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1、第一章 石油及其产品的组成和性质,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在，对其产品质量的影响；,第一节 石油的一般性状及化学组成,一、石油的一般性状,石油主要是由碳氢化合物组成的复杂混合物。外观：淡黄黑色，流动或半流动的粘稠液体。如：我国四川盆地开采出来的原油是黄绿色，玉门原油是黑褐色的，大庆原油则为黑色。相
2、对密度：相对密度一般小于1，绝大多数原油的相对密度为0.80.98,属重质原油。含硫量：我国原油一般含硫量较低，大部分含硫量为0.12%1.83%，只有胜利原油的含硫量稍高。,氧化铝吸附色谱的分析数据,表1-1 我国部分油田原油的某些性质,表1-2 我国主要原油的一般性质,表1-3 国外部分原油的一般性质,二、石油的元素组成,1.主要元素：C、H、O、N、S 五种。C、H 占 95%99%(C 83%87%,H 11%14%)S、O、N 及微量元素总共不过 1%4%,但也有除外(美国加利福尼亚N 1.42.2%)。2.微量元素：金属元素：V Ni Cu Pb Ca Ti Mg Na Co锌等。
3、非金属元素：Cl Si P AS 等。微量元素 总共不超过 0.02%0.03%，约30余种。,表1-4 某些石油的元素组成,表1-5 国内外部分原油的硫、氮元素含量,三、石油及其石油馏分的烃组成,1.石油的馏分组成原油是一个多组分的复杂混合物，必须对原油进行分馏。分馏：就是按照组分沸点的差别将原油“切割”成若干“馏分”，每个馏分的沸点范围简称为馏程或沸程。馏分：原油经分馏后馏出的部分，馏分还是一个混合物，只是组分数目比原油少。例如:馏分 沸程 航空煤油 150 280 灯用煤油 200 300 轻柴油 200 350,从常压蒸馏开始馏出的温度(初馏点)到200(或180)之间的轻馏分称为汽油
4、馏分(也称轻油或石脑油馏分)。常压蒸馏200(或180)350之间的中间馏分称为煤柴油馏分或称常压瓦斯油。简称：AGO（atmospheric gas oil）将相当于常压下350500的高沸点馏分称为减压馏分或称润滑油馏分或称减压瓦斯油。简称：VGO（vacuum gas oil）减压蒸馏后残留的500的馏分称为减压渣油。简称：VR（vacuum residue）将常压蒸馏后350的馏分称为常压渣油或常压重油。简称：AR（atmospheric residue）,表1-6 国内外部分原油的馏分组成,2.石油的烃类组成,石油,烃类非烃类,烷烃环烷烃芳香烃,含硫、氮、氧化合物胶质沥青质,烃类：由
5、碳、氢两种元素组成的化合物。非烃类：碳、氢与其它元素组成的化合物。,（1）烷烃：（高达50%70%；低到10%15%）性能：化学性质不活泼；但加热、催化剂作用、光能的条件下能起卤化、磺化、氧化及裂解等反应。存在形式：气态 C1 C4 石油气体中。液态 C5 C15 汽、煤、柴、馏分中。固态 C16以上 溶解或结晶状存在于石油高沸点 馏分中。类型：正构烷烃 石蜡基原油中正构烷烃含量很高。异构烷烃 大多是两个或三个甲基的衍生物。含量：正构烷烃 异构烷烃,石油中的固态烃蜡,石蜡板状结晶 性能：分子量：300500 分子中的碳原子数：2035 相对密度：0.860.94 熔点：3070 软蜡(熔点低于
6、45)中等熔点的蜡(熔点4550)硬蜡(熔点5070),地蜡针状结晶性能:分子量：500700分子中的碳数：3555熔点：6990 相对密度、黏度比石蜡高 化学性质比石蜡活泼，100 下与发烟硫酸反应。,性质：稳定较强 存在形式：环戊烷、环己烷及同系物，主要集中在低沸点的馏分中。R R 双环和多环环烷烃 特殊结构的双环环烷烃 三环和稠环烃类：主要存在在高沸点的馏分中,（2）环烷烃,（3）芳香烃,R,比烷烃与环烷烃含量少，平均含量为10%20%存在形式：含一个苯系 双环芳香烃（CH2）n 三环稠合芳香烃 四环芳香烃,3.石油馏分的烃类组成表示方法,（1）单体烃组成表示方法 单体烃组成是表明石油及
