臭味不溶于水易溶于油品、苯、醇、乙醚等有机溶剂分子量升高，黏度提高、色重、酸值降低第49页/共109页存在形式：碱性300350，渣油中占1/3吡啶喹啉异喹啉氮杂蒽氮杂菲等非碱性在500渣油中占大部分NNNNHHHH吡咯吲哚咔唑苯并咔唑NNNNN3.含氮化合物第50页/共109页（1）分类：A.油焦质不溶于CS2、CCl4、C6H6及低分子量（C5C7）烷烃的物质；B.碳青质溶于CS2，不溶于CCl4、C6H6以及低分子量（C5C7）烷烃；C.沥青质溶于CS2、CCl4、C6H6不溶于低分子量烷烃（C5C7）；D.可溶质溶于CS2、CCl4、C6H6，以及低分子量（C5C7）烷烃。饱和分芳香分胶质分石油中的胶状、沥青状物质：胶质和沥青质是基本成分。4.4.胶状和沥青状物质第51页/共109页性质及分布：褐色或黑色脆性无定形固体；相对密度高于胶质；分子量大约20006000；焦碳加热不熔解，但在300下分解气态产物液态产物没有挥发性；在低分子石油产品中形成胶体溶液；H/C比为1.11.3，芳香度0.40.6；全部沥青集中在减压渣油中。石油中的沥青质第52页/共109页五、渣油我国原油减压渣油中的碳含量一般在85%87%之间，氢含量一般在11%12%之间。就氢碳原子比而言，我国多数减压渣油为1.6左右。减压渣油的平均相对分子质量大多在1000左右。减压渣油性质的另一特点是金属含量一般不高，并且我国绝大多数减压渣油中镍含量远大于钒含量。镍钒一般都大于10。与国外减压渣油相比，我国减压渣油的收率偏高，一般占原油的40%50%。第53页/共109页渣油名称渣油名称大庆大庆华北华北中原中原胜利胜利孤岛孤岛辽河辽河大港大港江汉江汉收率（在原油中的质量分收率（在原油中的质量分数），数），%41.141.138.738.732.332.347.147.151.051.039.339.332.332.344.344.3密度（密度（2020），），g/cmg/cm3 30.92210.92210.96530.96530.94240.94240.96980.96981.0021.0020.97170.97170.9470.9470.94920.9492粘度（粘度（100100），），mmmm2 2/s/s106106958.5958.5256.6256.6861.7861.711201120549.9549.9143.8143.8167.6167.6%C C86.7786.7785.985.985.6285.6285.585.584.8384.8387.5487.5486.2686.2684.784.7H H12.8112.8111.811.811.7811.7811.611.611.1611.1611.5511.5511.7611.7611.911.9S S0.160.160.470.471.131.131.351.352.932.930.310.310.290.292.352.35N N0.380.380.910.910.530.530.850.850.770.770.600.600.570.570.960.96H/CH/C（原子比）（原子比）1.771.771.651.651.601.601.631.631.581.581.601.601.631.631.681.68残碳（质量分数），残碳（质量分数），%8.88.817.517.513.313.313.913.916.216.214.014.09.29.2相对分子质量，相对分子质量，(VPO(VPO法法)90090093093090090094094010201020990990870870金金属属元元素素g/gg/gNiNi1010424212.612.6464642.242.2838325.825.8V V0.150.151.21.25.75.72.22.24.44.41.51.50.530.531.01.0Ni/VNi/V66.766.735352.22.220.920.99.69.655.355.348.748.7我国主要原油减压渣油（500）性质第54页/共109页渣油名称渣油名称阿拉伯阿拉伯（轻质）（轻质）科威特科威特卡夫基卡夫基卡乞萨兰卡乞萨兰（伊朗）（伊朗）阿哈加阿哈加依依（伊朗）（伊朗）米那斯米那斯（印尼）（印尼）收率（在原油的质量分数）收率（在原油的质量分数），%25.825.831.331.333.933.928.928.927.627.630.230.2密度（密度（15.615.6），），g/cmg/cm3 