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1、第一章至第三章1本讲稿第一页，共一百零四页石油炼制工程石油炼制工程石油炼制工程石油炼制工程 林世雄林世雄林世雄林世雄 主编主编主编主编 (石油出版社石油出版社石油出版社石油出版社)石油加工工艺学石油加工工艺学石油加工工艺学石油加工工艺学 李淑培李淑培李淑培李淑培 主编主编主编主编 (中国石化出版社中国石化出版社中国石化出版社中国石化出版社)石油炼制工艺学石油炼制工艺学石油炼制工艺学石油炼制工艺学 朱耘青朱耘青朱耘青朱耘青 (中国石化出版社中国石化出版社中国石化出版社中国石化出版社)石油炼制工艺学石油炼制工艺学石油炼制工艺学石油炼制工艺学 程丽华程丽华程丽华程丽华 主编主编主编主编 (中国石化出

2、版社中国石化出版社中国石化出版社中国石化出版社)参参参参考考考考书书书书籍籍籍籍参参参参考考考考书书书书籍籍籍籍参参参参考考考考书书书书籍籍籍籍石油加工工艺学石油加工工艺学石油加工工艺学石油加工工艺学 陈绍洲陈绍洲陈绍洲陈绍洲 主编主编主编主编 (华东理工大学出版社华东理工大学出版社华东理工大学出版社华东理工大学出版社)2本讲稿第二页，共一百零四页n第一章第一章 绪绪 论论n第二章第二章 石油及其产品的石油及其产品的组成和性质组成和性质n第三章第三章 原油评价原油评价n第四章第四章 石油产品石油产品n第五章第五章 原油预处理和常减压蒸馏原油预处理和常减压蒸馏n n第六章第六章 重油轻质化重油轻

3、质化 n第七章第七章 高辛烷值汽油的生产高辛烷值汽油的生产3本讲稿第三页，共一百零四页第一章第一章 绪绪 论论石油的形成 有机生成油说能源能源1995年年2002年年2020年年石油石油40.1337.4538天然气天然气22.9424.2628煤煤27.1025.5020核能核能7.266.49水电水电2.576.30合计合计100.00100.00世界能源需求比世界能源需求比(%)2012年化石能源比例85%，2030年80%，2050年70%4本讲稿第四页，共一百零四页世界能源需求参考情景世界能源需求参考情景5本讲稿第五页，共一百零四页一、什么是石油炼制（石油加工）？一、什么是石油炼制（

4、石油加工）？是指将原油经过是指将原油经过分离、反应分离、反应以生产燃料、润滑油、以生产燃料、润滑油、化工原化工原料及其它石油产品的过程料及其它石油产品的过程石油燃料石油燃料：汽油、航空煤油、煤油、柴油、燃料油、液化汽油、航空煤油、煤油、柴油、燃料油、液化燃料气等。是运输工具的动力，也是人们生活中不可缺少燃料气等。是运输工具的动力，也是人们生活中不可缺少的燃料。的燃料。润滑油润滑油：内燃机润滑油、齿轮油、液压油、工业润滑油等，是内燃机润滑油、齿轮油、液压油、工业润滑油等，是转动机器的润滑剂、设备保护剂。转动机器的润滑剂、设备保护剂。化工原料化工原料：苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、烯烃、烷烃、苯、甲苯

5、、二甲苯、三甲苯、烯烃、烷烃、环环烷烃等，是合成树脂，合成橡胶和合成纤维的基本原料，烷烃等，是合成树脂，合成橡胶和合成纤维的基本原料，是化工和轻纺工业发展的基础。是化工和轻纺工业发展的基础。其它石油产品其它石油产品：沥青，石蜡，焦炭等沥青，石蜡，焦炭等6本讲稿第六页，共一百零四页二、石油炼制工业在国民经济中的作用二、石油炼制工业在国民经济中的作用1 1、提供能源、提供能源 全世界总能源需求的全世界总能源需求的40%40%依赖于石油产品依赖于石油产品 2 2、交通运输燃料、交通运输燃料 汽车、飞机、轮船等交通运输使用燃料几乎全部是石油汽车、飞机、轮船等交通运输使用燃料几乎全部是石油产品产品 3

6、3、有机化工原料、有机化工原料 有机化工原料主要来源于石油炼制，石油总产量的有机化工原料主要来源于石油炼制，石油总产量的10%10%用于生产化工原料用于生产化工原料n我国石油炼制能力我国石油炼制能力477Mt/a 477Mt/a（20092009），世界第二，是），世界第二，是国民经济重要支柱产业之一国民经济重要支柱产业之一7本讲稿第七页，共一百零四页三、我国石油工业发展概况三、我国石油工业发展概况 炼油技术炼油技术我国基本与世界同步，我国基本与世界同步，重油催化裂化重油催化裂化及及渣油渣油加氢加氢处理技术居国际先进水平。处理技术居国际先进水平。8本讲稿第八页，共一百零四页我国20052010

