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石油及其产品的性质

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石油及油品的物理性质概述

石油及油品的物理性质概述

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
表征油品的粘温性质的指标有两种： 粘度指数（简称VI）
H油：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100。 L油：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0。
当VI为0～100时： VI L U 100
LH
当VI≥100时：VI 10N 1 100
0.00715
N lgH lgU lgY
式中：U—试样在40℃时的运动粘度 Y—试样在100℃时的运动粘度 H—与Y相同的H标准油在40℃时的运动粘度 L—与Y相同的L标准油在40℃时的运动粘度
粘度指数VI越大，表明油品的粘温性质越好。
粘度比 50℃时的运动粘度与100℃时的运动粘度的 比值。对于粘度水平相当的油品 ，粘度比 越小，表示该油品的粘温性质越好。
0.80
0.75
烷烃
0.70
0.65
6
7
8
9
10
The number of carbon atoms
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，
➢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

石油及其产品的物理性质

石油及其产品的物理性质

大到某一程度，油品就变成无定形的粘稠 油品在低温
状物质而失去流动性。
下失去流动 性的原因
构造凝固：
对含蜡油品而言，油品中的固体蜡当
温度适当时可溶解于油中，随着温度的降
低，油中的蜡就会逐渐结晶出来，当温度
进一步下降时，结晶大量析出，并连结成
网状结构的结晶骨架，蜡的结晶骨架把此
温度下还处于液态的油品包在其中，使整
石油炼制技术
石油及其产品的物理性质
1.蒸汽压：在一
定温度下，液体与 其液面上方蒸汽呈 平衡状态时，该蒸 汽所产生的压力称 为饱和蒸汽压，简 称蒸汽压。蒸汽压 愈高，说明液体愈 容易气化。
（一）蒸发性能
纯物质在一定外压 下，当加热到某一温度 时，其饱和蒸汽压等于 外界压力，此液体就会 沸腾，此温度称为沸点。
油品的蒸汽压通
常有两种表示方 法：雷德蒸汽压:
是在规定条件 （38℃、气相体 积与液相体积之 比为4:1）下测定 的；
真实蒸汽压:指气
化率为零时的蒸 汽压。
2．馏程与平均沸点
● 蒸馏时流出第一滴冷凝液时的气相温度叫初馏点，馏出物的体积依次达到10%、20%、30%……90% 时的气相温度分别称为10%点、30%点……90%点，蒸馏到最后达到的气体的最高温度叫干点（或 终馏点)。
● 从初点到干点这一温度范围称为馏程(或沸程)。
● 平均沸点有五种表示方法，分别是体积平均沸点、质量平均沸点、立方平均沸点、实分子平均沸 点、中平均沸点 。
●（二）密度、特性因数、平均分子量
● 1.密度 ：单位体积内所含物质的质量
●相对密度
d
20 4
：20℃时油品
的密
度与4℃
时水的密度之
比

石油及石油产品性质

石油及石油产品性质

2、沥青质
• 沥青质是一种深褐至黑色的、无定型脆性固体。 相对密度略大于1.0，VPO法分子量约3000～ 10000。加热不熔，300℃以上时会分解及缩合。
• 沥青质能溶于苯、二硫化碳、四氯化碳中，不溶 于石油醚。
• 沥青质无挥发性，全部集中在渣油中。 – 胶质和沥青质的存在使渣油形成一种较稳定的 胶体分散体系。
⒋立方平均沸点TCU (K):
Tcu


n
3
viTi1/ 3

i1

Ti : i组分的沸点 (K) vi: i组分的体积分率 用途：求油品的特性因数和运动粘度。
5.中平均沸点tme(℃):
tme=(tm + tcu )/2
用途：求油品的氢含量，特性因数,假临界压力，燃 烧热，平均分子量等。
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％
⒉质量平均沸点tW（℃）:
n
tw witi i 1
ti: i组分的沸点℃ wi: i组分的质量分率 用途：求取油品的真临界温度。
⒊实分子平均沸点tm（℃）:
n
tm xiti i1
ti: i组分的沸点℃ xi: i组分的摩尔分率 用途：求烃类混合物或油品的假临界温度和偏心因 数
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。

石油及其产品组成和性质—油品的燃烧性能

石油及其产品组成和性质—油品的燃烧性能

一、闪点
油品名称
闪 点， ℃ 失火危险等级
溶剂油、汽油等
<28
1级
煤油类
28～45
2级
柴油、重油类 45 ～125
3级
润滑油、脂类
>125
4级
备注
易燃 易燃 可燃 可燃
关于闪点有以下几点说明：
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。
石油产品的馏程越轻，蒸汽压越大，闪点越低，其着火危险性越大。
同族烃中，分子量增大，闪点增高，燃点增高，自燃点降低 ； 油品越轻，闪点越低，燃点越低，自燃点越高 ； 烷烃比芳烃易于自燃，所以烷烃的自燃点低（芳香烃比烷烃稳定）； 烷烃的闪点却比粘度相同而含环烷烃和芳香烃较多的油品高。
从安全防火的角度来说
轻质油品
防明火， 以防外界火源 而引燃爆炸
防火
重质油品
应防止高温 泄露，遇空 气自燃
课程：石油炼制运行与操控 知识点：石油及其产品的物理性质（四）
油品的燃烧性能
一、闪点
所谓闪点（或称闪火点）是指可燃性液体（如烃类及石油产品）的蒸气同空 气的混合物在有火焰接近时，能发生瞬间闪火（一闪即灭）或爆炸的最低油温。
当油气浓度低于这一范围，油气不足，而高于这一范围，则空气不足，都不 能闪火爆炸，因此称这一油气浓度范围为爆炸范围。其下限浓度称为爆炸下限， 上限浓度称为爆炸上限。
燃点：油品在规定条件下加热到能被外部火源引燃并连续燃烧不少于5秒钟时 的最低温度 。
自燃点：把油品预热到很高温度，然后使其与空气接触，则不需引火，油品 即可能因剧烈氧化而产生火焰自行燃烧，能产生自燃的最低温度称自燃点。
不需外部火源引燃，但它 也有条件，就是油品在具 有高温时才会出现自燃

