第三章石油的物理性质精选PPT.ppt

第三章石油的物理性质第1页，本讲稿共90页 石油及产品的理化性质石油及产品的理化性质 本章的主要内容：本章的主要内容：u石油的蒸馏曲线石油的蒸馏曲线u石油的平均相对分子质量石油的平均相对分子质量u石油的密度与相对密度石油的密度与相对密度u石油的粘度石油的粘度u石油的热性质石油的热性质第2页，本讲稿共90页第一节第一节 恩式蒸馏、实沸点蒸馏、平衡汽化曲线恩式蒸馏、实沸点蒸馏、平衡汽化曲线 石油及产品的理化性质石油及产品的理化性质 石油及其产品是石油及其产品是由许多分子大小不同的由许多分子大小不同的烃类与非烃烃类与非烃类所组成的复杂混合物。类所组成的复杂混合物。它们的沸点它们的沸点不象单体化合物不象单体化合物那样具有恒定值，而是随气化的过程在一定温度范围内那样具有恒定值，而是随气化的过程在一定温度范围内逐步升高，这个沸点范围称为逐步升高，这个沸点范围称为沸程沸程。第3页，本讲稿共90页一、恩氏蒸馏一、恩氏蒸馏 恩氏蒸馏又称为恩氏蒸馏又称为ASTM蒸馏，是属于蒸馏，是属于渐次气化渐次气化，基本上基本上不具有精馏作用不具有精馏作用。随着温度的逐渐升高，不断。随着温度的逐渐升高，不断气化和馏出的是组成范围较宽的混合物。因而馏程只是气化和馏出的是组成范围较宽的混合物。因而馏程只是粗略表示油品的粗略表示油品的沸点范围和一般蒸发性能沸点范围和一般蒸发性能。第4页，本讲稿共90页其测定过程如下其测定过程如下:u将将100ml油品放入标准的蒸馏瓶中，按规定的加热速度进行加热。油品放入标准的蒸馏瓶中，按规定的加热速度进行加热。u初馏点初馏点(Initial Boiling Point，简称，简称IBP)：馏出的：馏出的第一滴冷凝液第一滴冷凝液的的气相气相温度温度。u10%、20%90%馏出温度：馏出液达馏出温度：馏出液达10ml、20ml、直至、直至90ml时的时的气相气相温度温度。u终馏点终馏点(End Point)或干点：气相温度所能达到的或干点：气相温度所能达到的最高值最高值。第5页，本讲稿共90页图图3-1 大庆原油中汽油、喷气燃料、轻柴油馏分的恩氏蒸馏曲线大庆原油中汽油、喷气燃料、轻柴油馏分的恩氏蒸馏曲线 根据测得的馏程数据，以根据测得的馏程数据，以气相馏出温度为纵坐标气相馏出温度为纵坐标，以，以馏出体积百馏出体积百分数为横坐标分数为横坐标作图即可得到某一油品的蒸馏曲线。作图即可得到某一油品的蒸馏曲线。第6页，本讲稿共90页 一般用蒸馏曲线的斜率来表示该油品的沸程的宽窄。一般用蒸馏曲线的斜率来表示该油品的沸程的宽窄。斜率越小，表示沸程越窄。斜率越小，表示沸程越窄。第7页，本讲稿共90页一般常用平均沸点来表征其气化性能。油品平均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：沸点的定义如下：u体积平均沸点体积平均沸点tv（）：）：u质量平均沸点质量平均沸点tw（）：）：第8页，本讲稿共90页u立方平均沸点立方平均沸点Tcu（K）：）：u实分子平均沸点实分子平均沸点tm（）：）：u中平均沸点中平均沸点tme（）：）：第9页，本讲稿共90页二、实沸点蒸馏二、实沸点蒸馏 实沸点蒸馏（实沸点蒸馏（True Boiling-Point Distillation，TBP）又称）又称真沸点蒸馏真沸点蒸馏，是评价原油的蒸馏方法。，是评价原油的蒸馏方法。测定装置：相当于测定装置：相当于1418块块理论板数理论板数的填充的填充精馏柱精馏柱的的精馏装置。精馏装置。第10页，本讲稿共90页 实沸点蒸馏测定过程：实沸点蒸馏测定过程：u第一步：第一步：常压蒸馏常压蒸馏，切取从，切取从初馏点到初馏点到200的各个馏分的各个馏分。u第二步：在残压为第二步：在残压为1.33KPa左右进行的左右进行的减压蒸馏减压蒸馏，切取，切取200 395的各个馏分。的各个馏分。