7、其馏分中每一种烃的含量。目前单体烃组成表示法一般还只限于阐述石油气及石油低沸点馏分。（2）族组成表示方法 所谓“族”就是化学结构相似的一类化合物。一般对于汽油馏分的分析以，可用烷烃、环烷烃、芳香烃的含量来表示。对于煤油、柴油及减压馏分的分析，可采用液固色谱法和质谱分析法。对于减压渣油，目前一般是用溶剂处理及液相色谱法将减压渣油分成饱和分、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
8、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。,CA%芳烃环上C原子占总分子C 原子数的%CN%环烷烃环上C原子占总分子C原子数的%CP%烷基侧链上C原子占总分子C原子数的%R T 分子中的总环数RA 分子中芳烃环数 R N 分子中环烷环数,C10 H21,CA%=6/20100=30 CN%=4/20100=20 CP%=10/20100=50 RT=2 RA=1 RN=1,石油馏分一些物理常数与族组成的关系 芳香烃 环烷烃 烷烃 折射率 n与相对密度d随着环数和碳原子数增高而增大。结构族组成求定方法：利用查图和计算均可得到（利用P 1321 表 2
9、-9，图 2-1 2-8）适用范围：M200 不含不饱和烃 R T 4，R N 2，CN 75%CA/CN 1.5S 2%,N 0.5%,O 0.5%我国原油直馏馏分油基本上均能适应。,结构族组成求定方法：ndM,石油中间馏分及高沸馏分的结构族组成测定n-d-M法 由于烃类的物性与其结构单元密切相关，因此利用物理常数来测定石油馏分的结构族组成的方法，其中最常用的是n-d-M法。在实际应用中，只要测定石油的中间馏分或高沸馏分的密度(d)、折射率(n)和平均相对分子质量(M)可利用图查得CA%、CN%、CP%、R T、R A、R N的值。,图2-1 n-d-M法求%CA列线图（20）,图2-2 n
10、-d-M法求%CR列线图（20）,图2-3 n-d-M法求RA列线图（20）,图2-4 n-d-M法求RT列线图（20）,图2-5 n-d-M法求%CA列线图（70）,图2-6 n-d-M法求%CR列线图（70）,图2-7 n-d-M法求RA列线图（70）,图2-8 n-d-M法求RT列线图（70）,石油重油的结构族组成测定密度法,对于重油或渣油，已超出了ndM法的适用范围，可以采用密度法测定其结构参数。烃类密度与其结构有密切联系，在相对分子质量相近的情况下，不同类型烃类其密度不同，因而可用密度来关联油样的化学结构。当直接取得试样的密度值有困难时，可用下列经验公式从氢含量(%H)计算其近似值：
11、,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80140。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,续表,表1-8 汽油馏分的烃组成(重%)(色谱法),5.煤油、柴油馏分的烃类组成,表1-9 中间油馏分族组成分析(色谱法),表1-10 中间馏分结构族组成 ndM 法,烃类型 C 20C 36 左右的正构、异构烷烃；单环到四环甚至多于四环的芳烃；并含有环数不等的环烷烃，以稠合型为主。单环到六环甚至高于六环带有环戊烷和环
12、己烷的环烷烃，以稠合类型为主；,6.高沸点馏分油的烃类组成,表1-11 高沸点馏分（-30 脱蜡）的烃组成,族组成和结构族组成,表1-12 高沸点馏分（-30 脱蜡）的烃组成,S、O、N 在石油中占1%，其化合物含量高达1020%1.含硫化合物（1）评价原油的指标 高硫石油 2%低硫石油 0.5%含硫石油 0.52%（2）存在形态 分解产物（分解温度120）S、H2S H2S+O2（空气）S+H2O 转化 S+石油烃类 H2S,200250,四 石油中的非烃化合物,RSH：沸点较相应的醇类较低。RSH在低沸点的馏分中含量较多，不溶于水。CH3SH、C2H5SH 有特殊的臭味。空气中含量达 2.
