当前位置：文档之家 › 石油及油品的物理性质概述(PPT 81页)

石油及油品的物理性质概述(PPT 81页)

  • 格式：ppt
  • 大小：522.51 KB
  • 文档页数：82

下载文档原格式

  / 82

合集下载

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、天然气、油田水的化学组成和物理性质PPT(共56页)

石油、天然气、油田水的化学组成和物理性质PPT(共56页)

呈元素硫(S)、硫化氢(H2S)、硫醇(RSH)、硫醚(RSR’)、环硫醚、二 硫化物、噻吩及其同系物等形态出现。
石油中所含的硫是一种有害的杂质，因为它容易产生硫化氢、
硫化铁、硫醇铁、亚硫酸或硫酸等化合物，对机器、管道、油罐、
炼塔等金属设备造成严重腐蚀，所以含硫量常作为评价石油质量的
一项重要指标。
8
轻质石油中胶质<5%， 重质石油中胶质可达20%以上。 （3）沥青质
不溶于石油醚。为黑色固体粉末。为含杂原子的高分 子化合物，分子量37000—1000000，是稠环芳香烃和烷基侧 链组成的复杂结构。重质石油中沥青质含量高。
15
组份 油质 苯胶质 酒精-苯胶质 沥青质
族份 饱和烃（烷烃、环烷烃） 芳香烃 非烃 沥青质
1
第1节 石油的化学组成和物理性质
一、概念： 石油：是由各种碳氢化合物与少量杂质组成的、以
液态形式存在于地下岩石孔隙中的可燃有机矿产。 二、石油的化学组成
（一）元素组成 ：C、H S 、O、N
C：84%-87%；H：11%-14% （二）化合物组成：烃类组成占97%-99%，少量非烃。
烃类组成：烷烃、环烷烃、芳香烃. 非烃组成：含S、N、O等杂原子化合物。
(2)压力加大，粘度也随之增加。 (3)分子量小的烷烃、环烷烃含量高，粘度低； 高分子化合物含量高，粘度高； (4)而原油中溶解气量的增加则会使粘度降低。
石油粘度是一个很重要的物理特性，它直接 影响石油流入井中及在输油管线中的流动速度， 所以在油田开采和石油集输方面都有重要意义。
20
按粘度、密度的原油分类
香烃。例如：联苯稠环芳香烃: 是指分子中含两个或多个 苯环，彼此之间通过共用两个相邻碳原子稠合而成的芳香 烃。例如萘、蒽、菲

石油的一般性状、化学组成与物理性质(PPT78张)

石油的一般性状、化学组成与物理性质(PPT78张)

No Image
二、馏分组成与平均沸点
lglg(vta)bmlgT
（一）沸程与馏分组成
（2）恩氏蒸馏曲线的斜率表示从馏出量10%到馏出量90% 之
间，每馏出1%，沸点升高的平均度数。
（3）斜率体现了馏分沸程的宽窄，馏分越宽，斜率越大。
No Image
单位：℃/%
No Image
二、馏分组成与平均沸点
第二章 石油及其产品的组成和性质
本章主要内容 §2.1 石油的一般性状及化学组成 §2.2 石油及其产品的物理性质
lglg(vta)bmlgT
§2.2 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产品 质量和控制生产过程的重要指标， 也是设计和计算石油加工工艺装置 的重要数据。
一、蒸气压
lglg(vta)bmlgT
等时，液体表面和内部同时出现汽化现 象，这一温度成为该液体物质在此压力 下的沸点。 2.沸程: 外压一定时，石油馏分的沸点范 围 ➢在一定温度下，纯液体具有恒定的蒸气 压，沸点恒定 ➢ 石油馏分，沸点有一范围
二、馏分组成与平均沸点 （一）沸程与馏分组成
lglg(vta)bmlgT
3.恩氏蒸馏(ASTM蒸馏）测定馏程的方法
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。
初馏点(Initial Boiling Point，简称IBP) ：当冷凝管流出
第一滴冷凝液时的气相温度
10%、20%、30%……90%点(馏出温度）：馏出体积为
10mL、20mL、30mL……90mL时的汽相温度。
终馏点（End Point）：蒸馏过程中，气相温度升高到一
（一）沸程与馏分组成