u第三步：在第三步：在残压为残压为0.27KPa下不用精馏柱的减压蒸馏下不用精馏柱的减压蒸馏，切取切取395500的各个馏分，釜底的残液为的各个馏分，釜底的残液为 500以以上的减压渣油上的减压渣油。第11页，本讲稿共90页图图3-2 原油实沸点蒸馏曲线原油实沸点蒸馏曲线 将蒸馏过程中的将蒸馏过程中的气相馏出温度气相馏出温度与相应的与相应的馏出物馏出物累计质累计质量收率量收率(m%)作图，即可得到实沸点蒸馏曲线作图，即可得到实沸点蒸馏曲线。第12页，本讲稿共90页三、平衡汽化三、平衡汽化 也称也称一次汽化一次汽化或或平衡蒸馏平衡蒸馏，是指油品在一定的压力，是指油品在一定的压力和温度下保持气液两相处于平衡状态下进行分离。和温度下保持气液两相处于平衡状态下进行分离。在一定压力下得到的在一定压力下得到的汽化率汽化率与与温度温度之间的关系曲线，之间的关系曲线，即即平衡汽化曲线平衡汽化曲线。平衡汽化曲线的。平衡汽化曲线的初馏点初馏点，即，即0%的馏的馏出温度，为该油品的出温度，为该油品的泡点泡点；其；其终馏点终馏点，即，即100%的馏出的馏出温度，为其温度，为其露点露点。第13页，本讲稿共90页u恩式蒸馏、实沸点蒸馏、平衡汽化比较恩式蒸馏、实沸点蒸馏、平衡汽化比较第14页，本讲稿共90页就曲线的斜率而言，就曲线的斜率而言，平衡汽化平衡汽化的的最平缓最平缓，实实沸点蒸馏的最陡沸点蒸馏的最陡；分离精确度：分离精确度：实沸点蒸馏最高实沸点蒸馏最高，平衡汽化的平衡汽化的最差最差；对同一油样，初馏点以实沸点蒸馏的最低，对同一油样，初馏点以实沸点蒸馏的最低，其终馏点则最高，其终馏点则最高，50%50%馏出温度处馏出温度处3 3条蒸馏曲条蒸馏曲线上的温度差别不大；线上的温度差别不大；用用恩式蒸馏的恩式蒸馏的50%50%馏出温度馏出温度大体表示油品的大体表示油品的平均汽化性能平均汽化性能；第15页，本讲稿共90页第二节第二节 平均分子量平均分子量 石油的分子量是进行炼油设计、关联石油物性、石油的分子量是进行炼油设计、关联石油物性、研究石油的化学组成中所必不可少的基础数据。研究石油的化学组成中所必不可少的基础数据。由于石油及其产品是由许多分子大小不同的化由于石油及其产品是由许多分子大小不同的化合物所组成的复杂混合物，而各种合物的分子合物所组成的复杂混合物，而各种合物的分子量又各不相同，其范围也很宽，所以只能用量又各不相同，其范围也很宽，所以只能用平均分子量平均分子量来表示。来表示。第16页，本讲稿共90页 石油及产品的理化性质石油及产品的理化性质 1.定义定义（1）数均相对分子质量）数均相对分子质量体系中不同分子的摩尔分率与其相应分子量的体系中不同分子的摩尔分率与其相应分子量的乘积的总和。乘积的总和。式中：式中：ni组分组分i的摩尔分率；的摩尔分率；Ni组分组分i的摩尔数；的摩尔数；Wi组分组分i的质量；的质量；第17页，本讲稿共90页 石油及产品的理化性质石油及产品的理化性质（2）重均）重均相对分子质量相对分子质量体系中不同分子的质量分率与其相应分子体系中不同分子的质量分率与其相应分子量的乘积的总和。量的乘积的总和。式中：式中：wi组分组分i的质量分率的质量分率 第18页，本讲稿共90页 石油及产品的理化性质石油及产品的理化性质 经验方程：经验方程：石油馏分的体积平均沸点，石油馏分的体积平均沸点，K；第19页，本讲稿共90页 石油及产品的理化性质石油及产品的理化性质 表表3-1 原油及各馏分油的平均相对分子质量原油及各馏分油的平均相对分子质量名称名称20密度密度 kg/m3平均相对分平均相对分子质量子质量碳数碳数平均碳数平均碳数原油原油8001000汽油馏分汽油馏分740 770100 120C5 C118轻柴油馏分轻柴油馏分820 870210 240C11 C2016润滑油馏分润滑油馏分850 940370 500C20 C3630渣油渣油920 1000900 1100C3670煤油馏分煤油馏分180 200石油馏分的平均相对分子质量随沸程的升高而增大石油馏分的平均相对分子质量随沸程的升高而增大。