石油講稿石油產(chǎn)品的性質(zhì).ppt

1、第三章：石油產(chǎn)品的性質(zhì),1.密度； 2.粘度； 3.閃點； 4.凝固點、傾點； 5.殘?zhí)贾?6.雜質(zhì)含量(機械雜質(zhì)、硫、氮、重金屬) 7.水分； 8.穩(wěn)定性； 9.相容性 10.腐蝕性； 11.油品的餾程 12.油品的結(jié)構(gòu)族組成,一、密度,1密度、相對密度、標準密度 密度的表達方式概括地分為：密度、標準密度、 相對密度、視密度。 密度：是指在規(guī)定溫度下,單位體積內(nèi)所含物質(zhì)的質(zhì)量,符號為,單位為kg/m3。 標準密度：一般油品的密度常用某規(guī)定溫度下的密度來表示 相對密度：指物質(zhì)在指定溫度下的密度與標準溫度下標準物質(zhì)的密度的比值，其符號為d。 視密度：用密度計測定密度時，在某一溫度下所觀察到的密度

2、計讀數(shù)，單位為g/cm3，用符號t表示,2密度測定的意義 3密度計法與測定原理 密度測定常用方法：密度計法、比重瓶法、 韋氏天平法、超聲波法 在生產(chǎn)分析上主要用密度計法 密度計測定原理 密度計儀器 石油密度計 溫度計 玻璃量筒 恒溫水浴,二、粘度,1粘度的定義：粘度是流體（一般指的是液體,而作為石油及石油產(chǎn)品主要是液體）流動時內(nèi)摩擦力的量度。粘度的大小常以動力粘度、運動粘度或條件粘度等來表示。 動力粘度：指液體在一定剪切應(yīng)力下流動時內(nèi)摩擦力的量度,其值為所加于流動液體的剪切應(yīng)力和剪切速率之比, 單位以Pa.s表示。 運動粘度：指液體在重力作用下流動時摩擦力的量度,其值為相同溫度下液體的動力粘度

3、與其密度之比,單位以m2/s表示。 表觀粘度：把表示非牛頓液體流動時的內(nèi)摩擦特征所采用的術(shù)語稱之為表觀粘度,條件粘度： a.恩氏粘度（恩格勒粘度）：指在規(guī)定條件下,一定體積的試樣從恩格勒粘度計中流出200mL所需要的時間（s）與該粘度計水值之比 b.賽氏粘度(賽波特粘度)：指一定的體積的試樣從賽波特粘度計中流出所需要的時間。即是一定量的試樣,在規(guī)定溫度37.8、98.9或50下,從賽氏粘度計流出60mL所需的時間（s）,賽氏粘度通常分為賽氏通用粘度和賽氏重油粘度。 c.雷氏粘度(雷德烏德粘度)：是在規(guī)定的條件下,一定體積的試樣從雷德烏德粘度計中流出50mL所需要的時間,以s為單位。而雷氏粘度又

4、分為雷氏1號(用Rt表示)和雷氏2號(用RAt表示)兩種,2粘度計的種類及工作原理 在油品分析中常用以下幾種粘度計： (1)毛細管粘度計 (2)細孔式粘度計 (3)落球粘度計 (4)旋轉(zhuǎn)粘度計 粘度的測定方法 （1）絕對測量法 （2）相對測量法,3恩氏粘度計的測定原理及計算公式 31 原理 32 計算方法 E =t/H20 33 恩氏粘度測定的影響因數(shù) (1)恩氏粘度計的尺寸及水質(zhì)要符合要求。 (2)測量流出時間要準確,提起木塞和開動秒表要動作一致,停住秒表也要準確,否則,會使測得結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差。 (3)測定整個過程要按規(guī)定不斷攪拌,以確保試油的恒溫。 (4)按規(guī)定加入試油至一定的油面高度