31.00311.00311.01481.01481.03051.03051.01101.01100.99990.99990.95390.9539APIAPIo o9.489.487.857.855.735.738.388.389.939.9316.7516.75康氏残碳（质量分数），康氏残碳（质量分数），%18.218.218.818.822.522.518.518.516.216.29.99.9%C C85.1085.1083.9783.9784.1384.1384.8084.8085.6285.6287.1387.13H H10.3010.3010.1210.129.849.8410.2410.2410.4510.4512.0412.04S S2.932.935.055.055.405.403.453.453.223.220.160.16N N0.220.220.310.310.360.360.490.490.490.490.470.47 H/C H/C（原子法）（原子法）1.451.451.451.451.401.401.451.451.461.461.661.66相对分子质量（相对分子质量（VPOVPO法）法）800800910910980980850850800800880880金金属属元元素素Ni,g/gNi,g/g16.416.427.327.348.648.673.773.756.256.231.131.1V,g/gV,g/g62.262.295.395.3153.2153.2234.2234.2182.0182.01.61.6Ni/VNi/V0.260.260.290.290.320.320.300.300.310.3119.419.4国外部分原油减压渣油的性质第55页/共109页渣油名称渣油名称饱和分饱和分芳香分芳香分胶质胶质庚烷沥青质庚烷沥青质戊烷沥青质戊烷沥青质我我国国渣渣油油大庆大庆40.840.832.232.226.926.90.10.10.40.4胜利胜利19.519.532.432.447.947.90.20.213.713.7孤岛孤岛15.715.733.033.048.548.52.82.811.311.3单家寺单家寺17.117.127.027.053.553.52.42.417.017.0欢喜岭欢喜岭28.728.735.035.033.633.62.72.712.612.6中原中原23.623.631.631.644.644.60.20.215.515.5新疆白克新疆白克47.347.325.225.227.527.50.10.13.03.0新疆九区新疆九区28.228.226.926.944.844.80.10.18.58.5国国外外渣渣油油科威特科威特15.715.755.655.622.622.66.16.113.913.9卡夫基卡夫基13.313.350.850.822.322.313.613.622.622.6卡奇萨兰（伊朗）卡奇萨兰（伊朗）19.619.650.550.523.023.06.96.913.313.3阿哈加依（伊朗）阿哈加依（伊朗）23.323.351.251.221.121.14.44.49.69.6米那斯（印尼）米那斯（印尼）46.846.828.828.822.622.61.81.812.212.2阿拉伯（轻质）阿拉伯（轻质）21.021.054.754.718.518.55.85.811.111.1减压渣油的化学组成第56页/共109页第二节 石油及其产品的物理性质一、蒸汽压一、蒸汽压二、馏分组成与平均沸点二、馏分组成与平均沸点三、密度和相对密度三、密度和相对密度四、特性因数四、特性因数五、平均分子量五、平均分子量六、粘度和粘温性质六、粘度和粘温性质七、临界性质、压缩因数和偏心因数七、临界性质、压缩因数和偏心因数八、热性质八、热性质九、其它物理性质九、其它物理性质第57页/共109页一、蒸汽压1 1、定义：指在某一温度下液体与液面上的蒸汽成平衡状态，这时蒸汽所产生的压力称为饱和蒸汽压简称蒸汽压。2 2、物理意义：蒸汽压的高低表明了液体气化或蒸发的能力，蒸汽压越高表明液体越容易气化。3 3、影响石油馏分蒸汽压的因素：（1 1）液体的温度 液体的温度越高，摩尔汽化热越小，蒸汽压越高。