第20页，本讲稿共90页2、数均分子量的测定方法数均分子量的测定方法测测定定方方法法冰点下降法冰点下降法沸点上升法沸点上升法蒸气压渗透法蒸气压渗透法渗透压法渗透压法第21页，本讲稿共90页3、石油及其馏分的数均分子量石油及其馏分的数均分子量图图3-3 几种原油馏分的分子量分布几种原油馏分的分子量分布 第22页，本讲稿共90页u石油各馏分的数均分子量是随馏分的沸石油各馏分的数均分子量是随馏分的沸程的上升而增大的。程的上升而增大的。u当沸程相同时，石蜡基的原油如大庆原油当沸程相同时，石蜡基的原油如大庆原油的数均分子量最大，中间基的原油如胜利的数均分子量最大，中间基的原油如胜利原油次之，而环烷基的原油如辽河欢喜岭原油次之，而环烷基的原油如辽河欢喜岭原油最小。原油最小。第23页，本讲稿共90页表表3-2 石油各馏分的平均分子量范围及与碳数的关系石油各馏分的平均分子量范围及与碳数的关系 馏分馏分沸程，沸程，碳数范围碳数范围平均碳数平均碳数平均分子量平均分子量汽油馏分汽油馏分500C35 70900 1100第24页，本讲稿共90页第三节第三节 密度和相对密度密度和相对密度 APIAPI值与密度成值与密度成反比反比关系。关系。：tt时物质的密度；时物质的密度；：标准密度；：标准密度；：相对密度；：相对密度；：标准相对密度；：标准相对密度；：（欧美）：（欧美）；：表示油品的相对密度：表示油品的相对密度,1.1.几种符号的意义几种符号的意义 第25页，本讲稿共90页油品密度油品密度的测定方的测定方法法 密度计法密度计法 比重瓶法比重瓶法 第26页，本讲稿共90页2 2、液体油品相对密度与温度、压力的关系、液体油品相对密度与温度、压力的关系 温度升高，油品的体积膨胀，密度和相对密度减温度升高，油品的体积膨胀，密度和相对密度减小。小。在在050的温度范围内，的温度范围内，t时的相对密度与时的相对密度与20 时的相对密度之间存在如下的关系时的相对密度之间存在如下的关系:式中：式中：油品的体积膨胀系数油品的体积膨胀系数 第27页，本讲稿共90页 液体受压后，体积变化不是太大，因而通常液体受压后，体积变化不是太大，因而通常压力对压力对液体液体石油产品的密度的石油产品的密度的影响影响可以可以忽略不计忽略不计。但在很高。但在很高的压力下油品的密度要受到压力的影响。的压力下油品的密度要受到压力的影响。第28页，本讲稿共90页3 3、混合油品的密度、混合油品的密度 当属性相近的两种或多种油品混合时，其当属性相近的两种或多种油品混合时，其体积具有可体积具有可加性加性，因此混合油品的的密度，因此混合油品的的密度 mixmix可按下式计算：可按下式计算：式中：式中：vi和和wi组分组分i的体积分率和质量分率。的体积分率和质量分率。第29页，本讲稿共90页 烃类的相对密度与其分子结构有关。烃类的相对密度与其分子结构有关。芳香烃芳香烃的的C-C的键长最短的键长最短，其结构最为紧凑其结构最为紧凑；环烷烃环烷烃的结构的结构与芳烃相比，其与芳烃相比，其分子结构要松弛一些分子结构要松弛一些；烷烃分子烷烃分子的的C-C键的键长最长，其键的键长最长，其分子结构最松弛分子结构最松弛。4.密度与化学组成的关系密度与化学组成的关系第30页，本讲稿共90页 因而对于因而对于相同碳数相同碳数的烃类而言，的烃类而言，芳烃分子的体芳烃分子的体积最小积最小，也就是说它的每个碳原子所占的体积最，也就是说它的每个碳原子所占的体积最小，因而小，因而其相对密度最大其相对密度最大；环烷烃环烷烃的分子结构比烷的分子结构比烷烃也要紧凑些，因此其烃也要紧凑些，因此其相对密度也比烷烃要大相对密度也比烷烃要大；烷烷烃分子的相对密度最小烃分子的相对密度最小。