5、,并嚴格調(diào)好儀器水平位置。 (5)試油流出必須成為連續(xù)的線狀,4測定石油產(chǎn)品粘度對油品生產(chǎn)和使用的意義 (l)在一些種類的潤滑油產(chǎn)品標準中,是以運動粘度值來劃分牌號的 (2)粘度是潤滑油重要的質(zhì)量指標 (3)粘度又是潤滑油、燃料油貯運輸送的重要參數(shù) (4)粘度是工藝計算的重要參考數(shù)據(jù)之一 (5)油品的粘度通常隨著它的餾分的加重而增加。 (6)燃料霧化的好壞是噴氣式發(fā)動機正常工作的最重要條件之一 (7)粘度是柴油的重要性質(zhì)之一,三、閃點,1閃點及其它 (1)閃點：指在規(guī)定條件下,加熱油品所逸出的蒸氣和空氣組成的混合物與火焰接觸發(fā)生瞬間閃火時的最低溫度,以表示。 (2)爆炸和爆炸極限 爆炸：是指物

6、質(zhì)由一種狀態(tài)迅速地轉(zhuǎn)變成另一種狀態(tài),并在瞬間以機械功的形式放出大量能量的現(xiàn)象。 爆炸極限：是指油氣和空氣的混合物著火時即會發(fā)生爆炸的百分組成(體積濃度)范圍。 (3)影響油品閃點高低的因素 油品的蒸氣分壓； 油品的餾程； 化學組成,4)開口閃點和閉口閃點 開口杯法：用規(guī)定的開口杯閃點測定器所測得的閃點稱之為開口閃點。多用于潤滑油、重油閃點測定 閉口杯法：用規(guī)定的閉口杯閃點測定器所測得的閃點稱之為閉口閃點,主要用于輕質(zhì)油品閃點的測定 (5) 測定油品的閃點在生產(chǎn)和使用上的意義 從油品閃點可判斷其餾分組成的輕重 從閃點可鑒定油品發(fā)生火災(zāi)的危險性 對于某些潤滑油來說,同時測定開、閉口閃點,可作為油品

7、含有低沸點混入物的指標,用于生產(chǎn)檢查,2燃點和自燃點 (1)燃點：是指在規(guī)定條件下,當火焰靠近油品表面的油氣和空氣混合物時即會著火并持續(xù)燃燒至規(guī)定時間所需的最低溫度 (2)自燃點：是指在規(guī)定條件下,油品在沒有火焰時,自發(fā)著火的溫度 蒸氣壓越低的越易自燃(自燃點越低) 餾程越輕則自燃點越高(越不易自燃) 烷烴含量越高，越易自燃(自燃點越低) 環(huán)烷烴、芳香烴含量越高，越不易自燃(自燃點越高,3油品閃點測定方法 (1)閉口閃點測定法 儀器 準備工作 試驗步驟 大氣壓對閃點影響的修正 (2)克利夫蘭開口閃點和燃點測定法(GB/T3536-83) 儀器和材料 準備工作和試驗步驟與閉口閃點相似 試驗結(jié)束后

8、同樣要進行大氣壓力修正,四、凝固點、傾點,1 評價油品低溫流動性能主要指標 (1)油品的凝固性質(zhì) 粘溫凝固 構(gòu)造凝固,2）名詞術(shù)語 濁點：規(guī)定條件下,清晰的液體石油產(chǎn)品由于蠟晶體的出現(xiàn)而呈霧狀或渾濁時的溫度 結(jié)晶點：規(guī)定條件下油品冷卻時,最初出現(xiàn)蠟結(jié)晶時的溫度 冰點：油品被冷卻所形成的蠟結(jié)晶,在升溫時,其結(jié)晶消失一瞬間的溫度,單位以表示。 冷濾點：規(guī)定條件下，20mL試樣開始不能通過過濾器時的最高溫度。 傾點：在規(guī)定條件下,被冷卻的試樣能流動的最低溫度, 凝點：試樣在規(guī)定條件下冷卻至停止流動時的最高溫度 固化點：石蠟在規(guī)定條件下熔化后再冷卻至開始固化時的溫度,2油品低溫流動性能指標的相互關(guān)系