2.1石油及其产品的组成和性质

2.1石油及其产品的组成和性质
32
CA%=6÷20×100%=30% CN%=4÷20×100%=20% CP%=10÷20×100%=50% RT=2；RA=1；RN=1
注：
➢石油馏分的结构族组成是把一个馏分看作是一个平均分子，
所以环数有可能是小数；
➢CA%、CN%、CP%、RT 、RA 、RN是平均分子的结构参数
②石油馏分结构族组成的n-d-M法 ➢烃类的物性与其结构单元密切相关 ➢测定中间馏分或高沸点馏分的相对密度(d)、折射 率(n)和分子量(M)，就可以用表2-9中的公式算出各 结构参数(CA%、CN%、CP%、RT 、RA 、RN)
11
12
3.直馏馏分：从原油直接分馏得到的馏分。它基本保 留了石油化学组成的本来面目，如：不含不饱和烃， 在化学组成中含有烷烃、环烷烃、芳香烃等
4.石油中含有的馏分，一般规定： ➢小于180℃的馏分为汽油馏分（也称为低沸点馏 分，轻油或石脑油馏分）
➢180～350℃的馏分为煤、柴油馏分（中间馏分， AGO） ➢350～500℃的馏分为减压馏分（也称高沸点馏 分,VGO） ➢大于500℃的馏分为减渣馏分(VR)
16
减压瓦斯油（vacuum gas oil；ＶＧＯ）
简称VGO,指原油经减压蒸馏所得到的沸程范围约为350～ 500℃的馏分油的总称，是一种重质油。石油炼厂中减压瓦 斯油常作为制取润滑油的原料；也作为催化裂化、加氢裂化 及热裂化等过程的原料，以得到更多的轻质石油产品。随着 石油化工的发展，要求不断扩大裂解原料范畴，近年来，已 采用减压瓦斯油作为石油化工原料用于烃类裂解。一般硫含 量低的减压瓦斯油，例如低于0.5％(质量)，可以不经预处 理,即可直接进行裂解制取乙烯。以减压瓦斯油为裂解原料 的乙烯收率较低，裂解技术较复杂。

石油及油品的理化性质

石油及油品的理化性质

密度和相对密度
石油及油品的密度与相对密度对生产、储 藏和运输有着重要的意义，在原油及产品
的计量和炼油装臵设计等方面都是必不可
少的。
一、石油及其油品的密度、相对 密度及其测定方法
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。
20 4 ）的范围
相对密度 0.82～0.87 0.85～0.94
航空煤油

0.78～0.83
减压渣油
0.92～1.0
20 表3-3-2 不同原油各馏分的相对密度 d 4
馏份, ℃
大庆
胜利
孤岛
羊三木
IBP～200 200～250
250～300 300～350 350～400
0.7432 0.8039
i i
i

N iW 2
N M
i
i
i
式中：wi—组分i的质量分率
二、数均分子量的测定方法
测 定 方 法
沸点上升法 蒸气压渗透法 冰点下降法 渗透压法
三、石油馏分平均分子量的近似计算方法
石油馏分的平均分子量还可以有一些经验公
式进行计算，常用的经验公式有：
M n a bt ct
2
式中：t—石油馏分的实分子平均沸点(℃) a,b,c —随馏分的特性因数不同而 变化的参数
平均分子量也越大。
中国石油大学针对我国原油提出了如下的计 算平均分子量的经验公式 ： Mn＝184.5＋2.295T-0.2332KT＋ 1.32910-5(KT)2-0.62217T 式中：T—馏分的中平均沸点(℃)
K—馏分的特性因数

石油及其产品的物理性质

石油及其产品的物理性质

石油及其产品的物理性质石油及其产品的物理性质是评定石油加工性能及油品使用质量的重要指标，同时也是设计炼油设备和装置的必要依据。

一、蒸汽压蒸气压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。

蒸气压表示该液体在一定温度下的蒸发和气化的能力，蒸气压愈高的液体愈易于气化。

蒸气压是石油加工设备设计的重要基础物性数据，也是某些轻质油品的质量指标。

1、纯烃的蒸气压对于同一族烃类，在同一温度下，相对分子质量较大的烃类的蒸气压较小。

就某一种纯烃而言，其蒸气压是随温度的升高而增大的。

2、烃类混合物及石油馏分的蒸气压与纯烃不同，烃类混合物的蒸气压不仅取决于温度，同时也取决于其组成。

在一定的温度下，只有其气相、液相或整体组成一定，其蒸气压才是定值。

二、平均沸点在求定石油馏分的各种物理参数时，为简化起见，常用平均沸点来表征其气化性能。

石油馏分的平均沸点的定义有下列五种：①体积平均沸点tV（℃）；②质量平均沸点tW（℃）；③实分子平均沸点tm（℃）；④立方平均沸点tcu（K）；⑤中平均沸点tMe（℃）；这五种平均沸点中，仅有体积平均沸点可由石油馏分的馏程测定数据直接算得，其他几种平均沸点可借助体积平均沸点与蒸馏曲线斜率查表算出。