第31页，本讲稿共90页表表3-2 各族烃类的相对密度（各族烃类的相对密度（）烃类烃类C6C6C7C7C8C8正构烷烃正构烷烃0.65940.65940.68370.68370.70250.7025正构正构烯烃烯烃0.67320.67320.69700.69700.71490.7149正烷基环己烷正烷基环己烷0.77850.77850.76940.76940.78790.7879正烷基苯正烷基苯0.87890.87890.86700.86700.86700.8670第32页，本讲稿共90页 石油及产品的理化性质石油及产品的理化性质 碳原子数相同碳原子数相同时：时：芳香烃芳香烃环烷烃环烷烃烷烃，烷烃，烯烃烯烃烷烃烷烃 同族烃类，随着分子量的增加：同族烃类，随着分子量的增加：正构烷烃正构烷烃的的相对密度增加；相对密度增加；正烷基正烷基环己烷环己烷的的相对密度增加；相对密度增加；正烷基苯正烷基苯的的相对密度相对密度减小；减小；结论结论第33页，本讲稿共90页表表3-4 原油及其馏分的相对密度范围原油及其馏分的相对密度范围油品油品相对密度相对密度油品油品相对密度相对密度原油原油0.81.0轻柴油轻柴油0.820.87汽油汽油0.740.77减压馏分减压馏分0.850.94航空煤油航空煤油0.780.83减压渣油减压渣油0.921.05、石油及其馏分的相对密度、石油及其馏分的相对密度第34页，本讲稿共90页馏份馏份,大庆大庆胜利胜利孤岛孤岛羊三木羊三木IBP2000.74320.7446-0.76502002500.80390.82040.86520.86302503000.81670.82700.88040.89003003500.82830.83500.89940.91003504000.83680.86060.91490.93204004500.85740.88740.93490.94334505000.87230.90670.93900.94835000.92210.96981.00200.9820原油原油0.85540.90050.94950.9492原油属性原油属性石蜡基石蜡基中间基中间基环烷环烷-中间基中间基环烷基环烷基表表3-5 不同原油各馏分的相对密度不同原油各馏分的相对密度 第35页，本讲稿共90页 石油及产品的理化性质石油及产品的理化性质 不同属性不同属性原油原油相同沸程相同沸程的馏分：的馏分：环烷基环烷基中间基中间基石蜡基石蜡基 同一种原油，随馏分同一种原油，随馏分沸程的升高沸程的升高密度逐渐密度逐渐 增大增大；第36页，本讲稿共90页 原因在于：原因在于：u环烷基环烷基的原油由于其的原油由于其环烷烃和芳烃含量较高环烷烃和芳烃含量较高，因而，因而其其相对密度较大相对密度较大；而；而石蜡基石蜡基原油因原油因烷烃含量较高烷烃含量较高，因此其因此其相对密度较小相对密度较小。u相同相同原油的原油的馏分馏分随着其沸点的升高，随着其沸点的升高，芳烃含芳烃含 量增加，而烷烃含量降低，因而其相对密度量增加，而烷烃含量降低，因而其相对密度 增加增加。第37页，本讲稿共90页5 5、特性因数和相关指数、特性因数和相关指数 特性因数特性因数K：相关指数相关指数BMCI：第38页，本讲稿共90页u正构烷烃的正构烷烃的BMCI最小最小，基本为零；，基本为零；环烷烃次之环烷烃次之，在，在50以下；以下；芳香烃最大芳香烃最大，在，在100以下。以下。换言之，换言之，油品的油品的BMCI越大，其芳香性越强；越大，其芳香性越强；而而BMCI越小，表明其石蜡性越强越小，表明其石蜡性越强。u正构烷烃正构烷烃的的K值最大，约为值最大，约为12.7；环烷烃次环烷烃次 之之，为，为1112；芳香烃最小芳香烃最小，为，为1011。第39页，本讲稿共90页表表3-5 各原油窄馏分的各原油窄馏分的K值和值和BMCI值值 原油原油KBMCI原油基属原油基属大庆大庆12.012.61724石蜡基石蜡基中原中原11.712.61729石蜡基石蜡基胜利胜利11.212.21439中间基中间基辽河辽河11.411.92847中间基中间基孤岛孤岛11.111.73657环烷环烷-中间基中间基羊三木羊三木11.111.74962环烷基环烷基第40页，本讲稿共90页u环烷基原油的环烷基原油的K值小，值小，而而BMCI值大值大。