9、凝固點低于傾點(也有等于或高于傾點的情況) 傾點低于冷濾點 冷濾點低于濁點 3凝固點、傾點、冷濾點測定的意義 估計石蠟含量 判斷使用溫度 改進流動性 4測定方法 GB/T510-83石油產(chǎn)品凝點測定法； GB/T3535-83石油傾點測定法； SH/T0247-92柴油凝點測定法； SH/T0248-92柴油冷濾點測定法等,五、殘?zhí)贾?1殘?zhí)亢蜌執(zhí)康膩碓?殘?zhí)渴侵冈谝?guī)定條件下,油品在裂解中所形成的殘留物。 2測定原理,3測定殘?zhí)康膶嵱靡饬x (1)殘?zhí)渴怯推分心z狀物質(zhì)和不穩(wěn)定化合物含量的間接指標 (2)柴油10%蒸余物殘?zhí)恐凳遣裼宛s程和精制程度的函數(shù) (3)殘?zhí)恐狄卜从沉藵櫥偷木瞥潭?(4)

10、殘?zhí)渴莻鳠嵊驮谑褂弥械囊豁椫匾?guī)格項目 (5)焦化原料油的殘?zhí)恐甸g接表明了焦炭的產(chǎn)率，殘?zhí)贾翟酱?，焦炭產(chǎn)量越高,4殘?zhí)康臏y定方法 (1)電爐法 (2)康氏法 (3)蘭氏法,六、機械雜質(zhì)、硫、氮、重金屬,1機械雜質(zhì)：是指存在于油品中所有不溶于規(guī)定溶劑的雜質(zhì) (1)種類和來源 原油中機械雜質(zhì)大部分是砂子、粘土及微小的鐵屑、鐵銹和鹽類 精制油品中大部分鹽類、鐵銹及一些白土 油品在貯運和使用過程中，塵埃落入，或腐蝕而混入鐵銹等，機械的磨損摻入的金屬微粒 潤滑油脂中含有各種添加劑時,可發(fā)現(xiàn)含有0.025%以下的機械雜質(zhì)，這可能是添加劑中的物質(zhì)而不是外來的雜質(zhì),2) 測定意義 對于燃料類油品來說，含有機械

11、雜質(zhì)會降低裝置的效率，使零件磨損，甚至使裝置無法正常運行 粘度小的輕質(zhì)油品，雜質(zhì)容易沉降分離，而粘度大的重質(zhì)油品，若含有雜質(zhì)并且未經(jīng)過濾的話，在測定殘?zhí)?、灰分、粘度等項目時，結(jié)果會偏大 使用中的潤滑油除含有塵埃、砂土等雜質(zhì)外，還含有炭渣、金屬屑等。這些雜質(zhì)在潤滑油中集聚的多少，隨發(fā)動機的使用情況而不同，對機件的磨損程度也不同。但機械雜質(zhì)不能單獨作為潤滑油報廢或換油的指標。 原油中含有機械雜質(zhì)會增加原油的運輸費用，給原油的預(yù)處理造成困難，增加處理負荷，影響加工質(zhì)量，造成生產(chǎn)管線結(jié)焦、結(jié)垢，堵塞管道和塔盤，降低生產(chǎn)能力。 (3) 測定步驟,2氮、硫、重金屬 硫含量的測定方法有： 燃燈法 管式爐法

12、氧彈法 電量法 層析法 發(fā)動機燃料硫醇性硫含量測定法 噴氣燃料硫醇性硫含量測定法 硫醇性硫定性試驗法 輕質(zhì)石油餾分微量硫測定法,七、水分,1水在油品中的狀況 懸浮狀 溶解狀 化合狀 2測定意義 輕質(zhì)油中含有水分，可使冰點升高，低溫流動性能變壞 溶劑油含水，則降低油的溶解度和使用效果 潤滑油含水則在冬季凍結(jié)成冰粒，堵塞輸油管道和過濾網(wǎng)，同時在發(fā)動機的某些部分凍結(jié)后還會增加機件的磨損，水分存在還會增加潤滑油的腐蝕性和乳化性 電氣用油中有水，則會因水的存在而降低其介電性能，嚴重的會引起短路，甚至燒毀設(shè)備,3水分測定方法簡介及其測定原理 油品中水分的測定可以采用蒸餾法和卡爾費休法。 （1）蒸餾法的測定