13、210-12 g/m3嗅觉可以感觉到。活性硫化物：SH2S、RSH 2C4H9SH C4H9SC4H9+H2S C4H9SH C4H8+H2S 2C3H7SH C3H7SSC3H7+H2O RSH+NaOH RSNa+H2O RSR：轻组分和中间馏分含量为5070%，高沸点馏分中 可达 70%。,300,500,O,形式：环烷烃基 芳香基 S 性能：对金属无腐蚀作用 中性液体 易溶解在硫酸中 与卤代烷、金属卤化物、氟化氢生成络合物 400500 以上分解 芳香硫醚和环硫醚热稳定性高 有催化剂存在的条件下，在 300450条件下可发生分解 反应。分解产物为 H2S、RSH、烃类。,AlBr3、S
14、nCl4、TiCl4、HgCl2,已分离出的部分环硫醚：单环硫醚 S S 双环硫醚 R R R S S S 三环硫醚 S S S,腐蚀设备 H2S与水共存形成盐酸与铁发生反应。MgCl2、CaCl2水解反应，产物为 HCl。MgCl2+H2O=Mg（OH）2+2 HClH2S与HCl 协同作用。Fe+H2S=FeS+H2 FeS+2 HCl=FeCl2+H2SS 高温腐蚀：Fe+S=FeS(350400)硫醇的腐蚀：2RSH+Fe=(RS)2Fe+H2SO2、SO3遇水汽形成 H2SO4 硫化物分解产物硫醇、硫化氢等并与铁发生反应 燃烧燃料产物 为SO2、SO3、H2S。这些物质溶于水形成酸并
15、与铁 发生反应。,含硫化合物对石油加工及产品应用的影响,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,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 石蜡基原油环烷酸含量较少 中间基和环烷基石油的环烷酸含量相对较多,2.含氧化合物,分布规律：大部分集中在250400，低与高馏份都较少。存在形式：C6C10 环戊烷的衍生物 C12 以上 环戊烷、环己烷 C19C23 双环或多环、芳香和环烷混合环 性质：d 4 20=0.9351.02物理性
16、质：难挥发的油状物 有强烈的臭味 不溶于水易溶于油品、苯、醇、乙醚等有机溶剂 分子量升高，黏度提高、色重、酸值降低,存在形式：碱性 300 350，渣油中占1/3 吡啶 喹啉 异喹啉 氮杂蒽 氮杂菲 等 非碱性在500 渣油中占大部分 N N N N H H H H 吡咯 吲哚 咔唑 苯并咔唑,N,N,N,N,N,3.含氮化合物,（1）分类：油焦质不溶于CS2、CCl4、C6H6及低分子量（C5C7）烷烃的物质；碳青质溶于CS2，不溶于CCl4、C6H6以及低分子 量（C5C7）烷烃；沥青质溶于CS2、CCl4、C6H6不溶于低分子量烷烃（C5C7）；可溶质溶于CS2、CCl4、C6H6，以及
17、低分子量（C5C7）烷烃。饱和分 芳香分 胶质分 石油中的胶状、沥青状物质：胶质和沥青质是基本成分。,4.胶状和沥青状物质,性质及分布：褐色或黑色脆性无定形固体；相对密度高于胶质；分子量大约20006000；焦碳 加热不熔解，但在300 下分解 气态产物 液态产物 没有挥发性；在低分子石油产品中形成胶体溶液；H/C比为1.11.3，芳香度 0.40.6；全部沥青集中在减压渣油中。,石油中的沥青质,五、渣油,我国原油减压渣油中的碳含量一般在85%87%之间，氢含量一般在11%12%之间。就氢碳原子比而言，我国多数减压渣油为1.6左右。减压渣油的平均相对分子质量大多在1000左右。减压渣油性质的另