三、密度1、密度和相对密度原油及油品的密度和相对密度在生产和储运中有着重要意义，在原料及产品的计量以及炼油装置的设计等方面都是必不可少的。

2、石油及油品的密度、相对密度密度是物质的质量与其体积的比值，其单位为g/cm3或kg/m3。

由于油品的体积随温度的升高而膨胀，而密度则随之变小，所以，密度还应标明温度。

例如，油品在t℃的密度用ρt来表示。

我国规定油品在20℃时的密度为其标准密度，表示为ρ20。

物质的相对密度是其密度与规定温度下水的密度之比。

因为水在4℃时的密度等于1.0000 g/cm3，所以通常以4℃水为基准，将温度t℃的油品密度对4℃时的水的密度之比称为相对密度。

石油及油品的理化性质简介资料

石油及油品的理化性质简介资料

2019/4/30
炼油工艺学
28
③粘温性质与分子结构的关系 正构烷烃的粘温性质最好，分支程度较小的异构 烷烃的粘温性质比正构烷烃稍差，随着分支程度的 增大，粘温性质越来越差； 环状烃(包括环烷烃和芳香烃)的粘温性质比链状 烃的差； 当分子中环数相同时，其侧链越长粘温性质越好， 但侧链上如有分支也会使粘温性质变差
低粘度润滑油：300～360 高粘度润滑油：370～500
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炼油工艺学
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经验关联式
3．计算 混合油品的平均相对分子质量可以按加和法进行计算
n
Wi
M m
i 1
n Wi
M i 1
i
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炼油工艺学
22
第三节 油品的流动性能
石油和油品在处于牛顿流体状态时，其流动性能用黏度来 描述；当处于低温状态时，则用各种条件性指标来评定其低温 流动性：如凝点、结晶点、冰点等。
6
大多数液体燃料规格中，只要求测定其具有 代表性的初馏点、10%、50％和90％的馏出 温度及干点。
汽油的馏程40～200℃，轻柴油的馏程200～ 350℃，润滑油的馏程350～520℃。
馏程的数据基本能反映油品组分轻重的相对 含量，所以在原油评价中常用。
馏程是发动机燃料等的重要质量指标。
2019/4/30
2019/4/30
炼油工艺学
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以气相馏出温度为纵坐标，馏出体积为横坐标，可以绘得 该油品的恩氏蒸馏曲线。对于轻质油品：恩氏蒸馏曲线中 10%到90%这一段很接近一条直线，因此可以用恩氏蒸馏曲 线的10%到90%之间的斜率来表示该油品的馏程宽窄。即恩 氏蒸馏曲线的斜率越大，该油品的馏程范围越宽。

石油炼制工艺及相关催化剂简介

石油炼制工艺及相关催化剂简介

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二、石油炼制工艺
图2. 燃料-化工型加工流程
中海油天津化工研究设计院
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二、石油炼制工艺
图3. 燃料-润滑油型加工流程
中海油天津化工研究设计院
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二、石油炼制工艺
1、常减压蒸馏
原油通过常减压蒸馏装置被分割为一次加工产 品和二次加工原料。
一次加工产品包括：直馏汽油、煤油、轻柴油 或重柴油馏分及润滑油馏分等，经过适当的精制 和调配便可成为合格的石油产品；
由于渣油黏度高，密度大，氢碳比低，残炭值高，含 有大量的金属、硫、氮及胶质、沥青质，固定床渣油 加氢催化剂催化剂一般需要加氢保护剂（HG）、加 氢脱金属剂（HDM）、加氢脱硫剂（HDS）、加氢 脱氮剂（HDN）及加氢脱残炭（HDCCR）等多种催 化剂的级配以达到加氢效果。
中海油天津化工研究设计院
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中海油天津化工研究设计院
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二、石油炼制工艺
催化裂化工艺技术
催化裂化增产轻质油技术
TSRFCC、SCT、MSCC
催化裂化生产清洁汽油技术
催化裂化汽油辅助反应器改质降烯烃技术 MIP、CGP、 FDFCC
催化裂化多产低碳烯烃技术
DCC、MIO、MGG、ARGG、MGD
重质、劣质原料的催化裂化技术－DNCC
应用实例：
中国石化开发的渣油加氢与RFCC 联合优化技术
中海油天津化工研究设计院
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二、石油炼制工艺
氢气
加氢反应器
循环氢压缩机
加热炉
循环气
洗涤
硫化氢
原料油
原料泵
分离器
干气
液化气
催化汽油 催 化 催化轻柴油 裂 化
油浆
催化重柴油 ＋循环油