13、原理 （2）蒸餾法測定水分時注意事項,八、安定性,熱安定性：是指石油產(chǎn)品抵抗熱影響，而保持性質(zhì)不發(fā)生永久變化的能力 氧化安定性：是指石油產(chǎn)品抵抗大氣的作用，而保持性質(zhì)不發(fā)生永久變化的能力 熱氧化安定性：是指石油產(chǎn)品抵抗氧和熱的作用，而保持性質(zhì)不發(fā)生永久變化的能力 光安定性：是指石油產(chǎn)品抵抗光照的作用，而保持性質(zhì)不發(fā)生永久變化的能力 剪切安定性：是指石油產(chǎn)品抵抗剪切作用，保持其粘度和與粘度有關(guān)的性質(zhì)不變的能力,機械安定性：是指潤滑酯在機械工作條件下抵抗稠度變化的能力，即保證潤滑酯有一定的結(jié)構(gòu)和用后能夠自動恢復(fù)原有狀態(tài)的性能 膠體安定性：是指潤滑酯在儲存中避免膠體分解，防止液體潤滑油析出的能力 穩(wěn)

14、定度：是指乳化瀝青在儲存過程中避免膠體結(jié)構(gòu)破壞，防止油水分層的能力,九、相容性,油品的相容性：是指油品與油品或油品與添加劑在混合過程中能相互融合的程度,十、腐蝕性,腐蝕性能：指油品對金屬材料的腐蝕能力。 1油品腐蝕的危害 2油品腐蝕試驗簡介 (1)油品腐蝕試驗方法簡介 (2)腐蝕試驗注意事項,十一、油品的餾程,定義：油品在規(guī)定條件下，蒸餾所得到的以初餾點和終餾點表示其蒸發(fā)特征的溫度范圍叫餾程 1油品餾程的作用 餾程是判斷石油餾分組成，建廠設(shè)計的基礎(chǔ) (1)餾程是原油及油品評價的重要內(nèi)容 (2)餾程是設(shè)計中必不可少的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 餾程是鑒定蒸發(fā)性，判斷油品使用性能的重要指標 (1)汽油各點餾出溫度是

15、汽車使用性能好壞的主要指標 (2)270和315含量是燈油的重要指標 (3)300350含量是柴油的主要質(zhì)量指標,2餾程測定原理 21 基本概念和術(shù)語 (l)蒸餾：液體在蒸餾設(shè)備中被加熱,汽化、接著把蒸汽導(dǎo)出使之冷凝,并加以收集的操作過程 (2)分餾：按不同沸點范圍將原料分為若干餾分的蒸餾過程 (3)餾程：油品在規(guī)定條件下蒸餾所得到的以初餾點和終餾點表示其蒸發(fā)特征的溫度范圍 (4)初餾點：油品在規(guī)定條件下進行餾程測定時，當?shù)?滴冷凝液從冷凝器的末端落下的一瞬間所記錄的溫度 (5)終餾點：油品在規(guī)定條件下進行餾程測定中,其最后階段所記錄的最高溫度 (6)干點：油品在規(guī)定條件下進行餾程測定中,燒瓶

16、底部最后1滴液體氣化一瞬間所記錄的溫度 (7)殘留物百分數(shù)：油品在規(guī)定條件下進行餾程測定中，用總回收百分數(shù)減餾出液回收百分數(shù)之差，或者直接測得殘留物體積(mL)所占加入試樣的百分數(shù) (8)損失百分數(shù)：油品在規(guī)定條件下進行餾程測定中，用100%減總回收百分數(shù)之差,22 餾程與化學組成的關(guān)系 (1)烴類有機物沸點變化規(guī)律: 同系列中化合物的沸點變化規(guī)律 同系列中同分異構(gòu)體間沸點的變化規(guī)律 (2)非烴類有機物沸點變化規(guī)律 石油中非烴類有機物主要是含氧、含硫、含氮化合物，其沸點變化規(guī)律比較復(fù)雜，一般來說，除遵守上述兩個規(guī)律外，還有以下的變化規(guī)律，極性強的非烴類化合物其沸點高，極性弱的，形成氫鍵能力強的