7、年石油产量及消耗量Mt年份200520062007200820092010产量180.6183.67185.45190.22189.9203.01消耗量324329384391408457进口原油143.61145.2198.6200.67218.38253.672011年进口253.78Mt，消耗4.9亿吨。9本讲稿第九页，共一百零四页我国炼油存在问题我国炼油存在问题（1 1）工厂工厂规模偏小规模偏小2003年世界平均规模5.72Mt/a5.72Mt/a，我国2.49Mt/a2.49Mt/a （2 2）开工）开工负荷率偏低负荷率偏低 2003年世界平均82.782.7，美国89.189.1，

8、日本84.484.4，中东9191，我国8080。（3 3）资源）资源浪费严重浪费严重 2003年全国1Mt/a 以下小炼厂炼油超过20Mt/a20Mt/a，其产品质量差差，轻油收率低低，“三废”排放大大，污染严重重。10本讲稿第十页，共一百零四页我国资源情况我国资源情况n万元生产总值能耗：我国为日本的6.86.8倍倍，美国的的2.42.4倍倍.n炼油，我国新鲜水用量最好水平1m1m3 3/t/t，最差5.41m5.41m3 3/t/t，平均2.37m2.37m3 3/t/t，国际水平0.5m0.5m3 3/t/t；污水排放量我国最好水平0.52m0.52m3 3/t/t，平均1.84m1.8

9、4m3 3/t/t，国际水平0.15m0.15m3 3/t/t。n合成氨吨氨消耗比国际水平高1 1倍多倍多。n科技进步对经济增长贡献率我国3030，发达国家6060。项目项目世界平均值世界平均值我国我国人均水资源人均水资源10.25人均煤储量人均煤储量155吨吨148吨吨人均天然气人均天然气10.04人均石油人均石油10.125人均农业资源人均农业资源10.33山东人均水资源不到全国的六分之一11本讲稿第十一页，共一百零四页第二章第二章 石油及其产品的组成和性质石油及其产品的组成和性质2.1 石油的一般性状及化学组成石油的一般性状及化学组成 石油的一般性状，石油的元素组成，石油的馏分石油的一般

10、性状，石油的元素组成，石油的馏分组成，石油馏分的烃类组成，石油中的非烃类化合物组成，石油馏分的烃类组成，石油中的非烃类化合物2.2 石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质 蒸气压、沸程和平均沸点，相对密度、特性因数、平蒸气压、沸程和平均沸点，相对密度、特性因数、平均分子量、油品的粘度、油品的热性质、油品的其他物均分子量、油品的粘度、油品的热性质、油品的其他物性性 12本讲稿第十二页，共一百零四页2.1 石油的一般性状及化学组成石油的一般性状及化学组成 原油通常是黑色、褐色或黄色的流动或半流动粘稠液体，相对密度一般在0.800.980.800.98之间。我国主要原油的凝点及蜡含量较高，沥青质含

11、量较低，相对密度大多在0.850.950.850.95间，属偏重原油。（一）石油的一般性状（一）石油的一般性状13本讲稿第十三页，共一百零四页14本讲稿第十四页，共一百零四页15本讲稿第十五页，共一百零四页（二）石油的元素组成（二）石油的元素组成基本元素基本元素:5种种；微量元素微量元素:59种种主要元素：主要元素：C、H、O、N、S C C、H H 占占 95%95%99%(C 83%99%(C 83%87%,H 11%87%,H 11%14%)14%)S S、O O、N N 及微量元素及微量元素 总共总共 1%1%4%,4%,微量元素：微量元素：金属元素金属元素：V V、NiNi、FeFe

12、、CuCu、PbPb、CaCa、TiTi、MgMg、NaNa、CoCo、Zn Zn 等等 非金属元素非金属元素：ClCl、SiSi、P P、As As 等等 微量元素微量元素 总共总共 0.02%0.02%0 0.03%.03%。n我国原油较为典型的元素组成特点我国原油较为典型的元素组成特点 低硫、高氮，低镍、高钒低硫、高氮，低镍、高钒16本讲稿第十六页，共一百零四页 某些原油的元素组成某些原油的元素组成原油产地原油产地CHOSN大庆原油大庆原油85.7413.310.110.15胜利原油胜利原油86.2612.200.800.41大港原油大港原油85.6713.400.120.23克拉玛依原

13、油克拉玛依原油86.1013.300.280.040.25孤岛原油孤岛原油84.2411.742.200.47苏联杜依玛兹原油苏联杜依玛兹原油83.9012.300.742.670.33墨西哥原油墨西哥原油84.2011.400.803.60伊朗原油伊朗原油85.4012.800.741.06美国宾夕法尼亚原油美国宾夕法尼亚原油84.9013.700.900.5017本讲稿第十七页，共一百零四页（三）（三）石油的馏分组成石油的馏分组成 原油由成千上万个组分组成的混合物，其沸点范围很宽，按沸程（馏程）范围可分为（主要按使用要求而定）:18本讲稿第十八页，共一百零四页n石油气石油气 C1C4（LP