高中化学-石油-石油产品知识点详细归纳汇总

高中化学-石油-石油产品知识点详细归纳汇总

高中化学-石油-石油产品知识点详细归纳
汇总
一、石油的性质与组成
1. 石油的定义：石油是一种混合物，由多种碳氢化合物组成。

2. 石油的外观：石油呈现为黑色或棕色的液体，具有挥发性和可燃性。

3. 石油的主要成分：石油主要由碳和氢元素组成，含有少量的氮、硫、氧等元素。

二、石油的开采与加工
1. 石油开采方法：石油可以通过地面开采、海底开采和深层开采等方式获取。

2. 石油的初步加工：经过原油蒸馏分离后，可以得到不同沸点范围的石油产品，如汽油、柴油、润滑油等。

3. 石油的深度加工：石油还可以通过催化裂化、重整、聚合等过程进行深度加工，生产出更多种类的石油产品。

三、石油产品的用途
1. 汽油：主要用于汽车和摩托车的燃料，提供动力。

2. 柴油：主要用于柴油发动机，如货车和客车，也用于发电机组。

3. 润滑油：用于润滑机械设备的运转，减少磨损和摩擦。

4. 煤油：用于户外照明、煮食和取暖等。

5. 天然气：用于家庭供暖、工业生产和发电等。

四、石油的环境影响与可持续发展
1. 石油开采对环境的影响：石油开采可能导致土地破坏、水源污染和生物多样性丧失等问题。

2. 石油燃烧的环境问题：石油燃烧会产生大量的二氧化碳和大气污染物，对全球气候和空气质量造成影响。

3. 可持续发展策略：推动石油行业转向低碳发展，提高能源利用效率，探索可再生能源替代石油。

以上是高中化学中关于石油和石油产品的知识点的详细归纳汇总。

对于更深入的理解和研究，请查阅相关教材和资料。

(注意：以上内容仅为概述，详情请参考可靠资料。

)。

【基础知识】油品检测人必知，石油及其产品的物理性质

【基础知识】油品检测人必知，石油及其产品的物理性质

【基础知识】油品检测人必知，石油及其产品的物理性质石油及其产品的物理性质是生产和科研中评定油品质量和控制加工过程的主要指标。

加工一种原油之前，先要测定它的各种物理性质，如沸点范围(馏分组成)、相对密度、粘度、凝点、闪点、残炭、含硫量等，称为原油评价实验。

根据原油评价才能确定原油的合理加工方案。

石油和油品的物理性质与其化学组成密切相关。

由于石油和油品都是复杂的混合物，所以它们的物理性质是所含各种成分的综合表现。

与纯化合物的性质有所不同，石油和油品的物理性质往往是条件性的，离开了一定的测定方法、仪器和条件，这些性质也就失去了意义。

石油和油品性质测定方法都规定了不同级别的统一标准，其中有国际标准(简称ISO)、国家标准(简称GB)、中国石油化工总公司行业标准(简称SH)等等。

1、密度和相对密度在规定温度下，单位体积内所含物质的质量称为密度，单位是克/立方厘米或千克/立方米。

我国国家标准GB/T1884-83规定，20℃时密度为石油和液体石油产品的标准密度，以ρ20表示。

其它温度下测得的密度用ρt表示。

油品的密度与规定温度下水的密度之比称为油品的相对密度，用d表示，是无量纲的。

由于4℃时纯水的密度近似为1克/立方厘米（3.98℃时水的密度为0.99997克/立方厘米），常以4℃的水为比较标准。

我国常用的相对密度为d204（即20℃时油品的密度与4℃时水的密度之比）；油品的密度与其组成有关。

同一原油的不同馏分油，随沸点范围升高，密度增大。

当沸点范围相同时，含芳香烃愈多，密度愈大；含烷烃愈多，密度愈小。

密度是评价石油质量的主要指标，通过密度和其它性质可以判断原油的化学组成。

2、蒸气压在一定温度下，液体与其液面上方蒸气呈平衡状态时，该蒸气所产生的压力称为饱和蒸气压，简称蒸气压。

蒸气压愈高，说明液体愈容易气化。

纯烃和其它纯的液体一样，其蒸气压只随液体温度而变化，温度升高，蒸气压增大。

石油及石油馏分的蒸汽压与纯物质有所不同，它不仅与温度有关，而且与气化率（或液相组成）有关，在温度一定时，气化量变化会引起蒸气压的变化。

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）

第三章石油及油品的物理性质

第三章石油及油品的物理性质
2014-9-1
Tcu
iTi i 1
n
1 3

3
t Me
t m tcu
2
18
求定石油馏分的各种参数时，为简化起见，常用
平均沸点表征其气化性能
只有tv可由馏程直接测定，其它由tv与s查图求定；
可根据经验关联式换算；
上述五种平均沸点使用时要注明； 沸程<30℃，可以近似认为相等。
