第二章 石油及油品的物理性质

油品的物理性质
蒸汽压：某温度下，液体与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
蒸汽压。

它表示液体蒸发和汽化的能力，蒸汽压越高，液体越易汽化。

馏程（沸程）：当油品在恩氏蒸馏设备中按规定条件加热时，最先气化蒸馏出来的是一
些沸点低的烃类。

流出第一滴冷凝液时的气相温度称为初馏点。

在蒸馏过程中，烃类分子按其沸点高低依次逐渐蒸出，气相温度也逐渐升高，当蒸馏到最后达到的最高气相温度称为终馏点或干点。

油品从初馏点到干点的温度范围称为馏程或沸程。

油品的大致馏程：
汽油40—200℃煤油200—300℃
航空煤油130—250℃柴油250—350℃
润滑油350—520℃重质燃料油＞520℃
闪点：代表可燃性液体性质指标之一。

即液体表面的蒸气与空气的混合物与火接触而初
次发生蓝色火焰闪光时的温度
油品的闪点与其馏分组成、化学组成以及压力有关。

油品的沸点范围越低，其闪点越低；油品的闪点随压力增大而增高。

残炭
油品在规定的仪器中隔绝空气加热，使其蒸发、裂解和缩合所形成的残留物，称为残炭。

残炭用残留物占油品的质量分数表示。

残炭是评价油品在高温条件下生成焦炭倾向的指标。

凝点：指油品在规定的试验条件下，被冷却的试样油面不再移动时的最高温度，都以℃表示。

干点：当油品蒸馏到最后达到最高汽相温度称为终馏占或干点。

第一章石油及其产品的化学组成和物理性质原油是从地下开采出来的、未经加工的石油。

原油经炼制加工后得到各种燃料油、润滑油、蜡、沥青、石油焦等石油产品。

了解石油及其产品的化学组成和物理性质，对于原油加工、产品使用以及石油的综合利用等有重要意义。

第一节石油的化学组成一、石油的外观性质石油通常是一种流动或半流动状的粘稠液体。

世界各地所产的石油在外观性质上有不同程度的差别。

从颜色看，大部分石油是黑色，也有暗绿或暗褐色，少数显赤褐、浅黄色，甚至无色。

相对密度一般都小于1，绝大多数石油的相对密度在0.80～0.98之间，但也有个别的高达1.02和低到0.71。

我国主要油田的原油相对密度都在0.85以上。

不同石油的流动性差别也很大，有的石油其50℃运动粘度为1.46毫米2/秒，有的却高达20000毫米2/秒。

许多石油都有程度不同的臭味，这是因为含有硫化物的缘故。

石油外观性质的差异反映了其化学组成的不同。

二、石油的元素组成石油主要由碳（C）和氢（H）两种元素组成，其中碳含量为83～87%，氢含量为11～14%，两者合计为95～99%，由碳和氢两种元素组成的碳氢化合物称为烃，在石油炼制过程中它们是加工和利用的主要对象。

此外，石油中还含有硫(S)、氮(N)、氧(O)。

这些非碳氢元素含量一般为1～4%。

但也有个别例外，如国外某原油含硫高达5.5%，某原油含氮量为1.4～2.2%。

虽然石油中非碳氢元素的含量很少，但是它们对石油的性质、石油加工过程以及产品的使用性能有很大的影响。

石油中除含有碳、氢、硫、氮、氧五种元素外，还有微量的金属元素和其它非金属元素，如钒、镍、铁、铜、砷、氯、磷、硅等，它们的含量非常少，常以百万分之几计(ppm)。

以上各种元素并非以单质出现，而是相互以不同形式结合成烃类和非烃类化合物存在于石油中。

所以，石油的组成是极为复杂的。

三、石油的烃类组成石油主要是由各种不同的烃类组成的。

石油中究竟有多少种烃，至今尚无法说明。

{教育管理}石油及油品的物理性质概述一、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。

1090%10%90--=馏出温度馏出温度斜率斜率越小，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t v （℃）：5t t t t t t 9070503010v ++++=◆质量平均沸点t w （℃）：∑==n1i ii w t w t◆立方平均沸点T cu （K ）：3n1i 3i i cu )T v (T ∑==◆实分子平均沸点t m （℃）：∑==n1i ii m t x t ◆中平均沸点t me （℃）：2t t t cu m me +=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。

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。

【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。