14、G C3C4）n汽油汽油（石脑油）馏分（石脑油）馏分：初馏200（180）n喷气燃料喷气燃料（航煤）馏分（航煤）馏分：150280n煤柴油煤柴油馏分馏分：180375-AGOn重油重油（润滑油）馏分（润滑油）馏分：350500-VGOn常压常压渣油渣油（AR）350n减压减压渣油渣油（VR）500n我国原油馏分组成特点VR含量高，200的汽油馏分含量较少19本讲稿第十九页，共一百零四页1、石油、石油:是复杂的有机化合物的混合物是复杂的有机化合物的混合物 烃类烃类 非烃类非烃类 烷烃烷烃环烷烃环烷烃芳香烃芳香烃含含 S、O、N化合物化合物 胶质胶质沥青质沥青质 20本讲稿第二十页，共一百零四页2

15、 2、石油馏分、石油馏分分馏分馏按照组分沸点的差别，使混合物得以分离的方法。馏分馏分馏出的部分，还是一个混合物，组分数目比原油少。例如例如:航空煤油航空煤油 150150280 280 灯用煤油灯用煤油 200200300 300 柴油柴油 200200350 350 均包括均包括200200280 280 共同馏分。共同馏分。21本讲稿第二十一页，共一百零四页3、原油的直馏馏分：、原油的直馏馏分：规定：规定：180 汽油馏分或低沸点馏分（石脑油）汽油馏分或低沸点馏分（石脑油）180350 煤柴油馏分或中间馏分（煤柴油馏分或中间馏分（AGO）350500 减压馏分或高沸点馏分（减压馏分或高沸点

16、馏分（VGO）350 常压渣油（常压渣油（AR）500 减压渣油（减压渣油（VR）4、渣油含量、渣油含量 n 我国原油组成特点：轻质馏分含量低、渣油含我国原油组成特点：轻质馏分含量低、渣油含量高。汽油馏分一般低于量高。汽油馏分一般低于10%，渣油馏分大于渣油馏分大于40%以上。以上。22本讲稿第二十二页，共一百零四页原油名称原油名称相对密度相对密度 d420汽油馏分汽油馏分 初馏初馏180 (w)%煤柴油煤柴油 180350(w)%减压馏分减压馏分 350500(w)%渣油渣油 500(w)%大庆大庆0.85549.821.426.042.8胜利胜利0.90056.119.027.547.4孤

17、岛孤岛0.96451.914.028.955.2任丘任丘0.88374.921.134.939.1大港大港0.88267.827.136.428.7克拉玛依低克拉玛依低凝油凝油0.87739.126.227.037.7江汉江汉0.873510.024.520.545.0科威特科威特0.864318.125.321.132.2阿尔及利亚阿尔及利亚0.798631.030.227.39.6印尼印尼0.844011.927.227.633.023本讲稿第二十三页，共一百零四页(四四)石油馏分的烃类（石油馏分的烃类（C C、H H）组成）组成n天然气、炼厂气、汽油馏分、中间馏分、高沸馏分、天然气、炼厂

18、气、汽油馏分、中间馏分、高沸馏分、渣油、蜡等。渣油、蜡等。n1 1天然气（干气）天然气（干气）主要由甲烷（80v）、乙烷、丙烷，丁烷、二氧化碳组成n2 2炼厂气炼厂气 氢气、C1C4(烷烃和烯烃）24本讲稿第二十四页，共一百零四页3 3汽油馏分（汽油馏分（CC1111）(1)单体烃单体烃：直馏、重整汽油200种(2)烃族组成烃族组成：直馏、重整汽油由烷烃（正、异）环烷烃、芳烃组成；催化裂化、焦化汽油由烷烃（正、异）、环烷烃、芳烃、烯烃组成 更重的馏分物质数目剧增，只能用族组成表示其成分。25本讲稿第二十五页，共一百零四页4 4中间馏分（中间馏分（C C1111C C2020的煤油、柴油）的煤油

19、、柴油）族组成由烷烃（正、异）、环烷烃和芳烃（单、双环为主）、胶质组成。5 高沸馏分（高沸馏分（C C2020C C3636）族组成由烷烃（正、异）、环烷烃和芳烃（轻、中、重）、胶质组成。6 渣油渣油 由族组成（饱和烃、芳烃、胶质、沥青质组成）和结构族组成表示。26本讲稿第二十六页，共一百零四页7、蜡蜡石蜡石蜡：从馏分油中得到、主要C16是以上的 正构烷烃(C17C35，M300500）微晶蜡微晶蜡：从减压渣油中得到、主要是C35 以上带有正构或异构烷基侧链的环状烃27本讲稿第二十七页，共一百零四页（五）（五）石油中的非烃类化合物石油中的非烃类化合物 非烃类在石油中的含量相当可观，对石非烃类在

