石油及其产品的性质(精选)
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
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
石油及其产品的组成和性质
tm
n
X i ti
i 1
4. 汽油馏分的烃类组成
汽油：是沸点低于200℃的馏分，分子量约为80～140。 直馏汽油：天然石油直接蒸馏所得到的汽油称为直馏汽油。 （1）直馏汽油馏分的单体烃组成
见下表1-7 所列为4种原油的直馏汽油中主要单体烃。
（2）直馏汽油的族组成
表1-7 4种原油直馏汽油中主要的单体烃
铁
发生反应。
➢ 催化剂中毒
➢ 影响产品质量
汽油感铅性变坏 油的安定性变坏 油品产生异味
➢ 污染环境,对人类造成威胁
2. 含氧化合物
石油中的含氧量一般在千分之几。
▲分类
酸性氧化物 —— 环烷酸、脂肪酸、酚类等 中性氧化物 —— 醛、酮、脂类等 石油酸
环烷酸 —— 约占石油酸的90% ▲ 我国原油含氮情况——较少
第一节 石油的一般性状及化学组成 第二节 石油及其产品的物理性质
【教学目标】
▪ 知识目标： ▪ 1、了解石油一般形状、元素组成、馏分组成和非烃类组成； ▪ 2、了解石油及其产品的物理性质； ▪ 能力目标：
1、能进行石油及其产品物理性质的测定。 ▪ 2、能进行石油及其产品物理性质的计算及查图方法; ▪ 3、能分析原油及其产品中各种元素、烃类或非烃类化合物的存
压渣油分成饱和分、芳香分、胶质、沥青质四个组分。
（3）结构族组成
结构族组成就是确定复杂分子混合物中这些结构单元 的含量，而不是研究在分子中这些结构单元的结合方式。
方法：把整个石油馏分看成是由某种“平均分子”所 组成。馏分结构族组成情况，用“平均分子”上的环数 或碳原子在某一结构单元上的百分数来表示。其中CA %、 CN %、 CP %、 R T 、R A、R N均对平均分子而言。
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。
2.1石油及其产品的组成和性质
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)
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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)
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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。
石油的组成和性质
第一章石油的组成和性质第一节石油的化学组成一、石油的一般性质石油是从地层深处开采出来的可燃性粘稠液体矿物，常与天然气并存。
从油田开采出来的未经加工的及经过初步处理的石油统称为原油；经过炼油厂炼制后所获得的各种产品则叫石油产品。
石油是多种碳氢化合物的混合物，外观是一种流动或半流动的粘稠液体。
石油因其产地不同，性质上都有不同程度的差异。
从颜色上看，天然石油绝大多数都是黑色的，但也有暗黑、暗绿、暗褐的，而且有些石油是呈赤褐、浅黄乃至无色的。
如我国四川盆地开采出来的原油是黄绿色的，玉门原油是黑褐色的，大庆原油则是黑色的。
石油具有不同的颜色，是因为它们所含的胶质和沥青质的数量不同。
胶质和沥青质含量越多，石油颜色就越深。
绝大多数石油的相对密度介于0.8～0.98之间，但也有例外，如伊朗某石油相对密度高达 1.06，美国加里福利亚州石油相对密度却低到0.707。
石油的相对密度取决于石油中含有重质馏分、胶质、沥青质的多少。
石油中重质馏分、胶质和沥青质多，则石油的相对密度就大，反之相对密度就小。
由于石油里面含有不同数量的硫化物，因此石油都有不同程度的气味。
在常温下，大多数石油是可以流动的液体，但也有的是固体或半固体。
石油的流动性主要取决于石油中含蜡量的多少。
含蜡量少的，常温下呈液体状态，能流动；含蜡量高的，常温下呈固体或半固体。
我国石油一般含蜡量比较高，有的高达30%。
二、石油的化学组成石油的化学组成十分复杂，不同产地甚至同一产地而不同油井的原油，在组成成分上也有一定差异。
1．石油的元素组成组成石油的主要元素是碳和氢，其中碳、氢两种元素占元素总量的96～99%。
此外，石油中还含硫、氮、氧等元素，在石油中的总含量一般在1～4%，但也有个别石油中含量较高。
如墨西哥石油仅硫元素含量就可高达 3.5～5.3%。
大多数石油含氮量甚少，约千分之几到万分之几，但也有个别石油，如阿尔及利亚及美国加里福利亚州石油含氮量达1.4～2.2%。
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
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炼油工艺学
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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
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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
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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。