原油
原油基属
0.8554
石蜡基
0.9005
中间基
0.9495
环烷-中间基
0.9492
环烷基
26
密度和相对密度
原油及其馏分的相对密度的一般范围
油品 原油 相对密度， d20 4 0.8～1.0 油品 轻柴油 相对密度，d20 4 0.82～0.87
汽油
航空煤油
0.74～0.77
0.78～0.83
减压馏分
2014-9-1 2
• 7．原油中的硫醇一般存在于 轻质 馏分 中。石油中的硫、氮含量随着石油馏分沸 程的升高而 增大 ，大部分集中在 渣 油 中。 • 8．一般把石油中不溶于低分子烷烃，但能 溶于 热苯 的物质称为沥青质。渣油中的 可溶质包括 饱和分、芳香分、胶质 。 • 9．请列出石油中十种微量元素 镍、钒、 铁、铜、铅、钙、镁、钠、铝、锌 . 原油中的微量元素主要存在于 渣油 中。
2014-9-1
也是某些轻质油品的质量指标
6
1、纯烃的蒸气压
取决于烃的本性，同一族烃类，同一温度下， 相对分子量较大的烃类蒸气压较小 就某一种纯烃而言，其蒸气压随温度的升高而 增大 当体系的压力不太高，温度远高于其临界温度， 且温度变化不大时，纯化合物的蒸气压与温度 间的关系可用如下方程表示

第三章_石油及油品的物理性质(简化)

第三章_石油及油品的物理性质(简化)

注意：
由于馏程测定具有严格的条件性，因此馏程数据并不
代表该油品的真实沸点范围，但可以大致判断油品中
轻重组分的相对含量，或用与不同油品之间的比较。
大多数液体燃料规格中，只要求测定其具有代表性的
初馏点、 10% 、 50 ％和 90 ％的馏出温度及干点，这些 参数是发动机燃料表示蒸发性能的重要质量指标。
二、油品粘度和化学组成的关系
粘度反映液体内部分子间的摩擦力，因此黏度必然与油品的分子结构
和大小密切相关，有关υ与组成的关系，有几点结论 ：
油品的粘度随沸程的升高和密度增大而迅速增大 对于相同沸点的不同石油馏分：
含环状烃多则粘度高；环数越多，粘度越大
当烃类分子中的环数相同时，其侧链越长则其粘度越大
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。
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，简 称蒸气压。蒸气压愈高的液体愈易于气化。 对同族烃类，在同一温度下，相对分子质量较大的烃类的
3．密度与温度、压力的关系
同一油品，温度上升，相对密度减小
d d
t 4
20 4
(t 20)
在一定压力范围内，压力升高，对油品相对密度的影
响可以忽略，只有当压力极大(几十兆帕)时，才考虑压 力对相对密度的影响
体积膨胀系数
4．油品的混合密度
属性相近油品混合，混合密度可近似按可加性计算

石油及其产品的组成和性质概述

石油及其产品的组成和性质概述

三、石油的烃类组成
（一）烷烃 烷烃的化学性质：一般条件下不活泼，特殊条件下， 发生氧化、卤化、 硝化及热分解反应
三、石油的烃类组成
（二）环烷烃 环状饱和烃，主要成分 存在形式：五员环的环戊烷系、六员环的环己烷系 且国内：环己烷系＞环戊烷系， 国外：环戊烷系＞环己烷系
三、石油的烃类组成
（二）环烷烃 分布： 馏分沸点升高，相对含量增加； 高沸点馏分中含有双环、多环环烷烃、环烷
三、石油的烃类组成
（四）烯烃 化学性质：很活泼，发生加成、氧化和聚合等各种反
应，在空气中易氧化生成酸性物质和胶质，影响安定性。
四、石油的馏分组成
什么是蒸馏（或分馏）？ 蒸馏（或分馏）是利用液体混合物中各组分的沸点 的差异使它们得到 分离一种方法。
四、石油的馏分组成
什么是馏分？ 利用蒸馏（或分馏）的方法，将石油分割成几个部分， 每一部分称为馏分。 注意：馏分仍然是混合物，但沸点范围小（窄）了。
石油及其产品的组成和性质
n什么是石油？ 石油是碳氢化合物组成的复杂混合物。
n 什么是原油？ 从地下开采出来的、未经加工的石油称为原油。
n 什么是石油产品？ 原油经炼制加工得到的各种燃料油、润滑油、蜡、
沥青、石油焦等产品称为石油产品。
n 为什么要了解石油及产品的化学组成和物理性质？ 1、原油加工；2、产品应用；3、石油综合利用
胶质沥青质的用途： 含大量胶质沥青质的渣油可生产沥青。
五、石油中的非烃组成
归纳总结出石油的准确定义： 石油是以烃类有机物为主，还包括一定非烃类有机 物的复杂混合物。
第一节小结 一、外观性质； 二、元素组成； 三、烃类组成； 四、非烃类组成； 五、胶状沥青状物质。
第二节、石油及其产品的物理性质