20、石油中的含量相当可观，对石油的加工、产品质量及使用影响很大。它们油的加工、产品质量及使用影响很大。它们主要是含主要是含硫硫、含、含氮氮、含、含氧氧化合物及化合物及胶质胶质、沥沥青质青质，在石油中随沸点升高而增加。，在石油中随沸点升高而增加。28本讲稿第二十八页，共一百零四页1 1、含硫化合物、含硫化合物n活性硫化物活性硫化物：硫、硫化氢、硫醇等n非活性硫化物非活性硫化物：硫醚、二硫化物、噻吩等。热稳定性较差活性硫化物2、含氮化合物（氮杂环物）含氮化合物（氮杂环物）n碱性氮化物碱性氮化物：吡啶、喹啉、异喹啉、酰胺n非碱性氮化物非碱性氮化物：吡咯、吲哚、卟啉化物（含镍、钒）。可转化为碱性氮化物29

21、本讲稿第二十九页，共一百零四页3 3、含氧化合物、含氧化合物n酸性酸性：环烷酸（多）、芳香酸、脂肪酸和酚类等，统称石油酸n中性中性：酮、醛、酯类等，含量极少。4 4、胶质、沥青质、胶质、沥青质n 原油中的大部分硫、氮、氧大部分硫、氮、氧及绝大部分金属绝大部分金属集中在渣油的胶质、沥青质中。胶质、沥青质一般是稠环稠环结构，胶质分子量比沥青质小。30本讲稿第三十页，共一百零四页2.2 石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质 为了使油品性质具有可比性，大多数物化性质都是在一定条件下试验得到的。一般性质一般性质:外观、密度、平均分子量、与化学组成有关外观、密度、平均分子量、与化学组成有关的性质的性质

22、 蒸发性质蒸发性质:饱和蒸汽压、沸程（馏程）、平均沸点、饱和蒸汽压、沸程（馏程）、平均沸点、闪点闪点31本讲稿第三十一页，共一百零四页流动性质流动性质:粘度、粘度指数、凝固点、倾点、粘度、粘度指数、凝固点、倾点、结晶点、冷滤点等结晶点、冷滤点等n热性质热性质:热焓、热容、汽化热、导热系数热焓、热容、汽化热、导热系数n临界性质临界性质:临界温度、临界压力临界温度、临界压力n燃烧性质燃烧性质:燃烧热、闪点（爆炸下限）、燃燃烧热、闪点（爆炸下限）、燃点、自燃点、辛烷值、十六烷值点、自燃点、辛烷值、十六烷值n其它性质其它性质:表面张力、折光率表面张力、折光率32本讲稿第三十二页，共一百零四页一、一、蒸

23、气压、沸程和平均沸点蒸气压、沸程和平均沸点n（一）蒸汽压（一）蒸汽压n定义定义 在一定的温度下液体与液面上方在一定的温度下液体与液面上方蒸汽呈平衡状态蒸汽呈平衡状态，该蒸汽所产生的压力该蒸汽所产生的压力。n应用应用 1、计算平衡下气液组成、计算平衡下气液组成 2、不同压力下的沸点换算、不同压力下的沸点换算 3、分离、冷冻、压缩过程和天然气液化计、分离、冷冻、压缩过程和天然气液化计算（烃的液化条件）算（烃的液化条件）33本讲稿第三十三页，共一百零四页蒸汽压求定蒸汽压求定 1、纯烃的蒸汽压纯烃的蒸汽压n蒸汽压表示液体蒸发和汽化蒸汽压表示液体蒸发和汽化 的能力的能力 n温度一定，轻组分蒸汽压温度一定

24、，轻组分蒸汽压 高于重组分的蒸汽压高于重组分的蒸汽压n某一纯烃某一纯烃，温度升高，蒸汽压升高，温度升高，蒸汽压升高理想气体，温度变化不大理想气体，温度变化不大34本讲稿第三十四页，共一百零四页蒸汽接近理想气体蒸汽接近理想气体，温温度变化不大时，一种物质不度变化不大时，一种物质不同温度下的蒸汽压换算同温度下的蒸汽压换算非理想气体非理想气体已知临界性质和偏心因数已知临界性质和偏心因数35本讲稿第三十五页，共一百零四页2、烃类混合物及石油馏分的蒸汽压、烃类混合物及石油馏分的蒸汽压 n烃类混合物烃类混合物n体系压力不高，气相近似理想气体，平衡的液相体系压力不高，气相近似理想气体，平衡的液相近近 似于理

25、想溶液时，其总蒸汽压用道尔顿似于理想溶液时，其总蒸汽压用道尔顿拉乌拉乌尔定律求尔定律求 石油馏分石油馏分 真实蒸汽压真实蒸汽压 泡点蒸汽压泡点蒸汽压 雷德蒸气压雷德蒸气压T=38(100=37.8)，气体体积，气体体积：液相体积液相体积 =4时的测定值时的测定值。通常。通常泡点蒸汽压高于雷泡点蒸汽压高于雷德蒸汽压。德蒸汽压。36本讲稿第三十六页，共一百零四页n据据GB/T8017-87测定测定：将冷却的：将冷却的试样充入蒸气压测定器的燃料室，试样充入蒸气压测定器的燃料室，并将燃料室与并将燃料室与37.8的空气室相的空气室相连接（燃料室与空气室的体积比为连接（燃料室与空气室的体积比为1：4。将该

