油品性质及常用分析方法

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五、中平均沸点
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中平均沸点为立方平均沸点 与实分子平均沸点的算术平 均值。
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• 上述五种平均沸点，除了体 积平均沸点可根据油品的恩 氏蒸馏数据直接计算外，其 它几种按公式计算很难，因 此，通常总是先利用恩氏蒸 馏数据求得体积平均沸点， 然后再根据体积平均沸点利 用图3-4求出其它平均沸点。
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• 第三节 平均沸点
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馏程在原油的评价和油品规 格上虽然用处很大，但在工艺 计算上却不能直接应用，因此 工艺计算上为了要表示某一馏 分油的特征，需要用平均沸点 的概念。它在设计计算及其他 物理性质的求定上用处甚大。
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• 平均沸点有好几种，意义和 用途也不一样，但都是根据 恩氏蒸馏体积平均沸点和斜 率求得，现分别叙述。
在20士 5 ℃的温度范围内，密度 随温度的变化可近似地看作直 线关系，可按下式来求。 ρ t=ρ 20—α （t－20）
• 式中α ——油品密度的平均温度校正系 数，即温度变化1℃时油品密度变化的数 值。 • 当温度变化不大时，α 只随油品的密度 不同而变化，其值见表1－6。
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一般在非极高的压力下，压 力对液体油品密度的影响，可 以忽略不计。但在高温、高压 条件下，压力对液体密度就有 一定的影响，此时应进行校正。
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第一节 蒸气压 在某一温度下，液体与其液面 上的蒸气呈平衡状态时，由此蒸 气所产生的压力称为饱和蒸气压， 简称蒸气压。
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• 蒸气压的高低表明了液体中 分子逃离液体汽化或蒸发的能力， 蒸气压越高的液体越易于汽化。
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一、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。
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• 石油产品标准测定方法中规定 20℃密度为石油产品的标准密度， 以ρ 20表示，以代替原来的标准 相对密度d420，在数值上，ρ 20与 d420是相等的，但是它们的物理 意义和单位则不同。
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• 二、液体油品密度与温度、压力 的关系
• 温度升高时，油品体积就会 膨胀，因而它的密度减小。
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例1－8 用已知ρ 20＝ 0.8400 g／ cm3的煤油测某一同体积粘性油品的 密度，测得混合油品密度为ρ 混 =0.8900 g／cm3，求粘性油品的密度 ρ 粘。
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• 解：粘性油品的密度 • ρ 粘=2ρ 混-ρ 煤＝2 × 0.8900－ 0.8400=0.94 g／cm3
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• 雷德蒸气压是在38℃汽相体积： 液相体积=4：1的条件下测得的， 因此，它完全是条件性的，在测 定过程中，必须严格按照规定的 操作条件进行。雷德蒸气压常用 于油品（主要是汽油和原油）规 格中来表示油品的蒸发性。
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• 第二节 馏程（沸程）
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• 对于纯化合物，在一定外 压下，当加热到某一温度 时，其饱和蒸气压与外界 压力相等时的温度称为沸 点。在外压一定时，沸点 是一个恒定值。
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• 体积平均沸点主要用来求定 其他难以直接测定的平均沸 点。
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二、重量平均沸点 • 重量平均沸点为各组分重量 百分数和相应的馏出温度的 乘积之和。
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三、实分子平均沸点
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实分子平均沸点为各组分摩 尔分数和相应的沸点乘积之 和。
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四、立方平均沸点
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立方平均沸点为各组分体积 百分数乘以各组分沸点（K） 的立方根之和再立方。
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例1－4 已知某汽油的恩氏蒸馏数据如 下： • 体积，％ 初馏点 10 20 30 40 50 60 70 80 90 干点 • 温度，℃ 42 78 109 126 137 145 151 159 168 180 196 • 计算其斜率。
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• 解：斜率（tgα ）=(90％馏出 温度一10％馏出温度)/（9010） • =（180-78）/（90-10） • =1.27℃/%
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恩氏蒸馏是粗略的蒸馏，得到 的馏分组成结果是条件性的， 它不能代表馏出物的真实沸点 范围，所以它只能用于油品馏 程的相对比较，或大致判断油 品中轻重组分的相对含量。
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根据馏分组成数据，以馏出 温度为纵坐标，馏出体积百 分数为横坐标作图，得到的 曲线称为恩氏蒸馏曲线
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• 在工艺计算中常用到恩氏蒸馏曲 线的斜率（tgα ），其表示方法 是。 • 斜率（tgα ）=(90％馏出温度一 10％馏出温度)/（90-10） • 馏分越宽，其斜率值也越大。
