石油物性
第一章 原油物性基础知识及原油安全防护知识
第一章原油物性基础知识及原油安全防护知识【要点】1、原油化学组成与理化性质。
（0.5学时）2、原油物性基本概念。
（0.5学时）3、原油分类方法。
（0.5学时）4、输油工作中常见原油物性分析标准、一般操作与注意事项。
（1学时）5、原油火灾危险性。
（0.5学时）6、原油火灾消防技术。
（1学时）7、原油防火防爆、防静电与防毒。
（1学时）第一节概述教材：《储运油料学》、《原油管道输送技术》P1~4及相关标准【案例】1.严格意义上的原油与石油有区别吗？2.原油含水对输油生产有那些具体影响？3.为什么要了解原油性质？4.石蜡和地蜡哪个熔点高？5.原油的元素组成和化学组成。
6.火灾的分哪几类？7.石油产品火灾危险性分类。
1、石油的一般特性石油是地下开采出来的油状可燃液体，未经加工的石油通常又称为原油，它是多种烃类（烷烃、环烷烃、芳香烃）和非烃类化合物（含S、O、N的化合物）的复杂混合物。
其平均含碳量为84～87%，含氢量11～14%，密度一般小于1.0g/cm3，热值一般为43542.7～46054.8kJ/kg。
2、石油的稳定石油从矿井采出后，需经矿场脱水、脱盐、稳定处理，也就是说商品原油与石油还是存在一定差异的。
原油稳定是降低原油蒸发损耗的重要措施。
原油稳定的原理是改变温度和压力分离轻组分，即从原油中脱出C1～C4组分，（常温常压下的气态组分），降低原油的饱和蒸汽压，使其在常温常压下能较稳定地储存于油罐中，减少油气蒸发损耗，同时，稳定时脱出的轻组分还可加以利用。
稳定原油的饱和蒸汽压一般应低于0.1MPa，（小于当地大气压），C4的挥出率小于5%。
从原油中脱出轻组分的多少即原油稳定深度。
稳定深度越大，设备越复杂，投资越大，原油收率降低，质量下降。
故常用原油蒸汽压来衡量。
在常温和最高储存温度下，原油蒸汽压一般< 0.07MPa，C5的脱出率应小于原油中C5的5%（重量比）。
不同国家的原油稳定深度要求不同，例如60℃时稳定原油的蒸汽压：中国<0.1MPa，美国<0.07 MPa，前苏联<0.065 MPa。
化工导论第三章
3.3.2 烃类裂解过程的二次反应 ● 烃类裂解二次反应指乙烯、丙烯继续反应生成炔 烃、二烯烃、芳烃和焦炭的反应。 烯烃的聚合、环化、缩合等反应 2C2H4 → C4H6 + H2 C2H4+ C4H6 → 苯+ H2 烯烃的生碳和生焦反应 C2H4 → C2H2 →方法和裂解炉
裂解方法分类
间接加热 最常用方法， 占99%
管式炉裂解 固定床 固体热载体 蓄热炉 砂子炉
流化床
熔盐炉
烃类裂解法
直接加热
液体热载体 气体热载体
高温蒸气裂解
自供热
部分氧化裂解
烃类热裂解流程图
裂解炉主要工艺设备要求： ① 管材要有较高的耐温性； ② 能迅速给烃类物质提供大量热； ③ 降温快。 3.3.4 裂解产物的急冷操作 ① 高温裂解气迅速降温，避免反应时间过长； ② 裂解产物初步分离； ③ 回收废热。
2、简述环氧乙烷生产的主要步骤和每个步骤的目的， 写出主要反应方程式。
可得到很多极有价值的衍生物。
3.5
石油化工系列产品
聚合
聚乙烯
环氧乙烷
塑料薄膜、成型制品
氧化
乙二醇
二氯乙烷 氯乙烯
涤纶、防冻剂、溶剂
乙烯
加氯
工程塑料、氯纶纤维
丙烯
共聚
乙丙橡胶
电线、电缆
3.5
3.5.1
石油化工系列产品
烯烃系列产品和用途
（2）丙烯 丙烯分子中含有双键和 α- 活泼氢而具有很高 的化学反应活性。在工业生产中，利用丙烯的加 成、氧化反应、羰基化、烷基化以及聚合反应， 可相应地合成一系列有机化工产品。
聚合
聚丙烯
丙纶、胶片、树脂制品
氧化
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。
原油物性
重油是原油提取汽油、柴油后的剩余重质油，其特点是分子量大、粘度高。