26、测定器浸入恒温浴（。将该测定器浸入恒温浴（37.80.1）中，定期振荡。直）中，定期振荡。直到安装在测定器上的压力表的读数到安装在测定器上的压力表的读数稳定，此压力读数经修正后即为雷稳定，此压力读数经修正后即为雷德蒸汽压。德蒸汽压。37本讲稿第三十七页，共一百零四页（二）沸程（二）沸程 1、沸点：、沸点：纯物质，在一定外压下，加热到某一温度其饱和蒸汽压和外界纯物质，在一定外压下，加热到某一温度其饱和蒸汽压和外界压力相等，此时在气液面和液界体内部同时出现汽化现压力相等，此时在气液面和液界体内部同时出现汽化现象。这一温度为沸点象。这一温度为沸点。外压一定，沸点是一定值：外压一定，沸点是一定值：如如

27、1atm下下 水水 Tb =100 乙醇乙醇 Tb =78.4 苯苯 Tb =80.1 38本讲稿第三十八页，共一百零四页2、沸程：、沸程：n外压一定时，油品的沸点随气化率增加而不断升高，外压一定时，油品的沸点随气化率增加而不断升高，所以油品的沸点以某一温度范围表示所以油品的沸点以某一温度范围表示。此温度范围为沸此温度范围为沸程程沸程作用：沸程作用：石油产品蒸发性大小的主要指标石油产品蒸发性大小的主要指标 表示油品的沸点范围表示油品的沸点范围 判断油品组分的轻重判断油品组分的轻重 确定加工和调合方案确定加工和调合方案 检查工艺和操作条件检查工艺和操作条件 控制产品质量和使用性能控制产品质量和使

28、用性能39本讲稿第三十九页，共一百零四页3、恩氏蒸馏、恩氏蒸馏 n测沸点范围测沸点范围 n恩氏蒸馏设施恩氏蒸馏设施恩氏蒸馏数据：恩氏蒸馏数据：初馏点初馏点第一滴第一滴流出液从冷凝管流入量筒的流出液从冷凝管流入量筒的气相气相温温度度 10%90%点点馏出体积为馏出体积为10%、20%90%时相应的时相应的气相气相温度温度 终馏点（干点）终馏点（干点）流出所达到的流出所达到的最高气相最高气相温度温度 常见的是常见的是：表示油品馏程：表示油品馏程 初馏点、初馏点、10%点、点、50%点、点、90%点、干点点、干点 40本讲稿第四十页，共一百零四页41本讲稿第四十一页，共一百零四页n4、油品的沸程及恩

29、氏馏程、油品的沸程及恩氏馏程 n油品的沸程油品的沸程 n 汽油汽油 40 200 n 灯用煤油灯用煤油 180 300 n轻柴油轻柴油 200 300 n喷气燃料喷气燃料 130 240 n重柴油重柴油 250 350 n重质燃料油重质燃料油 520 n润滑油润滑油 350 520 n 汽、煤油恩氏馏程汽、煤油恩氏馏程 馏程馏程 初馏点初馏点 10%50%90%干点干点汽油馏分汽油馏分 42 78 145 180 196 煤油馏分煤油馏分 197 205 247 287 30242本讲稿第四十二页，共一百零四页（三）平均沸点（三）平均沸点 n1、体积平均沸点、体积平均沸点用于求其它难直接求得的

30、平均沸点用于求其它难直接求得的平均沸点n由恩氏蒸馏的由恩氏蒸馏的10%、30%、50%、70%、90%五个馏出温度五个馏出温度 2、质量平均沸点、质量平均沸点求真临界温度求真临界温度 43本讲稿第四十三页，共一百零四页3、立方平均沸点、立方平均沸点求特性因数和运动粘度求特性因数和运动粘度4、实分子平均沸点、实分子平均沸点用于求油品的特性因数和运用于求油品的特性因数和运动粘度。动粘度。44本讲稿第四十四页，共一百零四页5、中平均沸点、中平均沸点n求油品氢含量、特性因数、假临界压力、求油品氢含量、特性因数、假临界压力、燃烧热和平均分子量等燃烧热和平均分子量等 45本讲稿第四十五页，共一百零四页二、

31、二、相对密度、特性因数、和平均分子量相对密度、特性因数、和平均分子量（一）密度和相对密度（一）密度和相对密度 1、密度、密度 物质单位体积的质量物质单位体积的质量 g/3,/m3，石油产品的标准密度是油品，石油产品的标准密度是油品20 时的密度时的密度20 2、相对密度、相对密度d 一种物质与另一种物质密度之比一种物质与另一种物质密度之比 d 我国：油品我国：油品的的d 是与是与4时水的密度之比时水的密度之比 国外：油品的国外：油品的d 是与是与15.6(60 0F)时水的密度之比时水的密度之比 相对密度指数相对密度指数 46本讲稿第四十六页，共一百零四页3、相对密度换算、相对密度换算 4、液

