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3、石油及产品理化性质0728.pptx

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第三章 石油的物理性质

第三章 石油的物理性质

密度计法 比重瓶法
2、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 减小。
在0～50℃的温度范围内，t℃时的相对密度与 20 ℃时的相对密度之间存在如下的关系 :
d4t d420 γ(t 20)
式中：—油品的体积膨胀系数
液体受压后，体积变化不是太大，因而通常 压力对液体石油产品的密度的影响可以忽略不计。 但在很高的压力下油品的密度要受到压力的影响。
第二节 平均分子量
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。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 种合物的分子量又各不相同，其范围也很宽，
所以只能用平均分子量来表示。
1. 定义
石油及产品的理化性质
（1）数均相对分子质量
石油及产品的理化性质
➢不同属性原油相同沸程的馏分： 环烷基>中间基>石蜡基
➢ 同一种原油，随馏分沸程的升高密度逐渐 增大；
原因在于： 环烷基的原油由于其环烷烃和芳烃含量较高，
因而其相对密度较大；而石蜡基原油因烷烃 含量较高，因此其相对密度较小。
相同原油的馏分随着其沸点的升高，芳烃含 量增加，而烷烃含量降低，因而其相对密度 增加。
450～500
0.8723
0.9067
0.9390
>500
0.9221
0.9698
1.0020
原油
0.8554
0.9005
0.9495
原油属性
石蜡基
中间基 环烷-中间基
羊三木 0.7650 0.8630 0.8900 0.9100 0.9320 0.9433 0.9483 0.9820 0.9492 环烷基

石油及石油产品性质ppt

石油及石油产品性质ppt
4、含硫化合物在石油-馏分中的分布
趋势：含硫化合物在石油馏分中的分布一般是随着 石油馏分沸程的升高而增加, 其种类和复杂性也随着 馏分沸程升高而增加。汽油馏分的硫含量最低，减 压渣油中的硫含量最高，我国大多数原油中约有 70%的硫集中在减压渣油中。
硫醇：主要存在于汽油馏分中，有时在煤油馏分中 也能发现，在350℃以上的高沸点馏分中含量极少。 硫醇有极难闻的特殊臭味，硫醇对热不稳定；
-
碳链写法
2、环烷烃：单环, 双环, 多环五员环、六员环系列
-
侧链长的少环环烷烃是良好的润滑油成分。
特点：环烷烃的化学性质与烷烃相似，但活泼些。 在一定条件下同样可以发生氧化、卤化、硝化、热 分解等反应。环烷烃在一定条件下能脱氢生成芳烃， 是生产芳烃的重要原料。
-
3、芳烃：单环, 双环, 多环
硫醚：是石油中含量较高的硫化物，轻馏分和中间 馏分中含量较高。二硫化物：在石油馏分中含量很 少，一般不超过该馏分硫含量的10%（质），而 且较多集中于低沸点馏分中 。
-
噻酚：主要存在于石油的中间馏分和高沸点馏分中。
5、危害：
Fe+H2S FeS+2HCL Fe+S
FeS+H2 FeCL2+H2S FeS
石油及石油产品性质
石油的化学组成 石油及油品的物理化学性质 石油产品的分类及使用性能要求
-
石油的一般性状
颜色：绝大多数为黑色 相对密度：大多数介于 0.8～0.98之间 气味：特殊气味 流动性：流动或半流动的粘稠液体 石油的外观性质与其化学组成有关
-
石油的元素组成
1.碳和氢
占96～99％
碳：83～87％
2RSH+Fe