重油的比重一般在0．82～0．95，比热在10,000～11,000kcal／kg左右。
其成分主要是炭水化点物素，另外含有部分的（约0．1～4％）的硫黄及微量的无机化合物。
因为原油是混合物，因各种物质含量不同那么他的燃烧值是有所不同的，也确定不了比热的。
原油的性质包含物理性质和化学性质两个方面。
物理性质包括颜色、密度、粘度、凝固点、溶解性、发热量、荧光性、旋光性等；化学性质包括化学组成、组分组成和杂质含量等。
密度：原油相对密度一般在0.75～0.95之间，少数大于0.95或小于0.75，相对密度在0.9～1.0的称为重质原油，小于0.9的称为轻质原油。
粘度：原油粘度是指原油在流动时所引起的内部摩擦阻力，原油粘度大小取决于温度、压力、溶解气量及其化学组成。
温度增高其粘度降低，压力增高其粘度增大，溶解气量增加其粘度降低，轻质油组分增加，粘度降低。
原油粘度变化较大，一般在1～100mPa•s之间，粘度大的原油俗称稠油，稠油由于流动性差而开发难度增大。
一般来说，粘度大的原油密度也较大。
凝固点：原油冷却到由液体变为固体时的温度称为凝固点。
原油的凝固点大约在-50℃～35℃之间。
凝固点的高低与石油中的组分含量有关，轻质组分含量高，凝固点低，重质组分含量高，尤其是石蜡含量高，凝固点就高。
含蜡量：含蜡量是指在常温常压条件下原油中所含石蜡和地蜡的百分比。
石蜡是一种白色或淡黄色固体，由高级烷烃组成，熔点为37℃～76℃。
石蜡在地下以胶体状溶于石油中，当压力和温度降低时，可从石油中析出。
地层原油中的石蜡开始结晶析出的温度叫析蜡温度，含蜡量越高，析蜡温度越高。
析蜡温度高，油井容易结蜡，对油井管理不利。
含硫量是指原油中所含硫(硫化物或单质硫分)的百分数。
原油中含硫量较小，一般小于1%，但对原油性质的影响很大，对管线有腐蚀作用，对人体健康有害。
根据硫含量不同，可以分为低硫或含硫石油。
石油的化学组成及物性
石油的化学组成及物性一、外观和元素组成淡黄到黑色，流动或半流动的粘稠液体，相对密度一般都小于1。
绝大多数石油相对密度：0.8-0.98。
石油主要由烃类（烷烃、环烷烃和芳香烃）构成。
碳含量83-87％，氢含量11-14％。
另外，还包括非烃类化合物，以各种含硫、氮、氧化合物以及胶状、沥青状物质存在。
我国原油的几大特点：1。
属较重原油；2。
凝点及含蜡量均较高；3。
大部分原油硫含量很低，含氮量偏高；4。
钒含量很低，但镍含量略高。
5。
汽油馏分少，渣油多。
二、直馏馏分的烃类组成同一原油中，随着沸程的增高，烃类含量降低而非烃类含量增高。
常温常压下，C1-C4烷烃为气态，C5-C15为液态，大于C16则为固态。
石油烷烃包括正构烷烃和异构烷烃，正构烷烃一般含量都很高，尤其是石蜡基原油。
一般说，随着沸点的增高，这两种烷烃的含量均逐渐降低。
石油中大量存在的只有环戊烷（五碳环烷系）和环己烷（六碳环烷系），包括单环、双环和多环。
苯系芳香烃在石油中也普遍存在。
随着馏分沸点的增加，其分子量、碳原子数及出现的环数均增加。
在石油整个沸点范围内中各族烃的分布从石油中分离出来的固态烃类在工业上称为蜡。
其中结晶较大，一般呈板状结晶的称石蜡，另一种呈细微结晶的微晶形蜡称为地蜡。
从来源上，石蜡通常由柴油和润滑油馏分中分离出来，地蜡从重润滑油馏分及石油减压渣油中分离出来。
因此，地蜡比石蜡有更高的分子量。
从化学组成上看，石蜡的主要成分是正构烷烃，地蜡的组成较为复杂，各种烃都有，以环状烃为主。
从化学性质上看，地蜡比石蜡活泼。
从物理性质上看，熔点相同的情况下，地蜡的分子量、相对密度、粘度等都比石蜡高，未精制前颜色也较深。
存在在石油中的蜡，严重影响油品的低温流动性，对石油的输送和加工及产品质量均有影响。
这一点我们要有充分的认识。