32、体相对密度与温度、压力的关系、液体相对密度与温度、压力的关系 温度温度 T 升高，升高，V 增大，密度、相对密度减少。反之增大。增大，密度、相对密度减少。反之增大。不同温度下的相对密度（不同温度下的相对密度（050 ）见石油图表集见石油图表集压压 力力 压力对液体影响可忽略只是在极高压力下才考虑外压力对液体影响可忽略只是在极高压力下才考虑外压影响压影响47本讲稿第四十七页，共一百零四页5、油品密度与组成的关系、油品密度与组成的关系 同类原油，沸点升高，分子变大，密度升高同类原油，沸点升高，分子变大，密度升高 n同一馏程的两种原油的馏分油，密度相差较大同一馏程的两种原油的馏分油，密度相差较大 石

33、石蜡基原油密度蜡基原油密度 环烷基原油的密度环烷基原油的密度 n碳原子数相同而结构不同的烃其密度不同碳原子数相同而结构不同的烃其密度不同 烷烃烷烃 环烷烃环烷烃 芳香烃芳香烃 n 胶质相对密度胶质相对密度 1.011.07，胶质含量高，相对密度大，胶质含量高，相对密度大48本讲稿第四十八页，共一百零四页六碳六碳八碳八碳九碳九碳名称名称20名称名称20名称名称203-甲基戊烷甲基戊烷0.66422-甲基庚烷甲基庚烷0.700正壬烷正壬烷0.7219正己烷正己烷0.65722，2，4-三三甲基戊烷甲基戊烷0.7033正丙基环己烷正丙基环己烷0.7933己烯己烯-10.6740正辛烷正辛烷0.703

34、7正丙苯正丙苯0.8613甲基环戊烷甲基环戊烷0.7503辛烯辛烯-10.7193-甲基苯乙烯甲基苯乙烯0.9110环己烷环己烷0.7780乙基环己烷乙基环己烷0.7908苯苯0.8774邻二甲苯邻二甲苯0.8847不同烃类分子碳数与密度的关系不同烃类分子碳数与密度的关系49本讲稿第四十九页，共一百零四页烃类烃类C5C6C7C8C9正构烷烃正构烷烃0.65940.68370.70250.71610.730.0正构正构烯烃烯烃0.67320.69700.71490.72920.7408正构基环己烷正构基环己烷0.77850.76940.78790.79360.7992正构基苯正构基苯0.8789

35、0.86700.86700.86200.8601各族烃类的相对密度（各族烃类的相对密度（）50本讲稿第五十页，共一百零四页6、油品的混合密度、油品的混合密度 属性相近两种油属性相近两种油具有加和性具有加和性 n属性相差较大两种油属性相差较大两种油考虑过剩分子体积考虑过剩分子体积51本讲稿第五十一页，共一百零四页7、气体烃类的密度和比容、气体烃类的密度和比容 n8、气、液混合密度、气、液混合密度 压力小于压力小于3大气压时大气压时 =W/V=PM/RT 相对密度：是标准状态（相对密度：是标准状态（0，1atm）下，气体密度和）下，气体密度和空气密度空气密度 之比之比（标空标空=1.293/m3）

36、52本讲稿第五十二页，共一百零四页（二）特性因数（二）特性因数 n1、定义、定义 以绝对温度表示的烃类的沸点（以绝对温度表示的烃类的沸点（0R ）的立）的立方根与其相对密度方根与其相对密度（）成直线关系，不同族的烃，）成直线关系，不同族的烃，其斜率不同。其斜率不同。此斜率为此斜率为特性因数特性因数，用用K 表示。表示。53本讲稿第五十三页，共一百零四页（三）平均分子量（三）平均分子量 M 沸点升高，平均分子量增大。油不同沸点升高，平均分子量增大。油不同M 有差异。有差异。各种油的大致分子量：各种油的大致分子量：汽油汽油 100120 煤油煤油 180200 轻柴油轻柴油 210240 重柴油重

37、柴油 230300 低粘低粘度润滑油度润滑油 300360 高粘度润滑油高粘度润滑油 3705002、K 与烃类的关系与烃类的关系 烷烃烷烃 环烷烃环烷烃 芳香烃芳香烃 石油馏分：富含石油馏分：富含烷烃烷烃的馏分的馏分 K 12.513.0 富含富含环烷烃和芳香烃环烷烃和芳香烃的馏分的馏分 K 101154本讲稿第五十四页，共一百零四页三三 、油品的粘度油品的粘度（一）定义和单位（一）定义和单位 n1、定义、定义 n单位接触面积，相对运动速度为单位接触面积，相对运动速度为1时流体所产生的内时流体所产生的内摩擦力摩擦力 2、单位、单位 =F/(A dv/dl)=牛顿牛顿/（米（米2 （米（米/秒

38、）秒）/米）米）=牛牛顿顿/米米2 秒秒=Pa s =达因达因 秒秒/厘米厘米2=泊泊 55本讲稿第五十五页，共一百零四页3、粘度表示方法、粘度表示方法 动力粘度动力粘度 (Pa s)运动粘度运动粘度 =/s n（二）粘度与组成的关系（二）粘度与组成的关系 n环数相等时，侧链越长，粘度越大环数相等时，侧链越长，粘度越大 n特性因数高的粘度小特性因数高的粘度小 n分子量相近分子量相近环烷烃环烷烃 芳香烃芳香烃 异构异构烷烃烷烃 正构正构烷烃烷烃n 同一系列，同一系列，沸点升高，粘度升高沸点升高，粘度升高 n分子量相近，环数越多，粘度越高分子量相近，环数越多，粘度越高56本讲稿第五十六页，共一百零