17、化合物的沸點高于形成氫鍵力弱的化合物的沸點,23 餾程測定原理 常用的蒸餾過程： 常壓蒸餾 減壓蒸餾 實沸點蒸餾,1)常壓餾程 (2)減壓餾程：SH/T0165-92 適用于重柴油、蠟油、原油等重質(zhì)餾分餾程測定 減壓蒸餾的原理：減壓蒸餾，就是利用抽真空的條件,使重質(zhì)組分的沸點降低的方法以測定餾程 飽和蒸氣壓：指氣液平衡時液面上的飽和蒸氣所具有的壓力。溫度升高，蒸氣壓增大。 蒸氣分壓：在一定溫度下氣體、液體各組分的蒸氣壓分壓稱為該組分的蒸氣分壓 氣液平衡：一定溫度下，液體分子有一定數(shù)量的分子逸出液體表面，變成氣體形成蒸氣壓，同時氣體分子又以一定的速度冷凝返回液體，兩者呈動平衡狀態(tài)。 不同壓力下組

18、分的沸點：組分沸騰必要條件是：組分的蒸氣壓等于外界壓力。當外界壓力降低時，組分的沸點也降低。例如：在0.lMPa時，純水沸點是100，但在高原地區(qū)，由于氣壓降低，水的沸點低于100,3)實沸點蒸餾：采用規(guī)定的分餾柱在實驗室按規(guī)定的操作步驟，將原油或石油組分進行蒸餾的過程 利用石油和烴類蒸氣壓圖，可以實現(xiàn)不同蒸餾方法得到的沸點之間的換算,十二、油品的結(jié)構(gòu)族組成,1直接法 結(jié)構(gòu)族組成的特征指標：CA、CR 、CP和RA、RN、RT 對純烴為例,如果已知某烴類化合物的結(jié)構(gòu)式 ，根據(jù)已知的結(jié)構(gòu)式可以得出：CA、CR 、CP和RA、RN、RT 對于某未知的純烴，可測定分子量、元素組成，得到分子結(jié)構(gòu)的信息

19、。但要確定特征指標，還必須了解烴類的結(jié)構(gòu)類型。對于石油直餾餾分，可對求解的未知烴結(jié)構(gòu)類型限定一個范圍。直接法中對烴作如下假設(shè)： * 分子結(jié)構(gòu)中的環(huán)全部為六元環(huán) * 環(huán)數(shù)多于1的都為渺位縮合狀態(tài)存在，即每增加一個環(huán)，碳原子數(shù)的增加為4 * 分子結(jié)構(gòu)中不含烯烴雙鍵和雜原子,直接法先測定未知烴的分子量M和氫含量H。接著加氫，將芳環(huán)飽和成環(huán)烷烴。再測定加氫后產(chǎn)物的M和氫含量H。加氫后產(chǎn)物的分子中只含環(huán)烷烴,它的環(huán)烷數(shù)RN就等于原來分子中的總環(huán)數(shù)RT。未知烴分子的碳原子數(shù)為n，則加氫后分子的化學式為：CnH2n+2-2RN即CnH2n+2-2RT 分子中碳、氫原子數(shù)與分子量、氫含量的關(guān)系： 12.01n

20、+1.008(2n+2-2RT)=M 1.008(2n+2-2RT)=M H/100 求解后得：n=M(100-H)/1201 RT= 1+(8.326-0.5793H) M/100 加氫過程中分子中增加的氫原子數(shù)等于原來分子中芳香環(huán)上的碳原子數(shù)，所以有： CA=(M*H/100-MH/100)*100/(1.008n) =(MH-MH) *1191/(100-H)/M 當RT1時, n R與RT的關(guān)系為：n R=6+4（RT - 1,2n-d-M方法 n-d-M方法是最常用的烴類結(jié)構(gòu)族組成方法，它是一種半理論半經(jīng)驗的方法 （1）基本原理 n-d-M方法是根據(jù)不同烴族的折光率nD和密度d隨分子量M的變化規(guī)律為基礎(chǔ)發(fā)展而來的 nD和d的數(shù)值都與烴族性質(zhì)密切有關(guān)： 芳香烴nD和d都明顯地高于飽和烴 同系物中nD和d的數(shù)值基本上與分子量M的倒數(shù)成線性關(guān)系,假設(shè)有一個由相同分子量的正烷基苯、正烷基環(huán)己烷和正構(gòu)烷烴組成的混合