18、一特点是金属含量一般不高，并且我国绝大多数减压渣油中镍含量远大于钒含量。镍钒一般都大于10。与国外减压渣油相比，我国减压渣油的收率偏高，一般占原油的40%50%。,我国主要原油减压渣油（500）性质,国外部分原油减压渣油的性质,减压渣油的化学组成,第二节 石油及其产品的物理性质,一、蒸汽压二、馏分组成与平均沸点三、密度和相对密度四、特性因数五、平均分子量六、粘度和粘温性质七、临界性质、压缩因数和偏心因数八、热性质九、其它物理性质,一、蒸汽压1、定义：指在某一温度下液体与液面上的蒸汽成平衡状态，这时蒸汽所产生的压力称为饱和蒸汽压简称蒸汽压。2、物理意义：蒸汽压的高低表明了液体气化或蒸发的能力，蒸
19、汽压越高表明液体越容易气化。3、影响石油馏分蒸汽压的因素：（1）液体的温度 液体的温度越高，摩尔汽化热越小，蒸汽压越高。（2）石油馏分的组成 馏分越重、蒸汽压越低。,4、测定石油馏分蒸汽压的方法（1）真实蒸汽压（泡点蒸汽压）：工艺计算中常用的，汽化率为零时的蒸汽压。（2）雷德（饱和）蒸汽压：规定在38，汽油与汽油蒸汽在测定 体积比为1：4的条件下，测出汽油蒸汽最大的压力。雷德法是目前全世界普遍用来测定液体燃料蒸汽压的标准方法。5、应用计算平衡条件下气液组成 不同压力下的沸点换算 分离、冷冻、压缩过程和天然气液化的计算（烃的液化条件）,二、馏分组成与平均沸点 1.沸程与馏分组成（1）沸点：对于纯
20、化合物在一定外压下，当加热达到某一温时，其饱和蒸汽压于外压相等，此时汽化在汽液界面及液体内部同时进行，这一温度称为沸点。在外压一定时，沸点是一恒定值：1atm下 水 Tb=100 乙醇 Tb=78.4 苯 Tb=80.1,（2）沸程：油品的沸点范围。沸程表征其蒸发及气化性能。（3）馏分：某一温度范围内，蒸馏出的馏出物。窄馏分：沸点范围窄的馏分。200245 宽馏分：沸点范围宽的馏分。200345,（4）油品的沸程,汽油 40 200 灯用煤油 180 300,轻柴油 200 300 喷气燃料 130 240,重柴油 250 350 重质燃料油 520,润滑油 350 520,2、测量沸程的方法
21、：恩氏（Engler)蒸馏装置,加热炉,蒸馏瓶,温度计,冷凝器,量筒,100,80,20,60,40,冷水,（1）初馏点：第一滴溜出液从冷凝管滴入量筒时 的气相温度。（2）终馏点（干点）：蒸馏到所能达到的最高气 相温度。（3）残留物：蒸馏完毕后烧瓶中剩余的物质。（4）馏分组成：蒸馏温度与馏出量（体积百分数）之间的关系。,3、恩氏蒸馏曲线 将恩氏蒸馏所得的初馏点及各馏出温度为纵坐标，以相应的馏出体积百分数为横坐标，绘制成的曲线称为恩氏蒸馏曲线。,70,10,20,30,40,50,60,0,80,90,100,(体积）%,20,40,60,80,100,120,140,160,180,馏出温度，
22、,4.平均沸点,（1）体积平均沸程求其它难测定值 由恩氏蒸馏的10%、30%、50%、70%、90%五个馏出温度求得。（2）重量平均沸点求真临界温度,4、实分子平均沸点求假临界温度和偏心因子。5、中平均沸点求油品氢含量、特性因素、假临界压力、燃烧热和平均分子量等。,3、立方平均沸点求特性因数和运动粘度。,K,三、密度和相对密度,1、密度 定义：物质单位体积的质量；单位：g/3,/m3 石油产品的标准密度：油品在20 时的密度，用20表示2、相对密度 定义：油品在t下的密度与4下水的密度之比，是无因次。用d4t表示。我国常用的相对密度是：国外常用的相对密度是：欧美各国常用比重指数表示：,d420