第三章__石油及油品的理化性质

第三章__石油及油品的理化性质

2011-9-18
石油加工工程
5
对于纯烃化合物或沸点范围较窄的石油馏分（ 对于纯烃化合物或沸点范围较窄的石油馏分 （ 指实沸点 蒸馏温度差小于30℃的馏分） 可根据其特性因数 特性因数K和 蒸馏温度差小于 ℃的馏分），可根据其特性因数 和平 均沸点，利用公 通过迭代法计算其蒸气压； 均沸点，利用公式3-7至3-12通过迭代法计算其蒸气压； 至 通过迭代法计算其蒸气压 当蒸气压接近常压时，此方法较为可靠。 当蒸气压接近常压时，此方法较为可靠。 石油馏分蒸汽压的表示方法： 石油馏分蒸汽压的表示方法： 的表示方法
2011-9-18 石油加工工程 2
蒸汽压、 第一节 蒸汽压、沸程和平均沸点
石油和石油产品的蒸发性能是反映其汽化、 石油和石油产品的蒸发性能是反映其汽化、蒸发难易 的重要性质， 蒸汽压、沸程来描述。 的重要性质，用蒸汽压、沸程来描述。 来描述
一、 蒸汽压
定义： 定义：是在某一温度下一种物质液相与其上方的气相 呈平衡状态时，该蒸汽所产生的压力称为饱和蒸气压， 呈平衡状态时，该蒸汽所产生的压力称为饱和蒸气压，简 称蒸气压。蒸气压愈高的液体愈易于汽化。 称蒸气压。蒸气压愈高的液体愈易于汽化。 1. 纯烃的蒸汽压 对同族烃类，在同一温度下，相对分子质量较大的烃类的 对同族烃类，在同一温度下，相对分子质量较大的烃类的 蒸气压较小。对某一纯烃而言， 蒸气压较小。对某一纯烃而言，其蒸气压是随温度的升高 而增大。 而增大。
2011-9-18 石油加工工程 8
恩氏蒸馏测定器
油品放入标准的蒸馏瓶中， 将 100mL油品放入标准的蒸馏瓶中 ， 按规定条件加热 ， 流出 油品放入标准的蒸馏瓶中 按规定条件加热， 第 一 滴 冷 凝 液 时 的 气 相 温 度 称 为 初 馏 点 ， 馏 出 物 为 10% 、 20%……90% 时 所 对 应 的 气 相 温 度 分 别 被 称 为 10% 、 20%……90%点的 馏出温度 ， 蒸馏到最后所能达到的 最高气相温 点的馏出温度 蒸馏到最后所能达到的最高气相温 点的 馏出温度， 称为终馏点或干点 终馏点或干点。 初馏点到干点（终馏点）的温度范围称 度 称为 终馏点或干点 。 从 初馏点到干点 （ 终馏点 ） 的温度范围 称 为馏程。 馏程。 2011-9-18

石油及油品的理化性质简介

石油及油品的理化性质简介
相关指数 BMCI 这个指标广泛用于表征裂解乙烯原
料的化学组成，希望是越小越好。
2014-9-30 炼油工艺学 18
②
特征参数KH
对于含有大量不饱和烃或胶质、沥青质的馏分 （ VR ），特性因数就不能很好地表征其化学组成 特性。因此石油大学重质油国家重点实验室对原 有的特性因数K进行了修正，提出了一个表征渣油 特征的特征参数KH。
20
在一定条件下，以一种液体的密度与另一种参考物质密度
常用的有d420(我国)，d15.615.6(欧美)
141.5 比重指数( API) 15.6 131.5 d15.6
随着相对密度增大，比重指数的数值下降
2014-9-30 炼油工艺学
Specific gravity
11
第12届世界石油会议规定对原油的分类：
i 1
n
用途：Teu主要用于求油品的特性因数和运动粘度 4．实分子平均沸点tm
tm
xt
i 1
n
i i
用途：tm主要用于求油品的假临界温度(Tc’)和 偏心因数(ω ) 5．中平均沸点tme
tme (tm tcu ) / 2
用途：tme用于求油品氢含量,K,Pc,燃烧热和平均分子量
2014-9-30 炼油工艺学 9
都是采用条件性实验进行测定。（严格规定的仪器、方法和条
件），条件改变，结果也会改变； 石油及油品的各种试验方法有不同的级别，如ISO、GB、SH。
2014-9-30 炼油工艺学 2
第一节
蒸汽压、沸程和平均沸点
石油和石油产品的蒸发性能是反映其汽化、蒸发难 易的重要性质，用蒸汽压、沸程来描述。 一、 蒸汽压 定义：是在某一温度下一种物质的液相与其上方的 气相呈平衡状态时的压力，也称饱和蒸气压。蒸气压愈高 的液体愈易于气化。