（2 2）石油馏分的组成 馏分越重、蒸汽压越低。第58页/共109页4 4、测定石油馏分蒸汽压的方法（1 1）真实蒸汽压（泡点蒸汽压）：工艺计算中常用的，汽化率为零时的蒸汽压。（2 2）雷德（饱和）蒸汽压：规定在3838，汽油与汽油蒸汽在测定 体积比为1 1：4 4的条件下，测出汽油蒸汽最大的压力。雷德法是目前全世界普遍用来测定液体燃料蒸汽压的标准方法。5 5、应用计算平衡条件下气液组成 不同压力下的沸点换算 分离、冷冻、压缩过程和天然气液化的计算（烃的液化条件）第59页/共109页二、馏分组成与平均沸点 1.1.沸程与馏分组成（1 1）沸点：对于纯化合物在一定外压下，当加热达到某一温时，其饱和蒸汽压于外压相等，此时汽化在汽液界面及液体内部同时进行，这一温度称为沸点。在外压一定时，沸点是一恒定值：1atm下 水 Tb =100 乙醇 Tb =78.4 苯 Tb =80.1 第60页/共109页（2 2）沸程：油品的沸点范围。沸程表征其蒸发及气化性能。（3 3）馏分：某一温度范围内，蒸馏出的馏出物。窄馏分：沸点范围窄的馏分。200200245 245 宽馏分：沸点范围宽的馏分。200200345345（4）油品的沸程汽油40200灯用煤油180300轻柴油200300喷气燃料130240重柴油250350重质燃料油520润滑油350520第61页/共109页2 2、测量沸程的方法：恩氏（Engler)Engler)蒸馏装置加热炉蒸馏瓶温度计冷凝器量筒10080206040冷水第62页/共109页（1 1）初馏点：第一滴溜出液从冷凝管滴入量筒时 的气相温度。（2 2）终馏点（干点）：蒸馏到所能达到的最高气 相温度。（3 3）残留物：蒸馏完毕后烧瓶中剩余的物质。（4 4）馏分组成：蒸馏温度与馏出量（体积百分数）之间的关系。第63页/共109页3 3、恩氏蒸馏曲线 将恩氏蒸馏所得的初馏点及各馏出温度为纵坐标，以相应的馏出体积百分数为横坐标，绘制成的曲线称为恩氏蒸馏曲线。7010 20 30 4050 60080 90100(体积）%20406080100120140160180馏出温度，第64页/共109页4.4.平均沸点（1）体积平均沸程求其它难测定值由恩氏蒸馏的10%、30%、50%、70%、90%五个馏出温度求得。（2）重量平均沸点求真临界温度第65页/共109页4、实分子平均沸点求假临界温度和偏心因子。5、中平均沸点求油品氢含量、特性因素、假临界压力、燃烧热和平均分子量等。3、立方平均沸点求特性因数和运动粘度。K第66页/共109页三、密度和相对密度1 1、密度 定义：物质单位体积的质量；单位：g/g/3 3,/m/m3 3 石油产品的标准密度：油品在20 20 时的密度，用2020表示2 2、相对密度 定义：油品在tt下的密度与44下水的密度之比，是无因次。用d d4 4t t表示。我国常用的相对密度是：国外常用的相对密度是：欧美各国常用比重指数表示：d420d15.615.6API0第67页/共109页表1-13 原油及石油产品的相对密度油品油品相对密度相对密度比重指数比重指数API0原油原油0.651.06862汽油汽油0.700.777052煤油煤油0.750.835739柴油柴油0.820.874131润滑油润滑油0.850.92 环烷烃 芳香烃 液态烃：压力增大，比热基本不变；气态烃：压力增大，热容增大。第91页/共109页 真比热和平均比热真比热：C真=dQ/dt平均比热：C平=Q/（T2T1）恒压比热和恒容比热求定方法：图表法（手工设计计算）公式法（计算机设计计算）理想气体第92页/共109页 2.2.汽化潜热 h h （1 1）定义：单位物质在一定温度下由液体转变为气态所吸收的热量称为汽化潜热。（2 2）单位：kJ/kJ/（3 3）特点：T T、P P 升高 h h 降低 到达临界点时h=0h=0 （4 4）各种油品常压汽化潜热：汽油 293293314 kJ/314 kJ/；煤油 251251272 kJ/kg272 kJ/kg 柴油 230230251 kJ/kg251 kJ/kg；润滑油 186186230 kJ/kg230 kJ/kg 结论：油品越重,分子量越大 h h 越小 分子量相似的油品：芳香烃h h 环烷烃h h 烷烃h h 第93页/共109页（5 5）影响汽化潜热的因素：当温度和压力升高时，汽化潜热逐渐减小；油品越重，蒸发潜热越低。