因而因而K值和值和BMCI值能够较好地反映原油的值能够较好地反映原油的 化学属性。化学属性。u石蜡基原油的石蜡基原油的K值大，值大，BMCI值小值小。第41页，本讲稿共90页第四节第四节 粘度粘度 粘度粘度是是评定油品流动性评定油品流动性的质量指标，是油品特别是的质量指标，是油品特别是润滑油润滑油质量标准中的重要参数，也是炼油设计中不质量标准中的重要参数，也是炼油设计中不可缺少的物理性质可缺少的物理性质。粘度就是粘度就是体现流体作相对运动时分子之间摩体现流体作相对运动时分子之间摩擦阻力大小擦阻力大小的指标。的指标。第42页，本讲稿共90页一、粘度的定义一、粘度的定义1 1、绝对粘度（、绝对粘度（）绝对粘度又称绝对粘度又称动力粘度动力粘度，它由牛顿方程式所定，它由牛顿方程式所定义义：式中：式中：F作相对运动的两流层间的作相对运动的两流层间的内摩擦力内摩擦力(剪切力剪切力)，N；A两流层间的两流层间的接触面积接触面积，m2 dv两流层间的两流层间的相对运动速度相对运动速度，m/s dl两流层间的两流层间的距离距离，m 流体内部流体内部摩擦系数摩擦系数，即该流体的，即该流体的绝对粘度绝对粘度，Pas 第43页，本讲稿共90页u牛顿流体牛顿流体：绝对粘度：绝对粘度 不随不随流体的流体的剪切速剪切速 度梯度度梯度dv/dl变化而变化变化而变化的体系。的体系。在在SI单位制中，绝对粘度单位制中，绝对粘度 的单位为的单位为Pas。非牛顿流体非牛顿流体：绝对粘度：绝对粘度 不是定值不是定值随随流体的流体的 剪切速度梯度剪切速度梯度dv/dl变化而变变化而变 化化的体系。的体系。第44页，本讲稿共90页2、运动粘度、运动粘度 常用的粘度常用的粘度是运动粘度，它是是运动粘度，它是绝对粘度绝对粘度 与与相同温度和压力下的相同温度和压力下的液体密度液体密度 之比值之比值，即：，即：在在SI单位中，运动粘度的单位是单位中，运动粘度的单位是mm2/s。第45页，本讲稿共90页3、条件粘度、条件粘度 恩氏粘度恩氏粘度：以油品从：以油品从恩氏粘度计恩氏粘度计流出流出200mL时间时间 与流出与流出200mL的的水水所用的时间之比值。所用的时间之比值。雷氏粘度雷氏粘度：50mL的油品从的油品从雷氏粘度计雷氏粘度计中流出的中流出的 时间（秒）时间（秒）。赛氏粘度赛氏粘度：60mL的油品流出的油品流出赛氏粘度计赛氏粘度计的时间的时间 （秒）（秒）。第46页，本讲稿共90页二、粘度的测定方法二、粘度的测定方法 运动粘度运动粘度测定方法是用测定方法是用毛细管毛细管粘度计法粘度计法。当油品在当油品在层流状态层流状态下流经毛细管时，其流动状态下流经毛细管时，其流动状态符合下列关系式：符合下列关系式：第47页，本讲稿共90页 在毛细管粘度计中油品的在毛细管粘度计中油品的流动是靠自身的重力流动是靠自身的重力作用作用。油品的运动粘度是与一定体积的该油品流经油品的运动粘度是与一定体积的该油品流经毛毛细管的时间成正比细管的时间成正比。第48页，本讲稿共90页 石油及产品的理化性质石油及产品的理化性质 三、三、粘度与化学组成的关系粘度与化学组成的关系表表3-6 烃类的粘度烃类的粘度(25)化合物化合物绝对绝对粘度粘度化合物化合物绝对绝对粘度粘度化合物化合物绝对绝对粘度粘度正己烷正己烷0.298环己烷环己烷0.895苯苯0.601正庚烷正庚烷0.396甲基环己烷甲基环己烷0.683甲苯甲苯0.550正辛烷正辛烷0.514乙基环己烷乙基环己烷0.785乙基苯乙基苯0.635正壬烷正壬烷0.668丙基环己烷丙基环己烷0.931丙基苯丙基苯0.796正癸烷正癸烷0.859丁基环己烷丁基环己烷1.204丁基苯丁基苯0.957第49页，本讲稿共90页 石油及产品的理化性质石油及产品的理化性质 表表3-7 