油品分析课件 -油品理化性质的分析

油品分析课件 -油品理化性质的分析

二 、 密度的测定方法
注意：使用SY-05型的密
度计，对于深色不透明 原油，读数要修正（加 0.0007 g/cm3），对于 透明原油则读数不需要 修正。
上页
下页
首页
结束
第3章 油品基本理化性质的分析
• 密度计法只能测定液体密度，测定过程简 便、迅速，但准确度受最小分度值及测试 人员的视力限制，不可能太高。
20 d 符号 4 表示，无量纲，由于因水在４℃时密度为
１g/cm３，因此液体石油产品的相对密度与标准密
度在数值上相等。
欧美各国采用 15.6 ℃作为油品和纯水的规定温度， 用
15.6 表示。 d 15.6
• 相对密度指数(欧美各国常用 相对密度指数表示油 品密度)也称60°F API度，简称API度。
上页
下页
首页
结束
第3章 油品基本理化性质的分析
（5）测定时的温度要求
• 由于密度计的准确读数是在规定的温度下 标定的，在其他温度下的刻度读数仅是密 度计的读数(称视密度)，而不是在该温度 下的密度。 • 测定后要用GB/T1885-1998《石油计 量表》把修正后的密度计读数换算成标准 密度。
上页

15.6之间的换算： • 相对密度 d 420 与 d15 .6 d 20 d 15.6 d
4
15.6
• API度愈大，相对密度愈小。目前，国际上把 API度作为决定原油价格的主要标准之一。它 的数值愈大，表示原油愈轻，价格愈高。
上页 下页 首页 结束
第3章 油品基本理化性质的分析
2、密度与化学组成的关系
上页
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首页
结束
第3章 油品基本理化性质的分析
• 密度计的读数 是下大上小， 当它浸入不同 的液体中，体 积不变示数发 生变化，密度 计底部的铁砂 或铅粒是用来 保持平衡的！

第一章 石油及其产品的性质PPT资料120页

第一章 石油及其产品的性质PPT资料120页
➢ 石油中的烷烃根据石油类型的不同含量可达50～70%或低 到10～15%
➢ 石油中的正构烷烃一般比异构烷烃含量高 ➢ 随沸点的增高，石油中的正构烷烃和异构烷烃的含量逐
渐降低
14.02.2020
石油炼制基础
9
石油中的环烷烃 ➢ 环烷烃是环状的饱和烃，其性质较稳定 ➢ 石油中大量存在的环烷烃只有含五碳环的环戊烷系和含六碳
第一章 石油及其产品的性质
第一节 石油及其产品的组成和性质
14.02.2020
石油炼制基础
1
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
➢石油的烃类组成
➢石油的非烃类组成
➢石油的馏分组成
14.02.2020
石油炼制基础
2
石油的一般性状
颜色及密度
➢石油通常是黑色、褐色或黄色的流动或半流动的粘稠液体 ➢多数原油的密度集中在0.8～0.98g/cm3之间，但也有个别
11～ 14%
➢ 原油中除C、H外，还有S、N、O及其他微量元素(1～4%)
➢ 原油中的微量金属元素有V、Ni、Fe、Cu、As等
➢ 石油中的非碳氢原子称为杂原子，以碳氢化合物的衍生
物形态存在与石油中。与国外原油相比，我国原油的含
硫低、含氮量高 14.02.2020
石油炼制基础
7
石油馏分的烃类组成
14.02.2020
石油炼制基础
16
石油中的含氮化合物
➢ 石油中的氮含量一般比硫含量低，质量分数通常集中 在0.05～0.5%范围内
➢ 随沸点的升高，含量增加 ，大部分在胶质沥青质中
碱性氮化物：
N
N
N
非碱性氮化物：
N