油品蒸发潜热随分子量的增加而减小；当分子量与平均沸点相同时。烷烃蒸发潜热环烷烃蒸发潜热芳香烃蒸发潜热。（6 6）汽化潜热的求法：常压馏分汽化潜热根据中平均沸点、相对密度和分子量这三个数据中的两个查图1-381-38；其它温度下的汽化潜热，可用图1-391-39查得校正因数P P，再由式（1-331-33）进行校正。第94页/共109页 3.3.热焓 H H （1 1）定义：使1kg1kg油品从基准温度加热到tt所需要的热量。（2 2）单位：kJ/kg kJ/kg 或 kJ/KmolkJ/Kmol （3 3）基准态的选择：压力：1 atm 1 atm 或 101 KPa101 KPa 温度：烃类 -129 (-200-129 (-200 0 0F)F)油品 -17.8 (0-17.8 (0 0 0F)F)常压气体 0 0 第95页/共109页（4 4）影响油品焓值的因素 油品性质 温度 压力（5 5）焓值的求法 纯烃及常用气体的焓可由有关图表查得，石油馏分的焓值可用图1-401-40求得。当油品处于气、液混相状态时，应分别求定气、液相的性质，在已知汽化率的情况下按可加性求定其焓的变化。第96页/共109页是油品的性质，H是P、T的函数。温度：同温度下，相对密度小及特性因数大的油品，具有较高的焓；同温度下：汽油 润滑油；烷烃 芳香烃；压力：恒压下，不同性能的油品升到相同的温度所需的热量不同，汽焓也不同；恒压下油品压力对油品的焓值影响可忽略气体压力高时必须加以考虑进行校正 （6）油品焓值的性能特点 第97页/共109页 九、其它性质 1 1、低温流动性 （1 1）粘温凝固：含蜡量少的油品，当温度降低时，粘度迅速增加，最后因粘度过高而失去流动性，变成无定形的玻璃状物质。（2 2）构造凝固：含蜡量多的油品，当油品冷却时，油品所含的蜡逐渐结晶出来，当析出的蜡逐渐增多形成一个网状的骨架，将处于液体的油品包在其中，使整个油品失去流动性。第98页/共109页 2 2、评价低温流动性的指标 浊点 结晶点 冰点 凝固点 倾点 冷滤点 煤油航空汽油和喷气燃料原油、柴油、润滑油、重油等油品第99页/共109页 （1 1）浊点：试油在规定条件下冷却，油品开始呈现混浊时的最高温度。（2 2）结晶点：在油品中出现肉眼观察到的结晶时的温度。（3 3）冰点：冷却出现结晶后，在使其升温至使所形成的结晶消失的最 低温度。浊点 结晶点 冰点 （4 4）冷凝点：试油在规定条件下冷却到液面不再移动时的最高温度 （5 5）倾点：油品能够流动的最低温度，又称流动的极限温度。（6 6）冷滤点：在规定的压力和冷却速度下，测定2020毫升试油不能通过 360360目/英寸2 2 过滤网的最高温度。降温升温第100页/共109页 2.2.燃烧性能 （1 1）闪点 定义：是指可燃性液体的蒸汽同空气的混合物在有火焰接近时，能发生闪火（一闪即灭）的最低油温。爆炸范围：用外界火源去引燃油气混合气时，发现一定范围内，油品上方出现瞬间闪火现象，低于或高于此范围都不闪火。这一浓度范围称为爆炸极限。爆炸上限 空气中的油气浓度高于空气浓度的温度 爆炸下限 空气中的空气浓度高于油气浓度的温度 汽油用上限温度，煤柴油用下限温度 闪点测定方法：闭口闪点（轻重油均可）开口闪点（重质燃料油）第101页/共109页（2）燃点和自然点 燃点：外界火源引燃油品时连续燃烧 5s 的最低温度。自燃点：不需引火，靠自身氧化反应产生自行燃烧的最低温度。燃烧性能与组成的关系：分子量相近时，烷烃自燃点 芳烃自燃点；同一烃类，沸点越低，自燃点越高，闪点越低；烷烃的自燃点较低，但其闪点却比粘度相同而含环烷烃 和芳香烃较多的油品高。第102页/共109页（3 3）发热值（发热量）定义：油品完全燃烧时所放出的热量 ,用Q Q表示。单位：J/kgJ/kg 热值的分类：即高热值Q Qh h和低热值Q Ql l 高热值Q Qh h：（理论热值）燃料燃烧的起始温度和燃烧产物的最终温度均为1515，并且燃烧生成的水蒸气完全被冷凝成水，所放出的热量。低热值Q Ql l：（净热值）燃烧生成的水是以蒸汽状态存在，因此，如果燃料中不含水分，高低热值之差，即为15 15 和其饱和蒸汽压下的蒸发潜热。第103页/共109页石油产品石油产品发热值，发热值，kJ/kgkJ/kg石油产品石油产品发热值，发热值，kJ/kgkJ/kg汽油汽油 47018 47018锭子油锭子油456