lglg(vta)bmlgT

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

化学工程学院
第二节 平均相对分子质量
第二节 平均相对分子质量
石油的平均相对分子质量作用： 进行炼油装置的工艺设计 关联石油的一些物性 研究石油的化学组成
化学工程学院
第二节 平均相对分子质量
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，而各种化合物的相对分子质量又 各不相同，其范围也很宽，所以只能用平均相对分子 质量来表示。
对分子质量较低部分对Mn的影响较大，而Mw主要受
其中的相对分子质量较高部分的影响，一般而言 Mw>Mn。 对于同一体系，Mw/Mn的比值（多分散系数）大小可 表明该分散体系的多分散程度。
化学工程学院
第二节 平均相对分子质量
二、数均相对分子质量的测定方法
沸点上升法
测 定 方 法
蒸气压渗透法 冰点下降法
化学工程学院
第二节 平均相对分子质量
表3-2-1 计算相对分子质量经验公式中的常数与特性因数的关系 特性因数KW a b c 10.0 56 0.23 0.0008 10.5 57 0.24 0.0009 11.0 59 0.24 0.0010 11.5 63 0.225 0.00115 12.0 69 0.18 0.0014
第一节 石油的蒸馏曲线
用蒸馏曲线的斜率来表示该油品沸程的宽窄
90%馏出温度 10%馏出温度 斜率 90 10
斜率越小，表示沸程越窄。
化学工程学院
第一节 石油的蒸馏曲线
用平均沸点来表征油品的汽化性能，其定义如下：
体积平均沸点tv（℃）：
t10 t30 t50 t70 t90 tv 5
渗透压法
化学工程学院
第二节 平均相对分子质量

石油及油品的物理性质

石油及油品的物理性质
2．不同烃类K值的大小 同族的烃K值相近，不同族的烃K值不同 富含烷烃的石油馏分K值为12.5～13.0，富含芳烃的石油馏分K值为10～11
University of Petroleum
T°R=1.8·T°K
对于烷烃来说，支链增加K值下降； 而对于环烷烃和芳烃来说，支链数增加K值增加； 对于芳烃来说，环数增加，K值减小 对于石油馏分，计算K值时温度T为中平均沸点 我过大多数原油具有较高的特性因数：大庆原油K=12.5左右；胜利原油 K=12.1
随着相对密度增大，比重指数的数值下降
Relative density
Specific gravity
University of Petroleum
第12届世界石油会议规定对原油的分类： API度>31.1的原油为轻质原油； API度在31.1～22.3之间，为中质原油； API度在22.3～10.0之间，为重质原油； API度<10.0， 为特重原油。
University of Petroleum
恩氏蒸馏测定器
将100mL油品放入标准的蒸馏瓶中，按规定条件加热，流出第一滴冷凝液时的气相温度称为初馏点，馏出物为10%、20%……90%时的气相温度别别称为10%、20%……90%点，蒸馏到最后所能达到的最高气相温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。
University of Petroleum
二、油品粘度和化学组成的关系 黏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 相同环数和碳数的芳香烃和环烷烃：环烷烃>芳香烃 上述结论说明了液体的运动黏度中包含了分子结构的信息，而且环可以认为是黏度的载体。

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
30
浙江海洋学院
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
浙江海洋学院
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
14
浙江海洋学院
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
6
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℃）
9
浙江海洋学院
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
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

BMCI，又称芳烃指数是一个芳烃性指标， 其值愈大，芳烃性愈高
相关指数BMCI：
BMC t4 vI826743 4073 d.1 17 5 5 ..6 6456.8
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.
K
1.2163 d15.6
15.6
T
• 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
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
（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： 环烷基的原油由于其芳烃含量较高，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。
（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：
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
• 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。
• 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
d4 t d4 20(t2)0
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
relative density
0.90
芳 香烃
0.85
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 9% 0馏出温 1% 0度 馏出温度 90 10
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 t10t30t50t70t90
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
ห้องสมุดไป่ตู้
v3 i
Ti )3
i1
实分子平均沸点tm（℃ ）：
n
t m
(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 vii
i1
1 n wi
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。
xiti
i 1
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
环 烷烃
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
4
d 15 .6 15 .6
表示，二者之间可按下式进行换算（P30）：
d1155..66d240Δd
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：
API 141.5131.5 d15.6
15.6
(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 :
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