第3章 石油及油品的物理性质

第3章 石油及油品的物理性质
➢ 任何真实的流体，当其内部分子之间作相对运动时都会 因流体分子之间的摩擦而产生内部阻力
➢ 粘度值就是用以表示流体运动时分子间摩擦阻力大小的 指标
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粘度的定义
1、动力粘度（ η，μ ）
➢ 又称动力粘度，由牛顿剪切定律得出 ➢ 在过去所用的c·g·s制中，绝对粘度(η)的单位是泊(P，
1
3

tcu viTi3
i1

tMe

tm
tcu 2
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平均沸点
只有tv可由馏程直接测定，其它由tv与馏程的斜率S 查图求定，或者根据经验关联式换算 上述五种平均沸点使用时要注明 沸程<30℃，可以近似认为相等
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第二节 密度、特性因数和平均分子量
原油及油品的密度和相对密度在生产和储运中有重 要意义，在原料及产品的计量及炼油装置的设计等 方面是必不可少的。
➢ 对于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K和平均沸点查图求
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浙江海洋学院
二、馏程
1、纯物质的沸点
➢ 对于液态纯物质，其饱和蒸气压等于外压时的温度，称 为该液体在该外压下的沸点
➢ 在一定的外压下，液态纯物质的沸点为一定值。如不加 说明，物质的沸点一般都是指其在常压下的沸腾温度
➢ 条件性试验，蒸馏设备不同， 测定结果不同
➢ 常用ASTM蒸馏（美国材料试 验学会）或恩氏（Engler）蒸 馏，按照GB6536-86规定的方 法进行的简单蒸馏
➢ 样品用量100ml（20℃）
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馏程
➢ 初馏点：馏出第一滴冷凝液时的气相温度
➢ 10%馏出温度：馏出液达10ml时的气相温度

石油及油品的物理化学性质

石油及油品的物理化学性质

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油料学
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第二节 密度、特性因素和分子量 密度、
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第二节 密度、特性因素和分子量 密度、 原油密度在石油的开发、生产、销售、使用、计量和设计 原油密度在石油的开发、生产、销售、使用、 方面都是一个重要指标。 方面都是一个重要指标。它的大小取决于组成它的烃类分子大 小和分子结构。通常情况下，原油密度随其碳、氧、硫含量的 小和分子结构。通常情况下，原油密度随其碳、 增加而增大，因而含芳香烃多的、含胶质和沥青质多的原油密 增加而增大，因而含芳香烃多的、 度较大，而含环烷烃多的原油密度居中，含烷烃（石蜡烃）多 度较大，而含环烷烃多的原油密度居中，含烷烃（石蜡烃） 的原油密度最小。 的原油密度最小。
组分i的蒸气压， 组分 的蒸气压，Pa 的蒸气压 组分数 混合物的蒸气压，Pa 混合物的蒸气压，
p = ∑ pi xi
i=1
n
平衡液相中i组分的摩尔分数 平衡液相中 组分的摩尔分数
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第一节 蒸气压和沸程
（3）烃类混合物：烃类混合物与纯烃不同，其液相组成不是固 烃类混合物： 定不变的，它随气化率不同而变化。当按式（2 定不变的，它随气化率不同而变化。当按式（2-1）计算时，得 到的只是某个平衡条件下的蒸气压。当平衡条件变化时气化率 随之改变，式中也有所变化。所以烃类混合物的蒸气压 随之改变，式中也有所变化。所以烃类混合物的蒸气压在压力 蒸气压在压力 不太高时，不仅是温度的函数，而且与气化率有关。 不太高时，不仅是温度的函数，而且与气化率有关。 不仅是温度的函数
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第一节 蒸气压和沸程 （4）烃类和石油窄馏分：可以用各种蒸气压方程式计算其不 烃类和石油窄馏分： 同温度、压力下的饱和蒸气压.常用的方程是拟合Maxwell同温度、压力下的饱和蒸气压.常用的方程是拟合MaxwellBonnell图得到的，可计算石油窄馏分的蒸气压： Bonnell图得到的，可计算石油窄馏分的蒸气压：
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C、含氧化合物 石油中的氧均以有机物形式存在。这些含氧化合物 分为酸性氧化物和中性氧化物两类。酸性氧化物中 有环烷酸、脂肪酸和酚类，总称石油酸。中性氧化 物有醛、酮和酯类，它们在石油中含量极少。含氧 化合物中以环烷酸和酚类最重要，特别是环烷酸， 约占石油酸总量的90%，而且在石油中的分布也很 特殊，主要集中在中间馏分中（沸程约为250～ 350℃），而在低沸馏分或高沸馏分中含量都比较 低。 酸类也有强烈的气味，具有腐蚀性。但可作为消毒 剂，还是合成纤维、医药、染料、炸药等的原料。
2．特性因数 15.6 特性因数的定义为： K＝1.216T1/3／ d 15.6 式中： T — 烃类的沸点、石油或石油馏分的立方 平均沸点或中平均沸点，K。 不同烃类的特性因数是不同的。烷烃的最高，环烷 烃的次之，芳香烃的最低。 含烷烃多的石油馏分的特性因数较大，约为12.5～ 13.0；含芳香烃多的石油馏分的较小，约为10～11； 一般石油的特性因数在9.7～13之间。