三、非烃化合物及微量元素石油中的非烃化合物主要包括含硫、含氧、含氮以及胶状沥青状物质。
他们的存在对于石油加工、储存和使用都有很大影响。
中国石油a11专业术语
中国石油A11专业术语涉及石油勘探、开采、处理和存储等多个领域，以下是对此专业术语的介绍：
A11专业术语主要涉及石油储层的描述，包括厚度、物性、含油气性、压力、温度等。
1. 储层厚度：指的是在特定区域内，储存在该层位的石油和天然气层的总厚度。
2. 物性：描述储层中流体流动特性的性质，包括储层的孔隙度、渗透率等参数。
3. 含油气性：通常用储层的产油气能力来评价，包括产能、产水性、油质等。
4. 压力和温度：储层中的压力和温度可以反映地下的能量状况，对判断储层潜力有重要参考价值。
5. 沉积相：指的是沉积岩沉积时的物理环境，对石油勘探和开采有重要影响。
6. 构造背景：指的是地质构造对地下油气储层的影响，如断层、背斜等构造对油气运移和聚集的影响。
7. 井身结构：指的是井的深度、角度、孔径等参数，影响开采效率和成本。
8. 地震勘探：通过地震波在地下的传播特性来探测地下地质构造和石油储层的方法。
9. 精细勘探：是一种更高级的勘探方法，通过对数据的精细分析，可以发现低阻油藏等不易发现的储层。
10. 开发方案：根据储层的特点和开采条件，制定相应的开采方案，包括开采方式、注水方式等。
在A11专业领域，中国石油还广泛应用了各种新技术和新方法，如水平钻井、多级压裂等，以提高开采效率和降低成本。
同时，中国石油还注重对储层特征的定量分析和预测，以更好地把握地下资源的潜力。
总的来说，中国石油A11专业术语涵盖了从石油勘探到开采处理和存储等多个环节的专业知识，需要综合考虑地质、地球物理、工程、经济等多个方面的因素，以制定合理的开采方案，实现资源的有效利用和可持续发展。
石油物性第五讲-临界性质
石油烃类的临界性质
影响静态法测定准确性因素： 1）T、P测定精度
2）相状态的观察准确性
3）半封闭管以汞作传递介质的问题，因温度高，汞 蒸汽影响结果，对烃类混合物，汞分压：
PHg 3037 .6 5.92822 ( Psia) T
4）试样脱气的影响
试样饱和了空气，如不脱气产生以下影响：
l l 高温下，试样与空气发生氧化反应 产生“多组分影响”
1、基本假设：
◎ 物质的某性质（如临界性质、粘度等），可由
其分子结构中各基团的有关性质加和得到。
◎ 分子中各基团所作贡献是独立的。
2、代表方法 Riedel Lyderson Ambrose Joback等。
石油烃类的临界性质
3、加和通式
石油烃类的临界性质
方法
Q
Tc
a 0.574
0
Pc
b 0
0
Vc
以上两式联接,迭代,先估初值Pc计算ω,再代入计 算Pc，得到新Pc反复迭代，需知M、Tc。
石油烃类的临界性质
6、Lee-Kesler式 以API数据为基础，计算石油馏分的Tc,Pc(Psia)
15 15 15 TC 341 .7 811d15..66 (0.4244 0.1174 d15..66 )Tb (0.4469 3.2623 d15..66 ) 10 5 / Tb
应用：
丙烷脱沥青的溶剂回收 注气混相驱油（CO2的利用） 超临界萃取、干燥 超临界反应（污水处理，超临界水反应）
石油烃类的临界性质
一、临界现象
（一）纯烃（纯物质）
1、纯物质的TC、PC是气—液共存时的最高温度和压 力。 当温度大于临界温度时，无论加多大压力都不能液
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石油物性第一次作业
1.雾霾产生的基本体制：
雾霾，从表面的层次上不能看出，可以细分为雾和霾两部分。
雾霾其实就是一种特殊的气溶胶。
气溶胶（aerosol）是指由固体或液体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系。