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四、混合油品的密度 • 当两种或更多的油品混合时， 混合油品的密度可按加和性 进行计算，即按比例取其平 均值：
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• ρ 混=ρ 1v1+ρ 2v2+……ρ ivi • 式中 ρ 1、ρ 2……ρ i混合油品中各 组分的密度，g／cm3； • v1、v2……vi 混合油品中各组分的 体积分率。
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• 二、石油馏分的蒸气压
• 石油馏分是各种烃类的复杂混合物， 其蒸气压不仅与温度有关，还与油品 的组成有关。而油品的组成是随汽化 率不同而改变的。因此，石油馏分的 蒸气压也因汽化率不同而不同。在 温度一定时，油品的汽化率越高，则 液相组成就越重，其蒸气压就越小。
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• 石油馏分蒸气压通常有两种情 况：一种是其汽化率为零时的 蒸气压，也即是泡点蒸气压， 或者叫做真实蒸气压，一般说 的蒸气压即指的这种情况。另 一种是所谓的雷德蒸气压，它 是在特定的仪器中，在规定的 条件下测得的条件蒸气压。
• 第五节 特性因数
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•
为表示石油馏分化学组成的 特性，特引出特性因数的概念。 所谓特性因数，是把相对密度 与平均沸点关联起来，说明油 品化学组成特性的一个复合参 数。
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特性因数可用下式表示：
• K＝1.216× T1/3 /d15.615.6 • 式中 K——石油馏分的特性因数。 • T——沸点，K。对石油馏分来说， 最早用的是分子平均沸点，以后改用立 方平均沸点，近来又建议用中平均沸点。 • d15.615.6——该馏分在15.6℃时的相 对密度。
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根据这一道理，当油品粘度 很大又难以直接测定其密度时， 可用等体积已知密度的煤油与 之混合稀释，然后测定混合油 品的密度，再利用下式即可求 出该粘度较大的油品的密度。
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• ρ 粘=2ρ 混-ρ 煤 • 式中 ρ 粘——粘度较大油品的密度，g／ cm3； • ρ 混——混合油品的密度，g／cm3； • ρ 煤——煤油的密度，g／cm3。
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油品从初馏点到干点这一温度 范围称为馏程或沸程。温度范围 窄的称为窄馏分，温度范围宽的 称为宽馏分。低温度范围的馏分 称为轻馏分，高温度范围的馏分 称为重馏分。蒸馏温度与馏出量 之间的关系称为馏分组成，它是 油品质量的重要指标。
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油品的馏程大致如下：
•
• • • • •
汽油 40～200℃ 煤油 200～300℃ 航空煤油 130～250℃ 轻柴油 250～350℃ 润滑油 350～520℃ 重质燃料油 ＞520℃
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• 第四节 密度和相对密度
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一、油品的密度和相对密度 单位体积油品的质量称为 油 品 的 密 度 。 通 常 以 g／ 3、kg／m3。 为 单 位 ， cm 以ρ 表示。
• ρ ＝m／ V • 式中 m——物质的质量，g或kg • V——物质的体积，cm3或m3
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液体油品的相对密度是其密度 与规定温度下水的密度之比。通常 以d表示，因为水在4℃时的密度为 1g／cm3，所以常以4℃水作为基准. 将温度为t℃时油品的密度和4℃水 的密度之比称为油品的相对密度， 写成d4t。相对密度是无量纲的量， 而密度是有量纲的量。
二、油品性质及常用分析方法
•石油及油品的物理性质是科学研究和 生产实践中评定油品质量和控制加工过 程的重要指标，也是设计和计算石油加 工过程的必要数据。
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•油品的物理性质和其化学组成及 结构有密切的关系，通过物理性 质，也可以大致判断油品的化学 组成。
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•由于油品是各种化合物的复杂混合物， 因此其物理性质是组成它的各种烃类和 非烃类化合物的综合表现。与纯物质的 性质不同，油品的物理性质往往是条件 性的，离开了测量的方法、仪器和条件， 这些性质就没有意义，所以为了便于比 较油品质量，往往用标准的仪器，在特 定的条件下测定其物理性质的数据。
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•
石油馏分是烃类的复杂混合物， 研究证明，纯烃的规律也完全适用 于石油馏分，即油品的K值低，说 明它含芳香烃多，K值高，说明它 含烷径多。一般含芳烃多的油品， K值在9.7～11.00，含烷烃较多的 油品，K值在12.0～13.0，而含环 烷烃较多的油品，其K值在11.0～ 12.0之间。因此，通过K值的大小， 可以大致判断石油馏分的化学组成。
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• 三、油品的密度与组成的关 系
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油品的密度取决于组成它的 烃类的分子大小和分子结构。
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同一原油的各个馏分，随着 沸点上升，分子量增大，密度 也随着增大。但对不同原油的 同一馏分，密度却有较大的差 别，这主要是由于它们的化学 组成不同所致。
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• 当碳原子数相同时，芳烃的密度 最大，环烷烃次之，烷烃最小。 因此，当石油馏分的密度相同时， 含芳烃越多密度越大，含烷烃越 多密度越小，因而通过密度的数 据大致可判断油品中哪种烃类的 含量较多。
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• 在欧美各国，常以比重指数 （º API）来表示油品相对密 15.6的关系式如下： 度。它与d15.6 •º API=141.5/ d15.615.6-131.5
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• 例1－6 汽油的d420为0.7439，求它的 d15.615.6和º API。
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