23、,d15.615.6,API0,表1-13 原油及石油产品的相对密度,大,4、液体相对密度与温度的关系 T 升高，V 增大，密度相对密度减少，反之增大。,3、相对密度的换算,API0=,141.5,-131.5,=,-d,d可以通过表 1-1 查得,5、油品的密度与组成的关系 同一原油，沸点，分子变大，密度 同一馏程的两种原油的馏分油，密度相差较大 石蜡基原油密度（大庆）环烷基原油的密度（羊三木）碳原子数相同而结构不同的烃其密度不同 烷烃 环烷烃 芳香烃 胶质含量高，相对密度大。,属性相近两种油具有加和性 属性相差较大两种油考虑过剩分子体积 高粘度油品 d混=v1d1+v2d2+vidi,6、
24、混合油品的相对密度,用于常压炉辐射管、转油线、加氢精制反应器等处的设计计算,式中：G混气液混合物的质量流率 公斤/hrG气、G液 分别为气相和液相的质量流率 公斤/hr气、液 分别为气相和液相的密度 Kg/m3V气、V液分别为气相和液相的体积流率m3/hr,7、汽液混合物的相对密度,1、定义 以绝对温度表示的烃类的沸点（0R）的立方根与其相对密度（）成直线关系，不同族的烃，其斜率不同。此斜率为特性因数，用K 表示。最早T分 K=+273 T 后改T立 0 R=+460 近年T中,四、特性因数,烷烃 环烷烃 芳香烃 石油馏分：富含烷烃的馏分 K：12.513.0 富含环烷烃和芳香烃的馏分 K：1
25、011,2、K与烃类的关系,1、与组成的关系 沸点升高，平均分子量增大。油品不同，M 有差异。各种馏分的大致分子量：汽油 100120 煤油 180200 轻柴油 210240 重柴油 230300 低粘度润滑油 300360 高粘度润滑油 370500,五、平均分子量 M,2、平均分子量的计算方法（1）查图法；已知石油馏分的比重指数和中平均沸点；已知石油馏分的比重指数和苯胺点；已知石油馏分的比重指数和特性因数；已知石油馏分的粘度和相对密度（2）利用密度与分子量的关系 M=44.29/（1.03-）式中：M 平均分子量；石油馏分15时的密度，g/cm3；适用条件：15时密度为（0.670.93
26、）g/cm3。,3、混合物的平均分子量M混=Wi/(Wi/Mi)式中：M混混合物的平均分子量；Wi混合物中各组分的重量；Mi混合物中各组分的分子量。,六、粘度和粘温特性,1、粘度（1）粘度的定义：流体流动时产生的内摩擦力称为粘度。粘度是评定油品流动性能的指标，是评价油品特别是润滑油质量的重要项目之一。粘度值是用来表示流体流动时分子间摩擦产生阻力大小的标志。馏分越重，粘度值越大。,2、粘度的表示方法（1）动力粘度：t 单位：Pas（2）运动粘度：t=t/t 单位：mm2/s 旋转粘度计 测定仪器 毛细管粘度计=c 落球粘度计（3）条件粘度：恩氏粘度（Et）中国 测定仪器 赛氏粘度（SUS）欧美