烃类分子中环数对粘度烃类分子中环数对粘度(98，mm2/s)的影响的影响 化合物化合物运动粘度运动粘度化合物化合物运动粘度运动粘度2.493.292.534.982.7410.103.82第50页，本讲稿共90页 石油及产品的理化性质石油及产品的理化性质 结论：结论：同一系列的烃类，其粘度随着同一系列的烃类，其粘度随着碳数（分子量）碳数（分子量）的增加的增加而而增加增加；相同碳数相同碳数的各族烃类，的各族烃类，环状结构分子的粘度大环状结构分子的粘度大 于链状结构分子的粘度，而且环数越多，粘于链状结构分子的粘度，而且环数越多，粘 度越大，度越大，环烷烃环烷烃芳香烃芳香烃 烷烃烷烃；第51页，本讲稿共90页 石油及产品的理化性质石油及产品的理化性质 四、油品粘度与温度的关系四、油品粘度与温度的关系 油品粘度随温度变化的性质称为油品粘度随温度变化的性质称为粘温性质粘温性质。说明：说明：油品的粘度随温度变化的幅度油品的粘度随温度变化的幅度小小，说明油品，说明油品 的的粘温性好粘温性好；油品的粘度是随油品的粘度是随温度的升高而降低温度的升高而降低的。的。第52页，本讲稿共90页 石油及产品的理化性质石油及产品的理化性质 u粘温性的表示方法粘温性的表示方法 表征油品的粘温性质的指标有两种：表征油品的粘温性质的指标有两种：粘度指数粘度指数（简称（简称VI）H油：油：L油：油：人为规定粘温性质良好的宾夕法尼亚原人为规定粘温性质良好的宾夕法尼亚原油所有窄馏分的粘度指数均为油所有窄馏分的粘度指数均为100。人为规定粘温性质差的德克萨斯海湾沿人为规定粘温性质差的德克萨斯海湾沿岸原油所有窄馏分的粘度指数均为岸原油所有窄馏分的粘度指数均为0。第53页，本讲稿共90页 石油及产品的理化性质石油及产品的理化性质 当当VI100时：时：式中：式中：U试样在试样在40时的运动粘度；时的运动粘度；Y试样在试样在100时的运动粘度；时的运动粘度；H与与Y相同的相同的H标准油在标准油在40时的运动粘度；时的运动粘度；L与与Y相同的相同的L标准油在标准油在40时的运动粘度；时的运动粘度；当当VI为为0100时：时：第54页，本讲稿共90页 石油及产品的理化性质石油及产品的理化性质 说明：说明：粘度指数粘度指数VI越大越大，表明油品的粘温性质，表明油品的粘温性质越好越好。u粘度比粘度比 50时的运动粘度与时的运动粘度与100时的运动粘度的比值。时的运动粘度的比值。油品粘度比油品粘度比越小越小，表示该油品的粘温性质，表示该油品的粘温性质越好越好。第55页，本讲稿共90页 石油及产品的理化性质石油及产品的理化性质 u粘温性与化学组成的关系粘温性与化学组成的关系 化合物化合物VI化合物化合物VIn-C261771251607214411740101-70表表3-8 各种烃类的粘度指数各种烃类的粘度指数(VI)第56页，本讲稿共90页 石油及产品的理化性质石油及产品的理化性质 续表续表3-8 各种烃类的粘度指数各种烃类的粘度指数(VI)化合物化合物VI化合物化合物VI70144-61221081407753-15-66第57页，本讲稿共90页u正构烷烃的粘温性质优于异构烷烃，异构化程度越高，其正构烷烃的粘温性质优于异构烷烃，异构化程度越高，其粘温性质越差；粘温性质越差；u环状烃（环烷烃和芳烃）的粘温性质比链状烃要差，环状烃（环烷烃和芳烃）的粘温性质比链状烃要差，环数越多，粘温性质越差；环数越多，粘温性质越差；u分子中环数相同时，侧链越长，其粘温性质越好；分子中环数相同时，侧链越长，其粘温性质越好；第58页，本讲稿共90页u正构烷烃正构烷烃的的粘温性质粘温性质最好最好；带有；带有少分支长烷基侧链少分支长烷基侧链的的少环烃类少环烃类和和分支程度不高的异构烷烃分支程度不高的异构烷烃的粘温性质比的粘温性质比较好较好；多环短侧链的环状烃多环短侧链的环状烃类的类的粘温性质粘温性质很差很差；第59页，本讲稿共90页 石油及产品的理化性质石油及产品的理化性质 4.