石油及其产品的组成和性质PPT课件

石油及其产品的组成和性质PPT课件

•
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，绝大多数原油的相对 密度为0.8～0.98,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%～1.83% ，只有胜利原油的含硫量稍高。
沙特 (轻质)
沙特 (中质)
沙特
(轻重混 合)
伊朗 (轻质)
科威 特
阿联 酋(穆 尔班)
伊拉克 印尼 (米纳斯)
0.8578 0.8680
0.87l6
0.853 1
0.865 0
0.8239
0.8559
0.8456
运动粘度（50℃） mm2/s
5.88
9.04
9.17
4.91 7.31
6.50 2.55 (37.8℃) 13.4
33.02
凝点, ℃
30
28
36
17
0
-54
吸附法 26.2 14.6 22.8
5.8
1.05
含蜡量,%
蒸馏法
13.5
沥青质,%
0
5.1 2.5 0.17
0.53
硅胶胶质,%
8.9① 23.2 23.2 14.4 0.9
13.3
残炭(电炉),%
2.9 6.4 6.7 3.59
5.3
① 氧化铝吸附色谱的分析数据
➢减 压 蒸 馏 后 残 留 的 > 5 0 0 ℃ 的 馏 分 称 为 减 压 渣 油 。 简称：VR （vacuum residue）

03 石油及油品的理化性质

03 石油及油品的理化性质

混合油品的平均相对分子质量具有加和性
Mm
W
i 1 i 1 n
n
i
Wi Mi
第三节
油品的流动性
一、粘度 1. 概念：粘度表示液体流动时，分子间因 摩擦而产生阻力的大小。 2.油品粘度的表示方法 动力粘度（绝对粘度） /Pa.s, 适于重油、渣油、 稠油等 2 运动粘度 /mm /s, 适于中间馏分油、高沸点馏 分油



条件粘度：恩氏、赛氏、雷氏 特定仪器、规定条件下测得，国外常用 3、粘度测定方法 毛细管粘度计、旋转粘度计 4、 粘度与化学组成的关系 同一系列的烃类，分子量大，粘度大； 分子量相近，环状结构的分子粘度〉链状，环 数越多，粘度越大 环数相同，侧链越长，粘度越大
5、 粘度与温度的关系 温度是粘度的重要影响因素，随温度升高， 油品粘度迅速下降，不同油品，其粘度随温度 变化幅度差别悬殊，油品粘度随温度变化的性 质，称为油品的粘-温性。 粘 - 温性质：粘度指数 ( 越大越好） 、粘度比 （越小越好） 粘 - 温性质与分子结构的关系：正构烷烃最好， 环状烃粘温性较差，多环短侧链环状烃最差。
第五节
油品其他方面的物理性质
一、热性质 – 焓、质量热容（比热）、汽化 热
1、焓 kJ/kg
指1kg油品从基准温度（常用-17.8℃）
加热到某温度t℃时所需的热量
2、质量热容kJ/kg ℃
指单位物质升高1℃所需的热量
3、汽化潜热KJ/Kg
指单位质量的物质在一定温度下由 液态转化为气态所需的热量
二、机械杂质m%和水分m%
三、平均相对分子质量
平均相对分子质量的定义
数均相对分子质量
n
M n ni M i