39、四页（三）粘度与粘温性（三）粘度与粘温性 粘温性质粘温性质 油品粘度随温度变化的性质油品粘度随温度变化的性质 粘温性与分子结构关系粘温性与分子结构关系 a)正构烷烃最好正构烷烃最好 b)少分支长烷基侧链的少环烃类和分支少的异构烷烃少分支长烷基侧链的少环烃类和分支少的异构烷烃较好较好 c)多环短侧链的环状烃类的粘温性质较差多环短侧链的环状烃类的粘温性质较差 粘度指数粘度指数VI高，油品的粘温性好。高，油品的粘温性好。油品的混合粘度没有油品的混合粘度没有加和性加和性。（四）临界性质以及压缩因子和偏心因数（四）临界性质以及压缩因子和偏心因数57本讲稿第五十七页，共一百零四页（一）比热（一）比热 （热

40、容）容）单位质量物质升高单位质量物质升高1或或1K 所需的热量所需的热量 kJ/K.常用比热常用比热 Cp：恒压下所需热量恒压下所需热量 Cv：恒定容积下的比热恒定容积下的比热 C饱和饱和：物质始终处于饱和状态时的比热物质始终处于饱和状态时的比热 石油常用石油常用 Cp C 饱和饱和 四、四、油品的热性质油品的热性质58本讲稿第五十八页，共一百零四页 特点特点 温度升高，比热升高温度升高，比热升高 压力对压力对液体液体的影响可的影响可忽略忽略；对；对气体气体压力升高压力升高影响影响增增大大，P 0.35MPa 需校正需校正 低压下，气体的低压下，气体的 Cp Cv C 油油 C水水 C油气油气

41、 C水气水气 真比热和平均比热真比热和平均比热 真比热：真比热：C真真=dQ/dT 平均比热：平均比热：C平平=Q/（T2 T1），），T变化不太变化不太大时大时 恒压比热和恒容比热恒压比热和恒容比热59本讲稿第五十九页，共一百零四页（二）气化潜热（二）气化潜热hh n单位物质在单位物质在 一一 定温度下由液体转变为气态所需热定温度下由液体转变为气态所需热量量kJ/n特点：特点：T、P 升高升高 h 降低降低，临界点，临界点h=0 n1、烃类混合物、烃类混合物h 分类分类 n 恒压积分汽化潜热恒压积分汽化潜热 n定义定义:恒压恒压条件下，液体完全条件下，液体完全汽化汽化为同样组分的气为同样组分

42、的气体时的体时的 热效应。热效应。60本讲稿第六十页，共一百零四页n2 2、各种油品常、各种油品常压蒸蒸发潜潜热 n汽油汽油 293293314 kJ/314 kJ/n煤油煤油 251251272 kJ/kg 272 kJ/kg n柴油柴油 230230251 kJ/kg 251 kJ/kg n润滑油滑油 186186230 kJ/kg 230 kJ/kg 恒温积分汽化潜热恒温积分汽化潜热 定义定义 恒温恒温条件下，液体完全条件下，液体完全汽化汽化为同样组分的为同样组分的气体时的热效应。气体时的热效应。61本讲稿第六十一页，共一百零四页3 3、烃组成成对h h 影响影响烃类烃类沸点沸点蒸发潜热

43、蒸发潜热kJ/kg烃类烃类沸点沸点蒸发潜热蒸发潜热kJ/kg丙烷丙烷-44409.9环己烷环己烷69365.5戊烷戊烷36352.9甲基环己烷甲基环己烷98316.9己烷己烷68332.4苯苯80.1398.3庚烷庚烷98309.8甲苯甲苯110.5360.1结论：结论：油越油越重重,分子量越大分子量越大 h 越越小小 相似分子量的相似分子量的h，芳香烃环烷烃烷烃，芳香烃环烷烃烷烃62本讲稿第六十二页，共一百零四页(三三)焓焓 n1、定义、定义：n 物质从物质从基准状态基准状态变化到指定状态时发生的焓变，变化到指定状态时发生的焓变，称为该物质在该状态下的焓值称为该物质在该状态下的焓值，单位，单

44、位 kJ/kg or kJ/kmol 2、基准态、基准态 压力压力 1 atm or 101 kPa 烃类烃类 -129 (-200 0F)温度温度 油品油品 -17.8 (0 0F)常压气体常压气体 0 63本讲稿第六十三页，共一百零四页3、油品焓值的性能特点、油品焓值的性能特点是油品的性质，是油品的性质，H 是是P、T 的函数。的函数。同温度下，相对同温度下，相对密度小密度小及及特性因数大特性因数大的油品，具有的油品，具有较较高的焓高的焓 同温度下同温度下：汽油汽油 润滑油，烷烃润滑油，烷烃 芳香烃芳香烃 恒压下，不同性能的油品升到相同的温度所需的热恒压下，不同性能的油品升到相同的温度所需