雾霾就是空气中的灰尘、硫酸、硝酸或者是有机碳氢化合物颗粒物分散悬浮在液态水或冰晶组成的雾中，这样就组成了所谓的气溶胶系统。
而且硫酸硝酸等这些粒子有一部分就是我们所相关的气煤柴油燃烧所生成的，所以治理好雾霾也与我们的产品油的品质有关。
SO2、NOx以及可吸入颗粒物这三项是雾霾主要组成，前两者为气态污染物，最后一项颗粒物才是造成我们看似灰蒙蒙的霾的主要原因所在。
所以，治理点也应该放在治理有毒细颗粒物上，比如说减少工业排放的废气，北方冬天燃煤，汽车尾气等要加以控制，因为这些都会产生大量的有毒颗粒物。
2.消除雾霾的有效方法：
从雾霾的理化特性来看，消除雾霾最有效的方法就是破坏这层气溶胶。
气溶胶的消除，主要靠大气的降水、小粒子间的碰并、凝聚、聚合和沉降过程。
这是气溶胶消除的基本原理，应用到实际情况下，如果这种粗分散体质在一个巨大的引力场下，溶胶就会自己进行破坏。
接下来一些是我的猜想，我觉得形成雾霾的时候比一些小的固体颗粒堆积在一起更容易治理一些，因为形成的雾霾是一种气溶胶，我们只要破坏了溶胶就可以治理雾霾，破除溶胶的方法我所了解有加热或者加入带想反电荷的溶胶体，显然，加热空气的方法不是非常的现实，但是溶胶既然是带电的，那或许可以在一个外加电厂的条件下给它分离，但是电厂消耗的能耗又不敢估算。
还有，一些空气净化器产品据说可以消除雾霾，高效的活性炭滤网结合长距离的气流喷射，然后在滤网内锁住空气污染物。
这种方法显然是可行的，但是回归到这么大空间的大气，去哪里找一个如此大的滤网和气流呢。
所以，归根结底，还是要从源头出发来治理，治理雾霾最主要的方法是减少排放。
与我们专业息息相关的就是。
各种化石能源的大规模使用是造成雾霾天气的最主要原因。
现在的发电技术还是依靠燃烧煤来发电，而实际上被燃烧的煤只有
不到30%被转化成了电能，其余的都被排放了。
汽车、轮船等机械需要石油，同样的，发动机也只是将不足30%的石油转化成了动力，其余的也都被排放了。
也就是说我们使用能源是“大手大脚”的，真正拿来利用的还不到5成，剩下的都排出。
减少能源的使用是不现实的，而清洁能源远不能满足需求，且价格昂贵。
如果可以提高现有能源环境的利用率，自然而然的也就减少了排放，能源问题会同时得到解决，人类社会也会得到可持续的发展。
所以，就需要我们来改进石油原料怎么样才能够提高它们的利用率。
3.汽柴油使用对雾霾的贡献差异：
汽车排放尾气是造成雾霾的罪魁祸首之一，机动车占PM2.5贡献的30%；而且这里面又有很大的不同，汽油和柴油对雾霾的贡献也是有差异的。
随着国家对汽油标准的提高，汽油越来越清洁，据资料显示，汽油每增加一个标准，污染物的排放就可以减少30%到50%；根据国五标准，汽油乘用车每公里排放的污染物为：PM需小于0.0045g；碳氢化合物需小于0.068g；氮氧化物需小于0.06g；一氧化碳小于1g。
根据TRACI数据，对应是这样的，每g二氧化硫等效于0.061g PM2.5，每g氮氧化物等效于0.0072g PM2.5，每g一氧化碳等效于0.00036g PM2.5，每g碳氢化合物等效于0g PM2.5。
根据《2016年中国机动车环境管理年报》，2015年，仅占机动车总量12.6%的柴油车其氮氧化物(372.0万吨)和颗粒物(53.6万吨)排放量分别占机动车排放总量的69.0%和99%以上。
还有一个经常用来引用的对比，1辆国三柴油车排放的PM2.5相当于200辆国四小汽车的PM排放量，毋庸置疑PM是产生雾霾的元凶。
由此不难看出，很少的柴油汽车就会对我们现在耐心呵护的生态环境造成非常严重的影响。
排出非常多的可吸入颗粒物，相对比较起来，不标准的柴油对雾霾的影响是巨大的，占据机动车尾气排放的主要责任。
现在可以做的就是在柴油车尾气增加尿素罐来吸收尾气，全民都应该遵守国家的一些规定，维护我们赖以生存的环境。