二、 石油及其产品的物理性质 （一）蒸发性能 1．蒸汽压 石油及石油馏分的蒸汽压不仅与温度有关，而且与 气化率（或液相组成）有关，在温度一定时，气化 量变化会引起蒸汽压的变化。 油品的蒸汽压通常有两种表示方法：一种是油品质 量标准中的雷德（Reid）蒸汽压，是在规定条件 （38℃、气相体积与液相体积之比为4:1）下测定 的；另一种是真实蒸汽压，指气化率为零时的蒸汽 压。
主要内容:
第一节 石油及其产品的组成和性质
第二节石油产品分类和石油产品的使用要求 本章小结
第一节
石油及其产品的组成和性质
各类原油的主要外观性质
一、石油的一般性状及化学组成 1、石油的外观性质
性状 影响因素 胶质和沥青质含量 越多，石油的颜色 越深 胶质、沥青质含量 多，石油的相对密 度就大 常温下石油中含蜡 量少，其流动性好 含硫量高，臭味较 浓 常规原油 大部分石油是 黑色，也有暗 绿或暗褐色 一般在0.80～ 0.98之间 一般是流动或 半流动状的粘 稠液体 特殊原油 我国原油
颜色
显赤褐、浅黄 四川盆地：黄绿色 色，甚至无色 玉门：黑褐色 大庆：黑色 个别高达1.02 或低到0.71 一般在0.85～0.95 之间，属于偏重的 常规原油
相对密度
流动性 气味
个别是固体或 蜡含量和凝固点偏 半固体 高，流动性差 含硫相对较少，气 味偏淡
有程度不同的臭味
我国几种原油的主要物理性质
0.8837 57.1 36 22.8 < 0.1 6.7 0.0097 0.31 0.38 15.0 0.7
0.8466 10.32 33 19.7 0 3.8 — 0.52 0.17 3.3 2.4
0.8197 2.72 16.5 18.6 0 0.90 0.014 0.03 0.05 0.50 0.03
少量元素 （S、N、O）
微量金属、非金 属元素（30 余种）
*含量均为质量分数
金属元素和非金属元素含 量甚微，大约在10-6～ 10-9级
大多数原油Ni多，V少
3.石油的烃类组成 石油中的烃类主要是由烷烃、环烷烃和芳香烃这三 种烃类构成 。 1）烃类类型及分布规律
石油及其馏分中烃类类型及其分布规律
大庆 原油名称 胜利 孤岛 辽河 华北 中原 新疆吐哈 鲁宁管输
密度(20℃) g/cm3
运动黏度(50℃) mm2/s 凝点 ℃ 蜡含量(质量，%) 庚烷沥青质(质量，%) 残碳(质量，%) 灰分(质量，%) 硫含量(质量，%) 氮含量(质量，%) 镍含量 μg/g 钒含量 μg/g
0.8554 20.19 30 26.2 0 2.9 0.0027 0.10 0.16 3.1 0.04
烷烃
环烷烃 （只有五 员、 六员 环）
2）烃类的性质及用途
在一般条件下，烷烃的化学性质很不活泼， 不易与其它物质发生反应 环烷烃的抗爆性较好、凝点低、有较好的润 滑性能和粘温性，是汽油、喷气燃料及润滑 油的良好组分。 芳香烃抗爆性很高，是汽油的良好组分，常 作为提高汽油质量的调合剂
0.9005 83.36 28 14.6 <1 6.4 0.02 0.80 0.41 26.0 1.6
0.9495 333.7 2 4.9 2.9 7.4 0.096 2.09 0.43 21.1 2.0
0.9204 109.0 17(倾 点) 9.5 0 6.8 0.01 0.24 0.40 32.5 0.6
结构 烃类类型 正构烷烃（含量高） C1～C4：气态 C5～C15：液态 异构烷烃（含量低， C16 以上为固 且带有二个或 态 三个甲基的多） 环戊烷系（五碳环） 单环、双环、 三环及多 环，并以 并联方式 环己烷系（六碳环） 为主 单环芳烃 双环芳烃 芳香烃 三环稠合芳烃 四环稠合芳烃 烷基芳烃 并联多（萘 系）、串 联少 菲系多于蒽系 蒎系等 1．C1～C4是天然气和炼厂气的主要成分； 2．C5～C10存在于汽油馏分（200℃）中； 3．C11～C15存在于煤油馏分（200℃～300℃）中； 4．C16以上的多以溶解状态存在于石油中，当温度降低 ，有结晶析出，这种固体烃类为蜡。 1．汽油馏分中主要是单环环烷烃（重汽油馏分中有少 量的双环环烷烃）； 2．煤油、柴油馏分中含有单环、双环及三环环烷烃， 且单环环烷烃具有更长的侧链或更多的侧链数目； 3．高沸点馏分中则包括了单、双、三环及多于三环的 环烷烃。 1．汽油馏分中主要含有单环芳烃； 2．煤油、柴油及润滑油馏分中不仅含有单环芳烃，还 含有双环及三环芳烃； 3．高沸馏分及残渣油中，除含有单环、双环芳烃外， 主要含有三环及多环芳烃 特征 分布规律
第一章 石油及其产品的性质
知识目标： 了解石油一般性状、元素组成、烃类组成、馏分组成和非烃 类组成； 了解石油产品的分类；润滑油、沥青、石蜡、石油焦等石油 产品的规格指标以及它们与产品组成之间的关系； 了解各类型发动机的工作原理； 熟悉石油及其产品的一般物理性质； 初步掌握我国原油主要特点。 掌握汽油、柴油、航空煤油等石油燃料的性能指标，使用要 求，产品质量标准等；