石油及其馏分的粘度与粘温性石油及其馏分的粘度与粘温性 表表3-9 石油减压馏分的粘度比和粘度常数石油减压馏分的粘度比和粘度常数原油原油沸程，沸程，50,mm2/s 100,mm2/s 50/100VI大庆大庆石蜡基石蜡基3504006.912.662.6020040045015.824.653.40140新疆新疆中间基中间基35040013.003.703.518040045039.747.455.3370450500128.816.207.9560羊三木羊三木环烷基环烷基35040023.274.724.930400450146.313.6610.71-35450500356.923.3715.27300(开杯开杯)爆炸爆炸下下限限表表3-13 石油馏分的闪点石油馏分的闪点 沸程沸程越高越高，闪点也就，闪点也就越高越高。第80页，本讲稿共90页 石油及产品的理化性质石油及产品的理化性质 汽油的闪点是相当于爆炸上限的油品温度，而煤、柴油和润滑汽油的闪点是相当于爆炸上限的油品温度，而煤、柴油和润滑汽油的闪点是相当于爆炸上限的油品温度，而煤、柴油和润滑汽油的闪点是相当于爆炸上限的油品温度，而煤、柴油和润滑油等的闪点是相当于爆炸下限时的油品温度。油等的闪点是相当于爆炸下限时的油品温度。油等的闪点是相当于爆炸下限时的油品温度。油等的闪点是相当于爆炸下限时的油品温度。石油产品的馏程越轻，蒸汽压越大，闪点越低。闪点越低表明其着石油产品的馏程越轻，蒸汽压越大，闪点越低。闪点越低表明其着石油产品的馏程越轻，蒸汽压越大，闪点越低。闪点越低表明其着石油产品的馏程越轻，蒸汽压越大，闪点越低。闪点越低表明其着火危险性越大。火危险性越大。火危险性越大。火危险性越大。说明：说明：油品名称油品名称闪点闪点/危险等级危险等级备注备注溶剂油类溶剂油类/汽油汽油/苯类苯类1204级级可燃品可燃品第81页，本讲稿共90页 石油及产品的理化性质石油及产品的理化性质 闪点是一个严格的条件性试验参数，实验时的条件不同，闪点是一个严格的条件性试验参数，实验时的条件不同，闪点是一个严格的条件性试验参数，实验时的条件不同，闪点是一个严格的条件性试验参数，实验时的条件不同，闪点也不同。轻质油品采用闭口杯法测定（闪点也不同。轻质油品采用闭口杯法测定（闪点也不同。轻质油品采用闭口杯法测定（闪点也不同。轻质油品采用闭口杯法测定（GB/T261GB/T261GB/T261GB/T261）；）；）；）；重质油品和润滑油采用开口杯法（重质油品和润滑油采用开口杯法（重质油品和润滑油采用开口杯法（重质油品和润滑油采用开口杯法（GB/T267GB/T267GB/T267GB/T267）。同一油）。同一油）。同一油）。同一油 品的闪点：开口杯品的闪点：开口杯品的闪点：开口杯品的闪点：开口杯 闭口杯闭口杯闭口杯闭口杯 重质油品中混入少量轻质油时，闪点大大下降，而且开重质油品中混入少量轻质油时，闪点大大下降，而且开重质油品中混入少量轻质油时，闪点大大下降，而且开重质油品中混入少量轻质油时，闪点大大下降，而且开 口杯闪点与闭口杯闪点的差别也大大增大。可以通过口杯闪点与闭口杯闪点的差别也大大增大。可以通过口杯闪点与闭口杯闪点的差别也大大增大。可以通过口杯闪点与闭口杯闪点的差别也大大增大。可以通过某某某某 种油品闪点的大小来判断其是否掺杂了其他油品种油品闪点的大小来判断其是否掺杂了其他油品种油品闪点的大小来判断其是否掺杂了其他油品种油品闪点的大小来判断其是否掺杂了其他油品。例如。例如。例如。例如 润滑油中混入了少量低沸点油品，则其闪点会大大降低。润滑油中混入了少量低沸点油品，则其闪点会大大降低。润滑油中混入了少量低沸点油品，则其闪点会大大降低。润滑油中混入了少量低沸点油品，则其闪点会大大降低。第82页，本讲稿共90页2、燃点与自燃点、燃点与自燃点 燃点燃点的定义：石油产品在规定条件下，加热的定义：石油产品在规定条件下，加热到到接触火焰接触火焰能点燃能点燃燃烧燃烧不少于不少于5秒钟秒钟的的最低最低温度温度。