27、雷氏粘度（RIS）欧美,时间,常数,（1）动力粘度：两液体层相距1cm，其面积各1cm2，相对移动速度为1cm/s时所产生的阻力叫动力粘度。动力粘度又称绝对粘度，通常用表示。动力粘度的单位为Pas。图表中常用P（泊）来表示动力粘度，1P=0.1Pas（2）运动粘度：液体的动力粘度与同温度、同压力下液体密度之比为运动粘度。t=t/t 式中：t运动粘度，cm2/s；t动力粘度，gcms；tt时液体的密度，gcm3在炼油工艺计算中广泛采用运动粘度,其单位是m2/s。油品质量指标中运动粘度的单位常用cSt(厘斯)，1cSt=1mm2/s。,（3）条件粘度 恩氏粘度：恩氏粘度是将200ml的油品置于恩氏
28、粘度计中使其在t0C时通过底部特定尺寸的细孔所需流出时间与同体积蒸馏水在200C时通过同一细孔所需时间的比。此即该油品t恩氏粘度。赛氏和雷氏粘度：赛氏和雷氏粘度是在赛氏和雷氏粘度计中测定油品在t时的粘度，也是计量一定体积的油品在t时通过规定尺寸的管子所需要的时间。单位：直接用秒数作为粘度单位而不是比值，在欧美各国常用这类条件粘度。,：Et：SUS：RIS=1：0.132：4.62：4.05 1Pa s=10泊=1000厘泊（动力粘度）1/s=104斯=106厘斯（运动粘度）1mm2/s=1cSt 1f s/=98.1泊（工程）t=0.0731Et0.0631/Et 油品在温度t 时运动粘度与恩
29、氏粘度的换算,3、换算,4、粘温性质（1）油品的粘温性的定义：指油品的粘度随温度变化的 特性。油品的温度升高，粘度则减小。油品粘度与温度的关系一般用经验式来确定：（t+）Tm=K t油品的运动粘度，mm2/s；与油品有关的经验常数；T油品的绝对温度，K；m随油品性质而定的经验常数；K随油品性质而定的经验常数。常数国外取0.8，在我国取0.6。利用温度和粘度的关系可以描出图1-22，图1-23。,（2）油品粘温性的表示方法：粘度比：采用两个不同温度下的粘度之比来表示油品的粘温性质。常用50和100运动粘度比。即v50/100 粘度比越小，说明油品的粘度随温度变化越小，粘温性质越好。这种表示法比较
30、直观，可以直接得出粘度变化的数值。油品粘度大，其粘度随温度的变化就大，因此粘度比只适用于比较粘度相近的油品的粘温性质，如果两种油品的粘度相差很大，用粘度比就不能判断其粘温性质的优劣。粘度指数（VI）：是衡量润滑油粘度受温度影响变化程度的一个 相对比较的指标。,5、油品的混合粘度,粘度没有可加性，混合物的两组分及性质相差越远，粘度相差越大。（1）已知需调合的两种石油馏分在两个温度下各自的粘度，可用油品粘度、温度关系图（图1-22和图1-23）求出调和油品在不同温度下的粘度。（2）如果已知两种油品同一温度下的粘度，利用图1-25油品混合粘度图求得该温度下油品的调和粘度。,五、临界性质,1、临界性质
31、在实际生产中常要将石油馏分在高温、高压下加工，但在高温高压下实际气体已不符合理想气体分压定律(道尔顿定律)，实际溶液也不符合理想溶液蒸汽压定律（拉乌尔定律)，因此在高压条件下应用理想气体和理想溶液定律时校正，这就要借助于临界性质。,（1）临界温度与临界压力的定义 临界温度：Tc 无论在什么压力下，也不能将气体液化的最低温度。临界压力：Pc 临界温度时对应的压力 临界点：在汽液平衡时，汽相和液相具有相同的密度时的点。临界状态 物质处于临界点时气液界面消失，气体和液体呈混浊状无法区别，在该点两相变化时，体积不变，没有热效应，不需要气化热。,（2）假临界温度与假临界压力的定义 假临界温度与假临界压力