2．馏程与平均沸点 常用的馏程测定方法有实沸点蒸馏与恩氏蒸馏 实沸点蒸馏适用于原油评价及制定产品的切割方案， 恩氏蒸馏馏程常用于生产控制、产品质量标准及工 艺计算 平均沸点的概念，用于设计计算及其它物性常数的 求定。平均沸点有五种表示方法，分别是体积平均 沸点、质量平均沸点、立方平均沸点、实分子平均 沸点、中平均沸点 。
（五）油品的热性质 比热 ：油品的比热随密度增加而减小，随温度升高 而增大。 气化潜热 ：汽油的气化潜热约为290～315kJ／kg， 煤油的为250～270kJ／kg，柴油的为230～250 kJ/kg，润滑油的为190～230kJ／kg。 焓 ：油品的焓与其化学组成有关。在相同温度下， 油品的密度越小，特性因数越大，其焓值越高。 燃烧热：石油馏分的热值随其密度增大而下降，一 般净热值约为40～44MJ／kg。
b、含氮化合物 石油中的氮化物大多数是氮原子在环状结构中的杂 环化合物，主要有吡啶、喹啉等的同系物（统称为 碱性氮化物）及吡咯、吲哚等的同系物（统称为非 碱性氮化物）。石油中另一类重要的非碱性氮化物 是金属卟啉化合物，分子中有四个吡咯环，重金属 原子与卟啉中的氮原子呈络合状态存在。 当油品中含有氮化物时，储存日期稍久，就会使颜 色变深，气味发臭，这是因为不稳定的氮化物长期 与空气接触氧化生成了胶质。氮化物也是某些二次 加工催化剂的毒物。
（六）油品的其它物理性质 折射率（折光率） ：在其它条件相同的情况下，烷 烃的折射率最低，芳香烃的最高，烯烃和环烷烃的 介于它们之间。对环烷和芳香烃，分子中环数愈多 则折射率愈高。 含硫量 ：含硫量是指油品中含硫元素的质量百分数。 胶质、沥青质和蜡含量 残炭值 ： 残炭与油品的化学组成有关。生成焦炭 的主要物质是沥青质、胶质和芳香烃，在芳香烃中 又以稠环芳香烃的残炭最高。
2．低温性能 油品在低温下失去流动性的原因有两种：粘温凝固 ； 构造凝固 油品低温流动性能包括浊点、冰点、结晶点、倾点、 凝点和冷滤点等 油品的低温流动性与其化学组成有密切关系。油品 的沸点愈高，特性因数愈大或含蜡量愈多，其倾点 或凝点就愈高，低温流动性愈差。
（四）燃烧性能 油品的燃烧性能主要用闪点、燃点和自燃点等来描 述。 油品的沸点越低，其闪点和燃点越低，而自燃点越 高。含烷烃多的油品，其自燃点低，但闪点高。 闪点、燃点和自燃点对油品的储存、使用和安全生 产都有重要意义，是油品安全保管、输送的重要指 标，在储运过程中要避免接近火源与高温。
d、胶状沥青状物质 胶质一般能溶于石油醚（低沸点烷烃）及苯，也能 溶于一切石油馏分。胶质有很强的着色力，油品的 颜色主要来自胶质。胶质受热或在常温下氧化可以 转化为沥青质。沥青质是暗褐色成深黑色脆性的非 晶体固体粉末，不溶于石油醚而溶于苯。胶质和沥 青质在高温时易转化为焦炭。
5、石油的馏分组成 蒸馏（或分馏）就是根据各组分沸点的不同，用蒸 馏的方法把石油“分割”成几个部分，这每一部分 称为馏分。从原油直接分馏得到的馏分称为直馏馏 分，其产品称为直馏产品。 沸点＜200℃的馏分称汽油馏分或低沸馏分；200～ 350℃的馏分称煤、柴油馏分或中间馏分；350～ 500℃的馏分称减压馏分或高沸馏分；大于500℃的 馏分为渣油馏分。
0.8937 37.8 26.0 15.3 0 5.5 — 0.80 0.29 12.3 1.5
2.石油的元素组成 石油主要由碳、氢两种元素以及硫、氮、氧 及一些微量金属、非金属元素组成。
原油中元素组成的质量分数
原油元素组成 主要元素 （C、H） 常规原油中元素含量* C：83%～87% H：11%～ 14% 合计：96%～99% S： 0.06% ~ 0.8% N：0.02% ~ 1.7% O：0.08% ~ 1.82% 合计：1%～4% 特殊原油 我国原油 H/C原子比高，油品轻 油收率高 委内瑞拉（博斯坎） 含S量偏低，多数<1% 含N量偏高，多数>0 原油含硫量高 达5.7%；阿尔 ．3%石油的非烃组成 石油中的非烃化合物主要指含硫、氮、氧的化合物。 非烃化合物在石油馏分中的分布是不均匀的，大部 分集中在重质馏分和残碴油中。 a、含硫化合物 硫在石油中少量以元素硫和硫化氢形式存在，大多 数以有机硫化物形式存在，如硫醇、硫醚、环硫醚、 二硫化物、噻吩及其同系物等。 主要危害是：①对设备管线有腐蚀作用。②使油品 某些使用性能（汽油的感铅性、燃烧性、储存安定 性等）变坏。③污染环境，含硫油品燃烧后生成二 氧化硫、三氧化硫等，污染大气，对人有害。④在 二次加工过程中，使某些催化剂中毒，丧失催化活 性。