石油及石油产品性质PPT课件

石油及石油产品性质PPT课件
特点：随碳原子数增大，沸点、 熔点、密度增大； 烯烃的化学安定性差，易氧化生成胶质。
石油中的非烃化合物
❖ 石油中的硫、氧、氮元素以非烃化合物形式存 在，虽然元素的含量仅约1%-4%，但非烃化合物 的含量却相当高，可达百分之十几。
❖ 非烃化合物主要集中在重组分特别是渣油中。 ❖ 对石油加工、油品储存、使用性能影响很大。
侧链长的少环环烷烃是良好的润滑油成分。
特点：环烷烃的化学性质与烷烃相似，但活泼些。 在一定条件下同样可以发生氧化、卤化、硝化、热 分解等反应。环烷烃在一定条件下能脱氢生成芳烃， 是生产芳烃的重要原料。
3、芳烃：单环, 双环, 多环
有些多环芳烃具有荧光，这是有些油品能发出荧光 的原因。 特点：较稳定，侧链被氧化成有机酸，多环芳香烃 被氧化生成胶状物质，油品变质的原因之一。
2、沥青质
• 沥青质是一种深褐至黑色的、无定型脆性固体。 冰我点国(车fr用ee汽zi油ng的实po际in胶t)质：≯油5品mg被/冷10却0m时l所。形成的蜡结晶消失一瞬间的温度。
软氧化点 安-定--性沥：青石使油用产的品界抵限抗温大度气（或氧气）的作用而保持其性质不发生永久变化的能力。
相对密度略大于1.0，VPO法分子量约3000～ 硫对醇延有 迟极焦难化闻原的料特的殊残臭碳味，，能硫预醇测对焦热炭不产稳量定。；
开（口3）闪光点照flash （po4i）nt与(o空pe气n的)：接用触规定的开口杯闪点测定器所测得的闪点，以℃表示。 柴发油火的 性外（观ign为it水io白n 色pr、op浅er黄ti色es或)：棕褐色的液体。
• 沥青质无挥发性，全部集中在渣油中。 4规、定改：善异汽辛油烷安O定N=性1的00方法 正庚烷ON=0
3、分布：原油氮含量一般比硫含量低，通常在 0.05%~0.5%范围内。我国原油含氮量偏高，在 0.1%~0.5%之间。氮化合物含量随石油馏分沸点 的升高而迅速增加，约有80%的氮集中在400℃以 上的渣油中。我国大多数原油的渣油集中了约90% 的氮。而煤油以前的馏分中，只有微量的氮化物存 在。
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表3-3-4 各原油窄馏分的K值和BMCI值
第三章 石油及油品的物理性质
本章的主要内容： 石油的蒸发性质 石油的密度与相对密度 石油的特性因数 平均分子量 石油的粘度 石油的低温性质、热性质、燃烧性能
一、蒸汽压 1、定义 在某温度下，液体与在它液面上的蒸气呈 平衡状态时，此蒸气所产生的压力，亦称饱和 蒸气压。
蒸汽
液体
二、馏分组成与平均沸点
斜率越小，表示沸程越窄。
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：
体积平均沸点tv（℃）：
t t10 t30 t50 t70 t90
v
5
质量平均沸点tw（℃）：
n
t w
witi
i1
立方平均沸点Tcu（K）：
n
T ( cu
v3 i
Ti )3
i1
实分子平均沸点tm（℃ ）：
4
d 15.6 15.6
表示，二者之间可按下式进行换算（P30）：
d15.6 15.6
d
20 4
Δd
在欧美各国还常用API度（比重指数，相对密
度指数）来表示油品尤其是原油的相对密度，
关系式如下：
(二)、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 度减小。 在0～50℃的温度范围内，t℃时的相对密度 与20 ℃时的相对密度之间存在如下的关系 :
其相对密度较大，而石蜡基原油因烷烃含 量较高，因此其相对密度较小。 相同原油的馏分随着其沸点的升高，芳烃 含量增加，而烷烃含量降低，因而其相对 密度增加。
(四)、混合油品的密度
当属性相近的两种或多种油品混合时，其体
积具有可加性，因此混合油品的的密度mix
可按下式计算：
n
min vi i
i1
1 n wi
BMCI
48640 tv 273
473.7
d15.6 15.6
456.8
正构烷烃的K值最大，约为12.7，环烷烃次 之，为11～12，芳香烃最小，为10～11 。
石油馏分中富含烷烃，K:12.5-13.0,富含环 烷烃和芳香烃，K:10-11.