32、：用一种挥发度与二元混合物相当的纯烃作蒸汽压曲线AC，C，即称为二元混合物的假临界点（或称虚拟临界点），用TC，与PC，表示临界点的温度和压力。（3）临界温度与临界压力及假临界温度与假临界压力的求法：石油馏分的真、假临界温度(TC、TC，)可以从图1-27和图1-28根据平均沸点和相对密度求定。假临界压力(PC，)可从图l-29根据相对密度和中平均沸点求定。真临界压力(PC，)可从图1-30根据真临界温度与假临界温度的比值以及假临界压力来求定。,2、压缩因数 对比状态是用来表示物质的状态与临界状态的接近程度，也叫对应状态。各种物质的对比温度Tr、对比压力Pr、对比体积Vr是各自的温度、压力、体
33、积与临界常数Tc、Pc、Vc的比值。对比压力：Pr=P/PC 对比体积：Tr=T/TC,八、热性质,比热：常用比热有真比热、平均比热、恒压比 热、恒容比热。汽化潜热：烃类混合物汽化潜热、各种油品常 压下的蒸发潜热。焓：焓的定义、油品焓值的性能特点、石油馏分焓值的求定,1.比热(热容）C,（1）定义：单位重量物质温度升高1或1K 所需的热量。（2）单位：KJ/K 或 KJ/kg（3）常用比热 Cp：恒压下所需热量；Cv：恒定容积下的比热 结论：分子量相近时：烷烃 环烷烃 芳香烃 液态烃：压力增大，比热基本不变；气态烃：压力增大，热容增大。,真比热和平均比热 真比热：C真=dQ/dt 平均比热：C
34、平=Q/（T2 T1）恒压比热和恒容比热,求定方法：图表法（手工设计计算）公式法（计算机设计计算）,理想气体,2.汽化潜热 h,（1）定义：单位物质在一定温度下由液体转变为气态所吸收的热量称为汽化潜热。（2）单位：kJ/（3）特点：T、P 升高 h 降低 到达临界点时h=0（4）各种油品常压汽化潜热：汽油 293314 kJ/；煤油 251272 kJ/kg 柴油 230251 kJ/kg；润滑油 186230 kJ/kg 结论：油品越重,分子量越大 h 越小 分子量相似的油品：芳香烃h 环烷烃h 烷烃h,（5）影响汽化潜热的因素：当温度和压力升高时，汽化潜热逐渐减小；油品越重，蒸发潜热越低。
35、油品蒸发潜热随分子量的增加而减小；当分子量与平均沸点相同时。烷烃蒸发潜热环烷烃蒸发潜热芳香烃蒸发潜热。（6）汽化潜热的求法：常压馏分汽化潜热根据中平均沸点、相对密度和分子量这三个数据中的两个查图1-38；其它温度下的汽化潜热，可用图1-39查得校正因数P，再由式（1-33）进行校正。,3.热焓 H,（1）定义：使1kg油品从基准温度加热到t所需要的热量。（2）单位：kJ/kg 或 kJ/Kmol（3）基准态的选择：压力：1 atm 或 101 KPa 温度：烃类-129(-200 0F)油品-17.8(0 0F)常压气体 0,（4）影响油品焓值的因素 油品性质 温度 压力（5）焓值的求法 纯烃
36、及常用气体的焓可由有关图表查得，石油馏分的焓值可用图1-40求得。当油品处于气、液混相状态时，应分别求定气、液相的性质，在已知汽化率的情况下按可加性求定其焓的变化。,是油品的性质，H 是P、T 的函数。温度：同温度下，相对密度小及特性因数大的油品，具有较高的焓；同温度下：汽油 润滑油；烷烃 芳香烃；压力：恒压下，不同性能的油品升到相同的温度所需的热量不 同，汽焓也不同；恒压下 油品 压力对油品的焓值影响可忽略 气体 压力高时必须加以考虑进行校正,（6）油品焓值的性能特点,九、其它性质,1、低温流动性（1）粘温凝固：含蜡量少的油品，当温度降低时，粘度迅速增加，最后因粘度过高而失去流动性，变成无定