45、的热量不同，其焓也不同量不同，其焓也不同64本讲稿第六十四页，共一百零四页4、石油馏分焓变的求定、石油馏分焓变的求定 纯烃从有关图表中查取纯烃从有关图表中查取 烃的混合物，根据组成通过纯烃焓求定（按加合性）烃的混合物，根据组成通过纯烃焓求定（按加合性）石油馏分石油馏分，常用焓图求定常用焓图求定（注（注K、压力校正）、压力校正）气相油品气相油品 P 70 atm 时时,根据根据Pc、Tc、Z、等求定等求定 气液相混，分别求气、液的相应焓，按加和性气液相混，分别求气、液的相应焓，按加和性 求定求定65本讲稿第六十五页，共一百零四页五、五、油品的其他物性油品的其他物性 （一）低温流动性（一）低温流动

46、性 n1、油品凝固的实质、油品凝固的实质 n 粘温凝固粘温凝固：当温度降低时，粘度迅速增加，最后因粘度过高失去流：当温度降低时，粘度迅速增加，最后因粘度过高失去流动性，变成无定形的动性，变成无定形的玻璃状物质玻璃状物质（含蜡少）。（含蜡少）。n 构造凝固：构造凝固：油品冷却时，油品所含的蜡逐渐结晶出来，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析出的蜡逐渐增多形成一个网状的骨架网状的骨架，将处于液体的油品包将处于液体的油品包在其中，使整个油品失去流动性（含蜡多）。在其中，使整个油品失去流动性（含蜡多）。n2、评价低温流动性的指标、评价低温流动性的指标 n 浊点、结晶点

47、、冰点；浊点、结晶点、冰点；凝点、倾点、冷滤点。凝点、倾点、冷滤点。n汽油、煤油，航煤指标汽油、煤油，航煤指标 原油，柴油、润滑油等的指标原油，柴油、润滑油等的指标66本讲稿第六十六页，共一百零四页n（1）浊点、结晶点和冰点）浊点、结晶点和冰点n浊点：浊点：油品开始呈现油品开始呈现混浊时混浊时的最高温度的最高温度n结晶点：结晶点：在油品中出现在油品中出现肉眼肉眼观察到的观察到的结晶结晶时的最高温度时的最高温度n冰点：冰点：冷却出现结晶后，再使其升温至使所形成的冷却出现结晶后，再使其升温至使所形成的结晶消失结晶消失 时时的最低温度的最低温度n（2)凝点、倾点和冷滤点凝点、倾点和冷滤点n 凝点：凝

48、点：液面液面不再流动不再流动的最高温度的最高温度n 倾点：倾点：油品能够流动的最低温度，又称流动的极限温度油品能够流动的最低温度，又称流动的极限温度n冷滤点：冷滤点：在规定条件下冷却，在在规定条件下冷却，在1分钟内分钟内不能通过不能通过363目目 过滤过滤网网20毫升试油时的最高温度。毫升试油时的最高温度。67本讲稿第六十七页，共一百零四页n3、低温流动性与化学组成的关系、低温流动性与化学组成的关系 n同同K 时，沸点越高，倾点升高时，沸点越高，倾点升高 nK越高，沸点越高，其倾点冷滤点越高越高，沸点越高，其倾点冷滤点越高 n 同一沸点，同一沸点，K升高，倾点升高升高，倾点升高 即：即：流动性

49、较差的成分为含蜡较高的馏分油流动性较差的成分为含蜡较高的馏分油68本讲稿第六十八页，共一百零四页4、熔点、滴点和软化点、熔点、滴点和软化点 熔点：熔点：测定预先熔化的石油产品的降温曲线，冷却曲线第一测定预先熔化的石油产品的降温曲线，冷却曲线第一次出现次出现停滞期停滞期的温度的温度 是石油蜡产品的是石油蜡产品的 主要指标之一主要指标之一 滴点：滴点：用特殊的滴点测定器，在严格条件下加热，实验用特殊的滴点测定器，在严格条件下加热，实验 从仪从仪器小孔滴出的器小孔滴出的第一滴第一滴or流出的油柱接触试管底部时的温度流出的油柱接触试管底部时的温度 是润滑脂和凡士林的主要指标之一是润滑脂和凡士林的主要指

50、标之一 软化点：软化点：把规定尺寸和质量的小球放在一个先装好的沥把规定尺寸和质量的小球放在一个先装好的沥 青青铜环上，然后一起放在热水浴中，加热水浴直到小球把铜环上，然后一起放在热水浴中，加热水浴直到小球把环中沥青压下，小球落下的温度环中沥青压下，小球落下的温度69本讲稿第六十九页，共一百零四页（二）燃烧性能（二）燃烧性能n1、闪点、闪点n爆炸范围：爆炸范围：用外界火源去引燃油气混合气时，发现一定范用外界火源去引燃油气混合气时，发现一定范 围围内，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。火。n爆炸上限爆炸上限 能发生闪火的能发生闪