自燃点自燃点的定义：在的定义：在无外界火源无外界火源的情况下，油品的情况下，油品能能被空气剧烈氧化被空气剧烈氧化而导致而导致自行燃烧自行燃烧的的最低最低温度。温度。第83页，本讲稿共90页u油品油品沸程越低沸程越低，其，其燃点燃点也就也就越低。越低。燃点燃点是判定油是判定油品在品在储存和使用储存和使用时时火灾危险程度火灾危险程度的一个指标。的一个指标。油品油品沸程沸程越低越低，其，其分子量越小分子量越小，其，其自燃点自燃点越高越高。汽油馏分汽油馏分的的自燃点自燃点最高最高；而；而减压渣油减压渣油的的自燃点自燃点最低最低。自燃点自燃点与与沸程沸程的关系的关系燃点燃点与与沸程沸程的关系的关系第84页，本讲稿共90页表表3-14 烃类及燃料在空气中的自燃点烃类及燃料在空气中的自燃点燃料燃料自燃点，自燃点，燃料燃料自燃点，自燃点，乙烷乙烷515环己烷环己烷200正丁烷正丁烷405苯苯562正戊烷正戊烷287甲苯甲苯536正己烷正己烷234间二甲苯间二甲苯528正庚烷正庚烷223萘萘526正辛烷正辛烷220-甲基萘甲基萘528正壬烷正壬烷206蒽蒽540异辛烷异辛烷418JP-1喷气燃料喷气燃料228正癸烷正癸烷208JP-2喷气燃料喷气燃料238正十六烷正十六烷205JP-3喷气燃料喷气燃料242第85页，本讲稿共90页u正构烷烃正构烷烃的的自燃点自燃点较低较低；而；而芳香烃芳香烃和和异构烷烃异构烷烃的的自燃点自燃点较高较高。因此，油品的因此，油品的自燃点自燃点在很大程度上取决其在很大程度上取决其化学组成化学组成。u同族烃类随着分子量的增加同族烃类随着分子量的增加，自燃点自燃点降低降低。自燃点自燃点与化学组成的关系与化学组成的关系第86页，本讲稿共90页 自燃点自燃点是油品的一个重要的性质，柴油在柴油机是油品的一个重要的性质，柴油在柴油机中的燃烧就是靠它在一定条件下发生自燃；此外，对中的燃烧就是靠它在一定条件下发生自燃；此外，对于高温的油品尤其是于高温的油品尤其是重质油重质油，一定要，一定要防止泄漏防止泄漏，以，以免它免它与空气接触与空气接触而而发生自燃发生自燃，引起火灾引起火灾。第87页，本讲稿共90页 石油及产品的理化性质石油及产品的理化性质 油品的闪点、燃点跟油品的闪点、燃点跟汽化性汽化性有关，自燃点跟有关，自燃点跟氧化性氧化性有有关：油品越轻，闪点、燃点越低，自燃点越高；关：油品越轻，闪点、燃点越低，自燃点越高；同族烃中，分子量增大，闪点增高，燃点增高，自燃同族烃中，分子量增大，闪点增高，燃点增高，自燃点降低；点降低；轻质油品防明火，以防外界火源而引燃爆炸，重质轻质油品防明火，以防外界火源而引燃爆炸，重质轻质油品防明火，以防外界火源而引燃爆炸，重质轻质油品防明火，以防外界火源而引燃爆炸，重质油品应防止高温泄露，遇空气自燃；油品应防止高温泄露，遇空气自燃；油品应防止高温泄露，遇空气自燃；油品应防止高温泄露，遇空气自燃；结论：结论：第88页，本讲稿共90页本章思考题本章思考题1.石油的恩氏蒸馏、实沸点蒸馏、平衡蒸馏有何差石油的恩氏蒸馏、实沸点蒸馏、平衡蒸馏有何差别？别？2.相同碳数时，不同族的烃类密度大小如何？相同碳数时，不同族的烃类密度大小如何？3.不同属性的原油相同沸程的馏分密度大小如何？不同属性的原油相同沸程的馏分密度大小如何？同一原油不同馏分密度如何变化？同一原油不同馏分密度如何变化？4.石油的平均分子量与沸程的关系？石油的平均分子量与沸程的关系？5.烃类的粘度与化学组成间的关系？烃类的粘度与化学组成间的关系？6.粘温性质的表示方法是什么？粘温性质的表示方法是什么？第89页，本讲稿共90页本章思考题本章思考题7、石油产品粘温凝固与构造凝固之间有何差别？、石油产品粘温凝固与构造凝固之间有何差别？8、石油产品的闪点、燃点以及自燃点之间有何差别？、石油产品的闪点、燃点以及自燃点之间有何差别？第90页，本讲稿共90页