37、形的玻璃状物质。（2）构造凝固：含蜡量多的油品，当油品冷却时，油品所含的蜡逐渐结晶出来，当析出的蜡逐渐增多形成一个网状的骨架，将处于液体的油品包在其中，使整个油品失去流动性。,2、评价低温流动性的指标 浊点 结晶点 冰点 凝固点 倾点 冷滤点,煤油,航空汽油和喷气燃料,原油、柴油、润滑油、重油等油品,（1）浊点：试油在规定条件下冷却，油品开始呈现混浊时的最高温度。（2）结晶点：在油品中出现肉眼观察到的结晶时的温度。（3）冰点：冷却出现结晶后，在使其升温至使所形成的结晶消失的最 低温度。浊点 结晶点 冰点（4）冷凝点：试油在规定条件下冷却到液面不再移动时的最高温度（5）倾点：油品能够流动的最低温
38、度，又称流动的极限温度。（6）冷滤点：在规定的压力和冷却速度下，测定20毫升试油不能通过 360目/英寸2 过滤网的最高温度。,降 温,升 温,2.燃烧性能,（1）闪点 定义：是指可燃性液体的蒸汽同空气的混合物在有火焰接近时，能发生闪火（一闪即灭）的最低油温。爆炸范围：用外界火源去引燃油气混合气时，发现一定范围内，油品上方出现瞬间闪火现象，低于或高于此范围都不闪火。这一浓度范围称为爆炸极限。爆炸上限 空气中的油气浓度高于空气浓度的温度 爆炸下限 空气中的空气浓度高于油气浓度的温度 汽油用上限温度，煤柴油用下限温度 闪点测定方法：闭口闪点（轻重油均可）开口闪点（重质燃料油）,（2）燃点和自然点
39、燃点：外界火源引燃油品时连续燃烧 5s 的最低温度。自燃点：不需引火，靠自身氧化反应产生自行燃烧的最低温度。燃烧性能与组成的关系：分子量相近时，烷烃自燃点 芳烃自燃点；同一烃类，沸点越低，自燃点越高，闪点越低；烷烃的自燃点较低，但其闪点却比粘度相同而含环烷烃 和芳香烃较多的油品高。,（3）发热值（发热量）定义：油品完全燃烧时所放出的热量,用Q表示。单位：J/kg 热值的分类：即高热值Qh和低热值Ql 高热值Qh：（理论热值）燃料燃烧的起始温度和燃烧产物的最终温度均为15，并且燃烧生成的水蒸气完全被冷凝成水，所放出的热量。低热值Ql：（净热值）燃烧生成的水是以蒸汽状态存在，因此，如果燃料中不含水
40、分，高低热值之差，即为15 和其饱和蒸汽压下的蒸发潜热。,表1-15 石油产品的低热值,注：工程上热值通常都用低热值,表1-16 热值与烃组成的关系,结论：烷烃环烷烃芳香烃,3.溶解性质,（1）苯胺点临界溶解温度（油品的物性之一）定义：油品与溶剂苯胺按1：1混合时的临界溶解温度。临界溶解温度：在较低温度下，将烃类和溶剂混合，由于两者不完全互溶而分成两相，加热此混合物，因为溶解度随着温度升高而增大，当加热至某温度时，两者就达到完全互溶，界面消失，此时的温度即为该混合物的临界溶解温度。结论：碳原子数相同：烷烃 环烷烃 单环芳烃 多环芳烃 同一族：分子量增大，苯胺点升高,（2）水在油品中的溶解度 一般水在油品中的溶解度较小，重油中更少。对油品使用性能的影响：航煤等油品低温性能变差 油品储存安定性变差 引起设备腐蚀磨蚀 原因：温度升高，油中水溶解度升高，温度降低时析出游离水 水在含芳烃和烯烃油中溶解度大于烷烃和环烷烃 同一类烃类，分子量增高，粘度增高，水溶解度降低,（3）光学性质 折射率：真空中光的速度和物质中的速度之比。n=C真空/C物质 用 nD20 表示 组成的影响 芳香烃 环烷烃和烯烃烷烃 用途：测定油品的族组成，测定柴油、润滑油的结构族组成，测定残炭值。,