正构烷烃的BMCI最小，基本为零，环烷烃 次之，在50以下，芳香烃最大，在100以下。 换言之，油品的BMCI越大，其芳香性越强， 而BMCI越小，表明其石蜡性越强。
n
t m
xiti
i1
中平均沸点tme（℃）：
t tm tcu
me
2
P28换算
三、密度和相对密度 （一）石油及产品的密度与相对密度
定义：该油品在单位体积内的质量， 单位为g/cm3或kg/m3 。
油品的体积随温度的升高而膨胀，其密度也 随之变小，提及密度时应标明温度。
标准密度：我国规定油品在20℃时的密度为其标
d
t 4
d
20 4
(t
20)
式中：—油品的体积膨胀系数 p31
液体受压后，体积变化不是太大，因而通 常压力对液体石油产品的密度的影响可以 忽略不计。但在很高的压力（几十兆帕） 下油品的密度要受到压力的影响。
（三）、相对密度与化学组成的关系
图3-1 各族烃类的相对密度
比较各种烃类的相对密度： 碳数相同而结构不同的烃类，
i1 i
式中：vi和wi－组分i的体积分率和质量分率
• 当属性相差很大的两类烃（如烷烃和芳香 烃）混合时，体积可能增大，密度相差很 大的两个组分（如重油和轻烃）混合时， 体积可能缩小，须引入过剩分子体积的概 念来加以校正。
• 汽、液混合物的密度
• 石油加工工艺过程中，常压炉的辐射炉管和 转油线、加氢精制反应器等处，油品处于汽、 液相混合状态，可以计算汽、液混合物的密 度。
恩氏蒸馏是在石油 产品馏程测定器中， 按照规定的标准方 法进行的简单蒸馏， 不具有精馏作用， 国外又将此方法称 为ASTM蒸馏或恩 氏蒸馏。
根据测得的馏程数据，以气相馏出温度为纵 坐标，以馏出体积百分数为横坐标作图即可 得到某一油品的蒸馏曲线。
石油产品馏程试验器
图3-1-1 大庆原油中汽油、喷气燃料、 轻柴油馏分的恩氏蒸馏曲线
沸程（Boiling Range）
1、定义
纯化合物
沸点为恒定值
复杂混合物
沸点具有一定范围
油品的沸点范围称为沸程。 2、测定方法 在生产控制和工艺计算中使用的是最简便的恩氏 蒸馏（Engder Distillation）设备。
一般用蒸馏曲线的斜率来表示该油品的沸 程的宽窄。
斜率 90%馏出温度 10%馏出温度 90 10
准密度，表示为20，其他温度下的密度为视密度。 油品的相对密度：其密度与规定温度下水的密度
之比值 ，没有单位。常用 表示，在数值上等
于t℃时油品的密度。
d
t 4
油气的相对密度：标准状态下（0℃，101.3kpa）
下气体密度与空气密度（1.293kg/m3）之比。
我国常用的相对密度为
d
，20 欧美各国则常用
➢芳香烃＞环烷烃＞烷烃。 同族烃类，随着碳数的增加：
➢正构烷烃的相对密度增加 ➢正烷基环己烷的相对密度增加 ➢正烷基苯的相对密度减小
（三）、相对密度与馏分组成的关系
同一原油各馏分，随沸点上升，相对密度增 大；
原油性质不同，相同沸程的馏分密度差别较 大：环烷基>中间基>石蜡基
原因在于： 环烷基的原油于其芳烃含量较高，因而
• ρm=Ｇm/(Gg/ρg+ Gl/ρl)
• ρm,ρg,ρl-分别为汽液混合物、汽相和液相的密
度，kg/m3 • Ｇm, Gg, Gl-分别为汽、液相的质量流率，kg/h
（五）、石油及其馏分的相对密度
表3-1 原油及其馏份的相对密度（ d）420 的范围
油品
相对密度
油品
相对密度
原油
0.8～1.0
轻柴油 0.82～0.87
汽油 0.74～0.77 减压馏份 0.85～0.94
航空煤油 0.78～0.83 减压渣油 0.92～1.0
四、特性因数和相关指数
特性因数K：
K 1.2163 T d15.6
15.6
• 特性因数的用途： 了解石油及馏分的化学性质、分类、确定
原油加工方案等的主要参数。 可以关联直馏馏分油的物理性质和热性质，
如分子量、汽化热和焓等。 不适用于含大量烯烃、二烯烃或芳烃的二
次加工馏分。
• 特性因数的求取： 计算：例题 查图
馏分油：相对密度-C/H-特性因数-苯胺点 分子量-中平均沸点图P35 重油：特性因数-粘度-相对密度图P37
BMCI，又称芳烃指数是一个芳烃性指标， 其值愈大，芳烃性愈高
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