第三章 石油及油品的物理性質(zhì)

第三章石油及油品的物理性質(zhì)第1頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/20231煉油工藝學(xué)注意事項(xiàng)石油及油品的理化性質(zhì)與其化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)；

石油及油品是復(fù)雜的混合物，因此它的性質(zhì)是宏觀的綜合表現(xiàn)，也就是說是多種化合物總體表現(xiàn)出來的性質(zhì)，所以它與單獨(dú)一個(gè)純化合物的性質(zhì)不同；多數(shù)性質(zhì)無可加性，如密度、粘度，并且測定性質(zhì)時(shí)，都是條件性實(shí)驗(yàn)；為了便于油品之間相互比較和對(duì)照，石油及油品的絕大部分性質(zhì)都是采用條件性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測定。（嚴(yán)格規(guī)定的儀器、方法和條件），條件改變，結(jié)果也會(huì)改變；

石油及油品的各種試驗(yàn)方法有不同的級(jí)別，如ISO、GB、SH。

第2頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/20232煉油工藝學(xué)第一節(jié)蒸汽壓、沸程和平均沸點(diǎn)

石油和石油產(chǎn)品的蒸發(fā)性能是反映其汽化、蒸發(fā)難易的重要性質(zhì)，用蒸汽壓、沸程來描述。一、蒸汽壓定義：是在某一溫度下一種物質(zhì)的液相與其上方的氣相呈平衡狀態(tài)時(shí)的壓力，也稱飽和蒸氣壓。蒸氣壓愈高的液體愈易于氣化。對(duì)同族烴類，在同一溫度下，相對(duì)分子質(zhì)量較大的烴類的蒸氣壓較小。對(duì)某一純烴而言，其蒸氣壓是隨溫度的升高而增大。第3頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/20233煉油工藝學(xué)純烴

P=f(T)烴類混合物

P=ΣPiXi=f(T,X)石油餾分

P=f(T,e)

蒸氣壓的表示法

雷德蒸汽壓：T=38℃，氣體體積∶液體體積=4真實(shí)蒸氣壓(泡點(diǎn)蒸汽壓)：即e=0時(shí)的蒸汽壓

蒸氣壓的計(jì)算兩種蒸氣壓可通過圖表進(jìn)行換算。

第4頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/20234煉油工藝學(xué)1、蒸氣壓的計(jì)算純化合物的蒸汽壓與溫度間的關(guān)系可用Clapeyron-Clausius方程表示：第5頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/20235煉油工藝學(xué)1、蒸氣壓的計(jì)算在實(shí)際應(yīng)用中，常用經(jīng)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)的方法來求定純烴的蒸汽壓，其中比較簡便的如Antoine方程：第6頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/20236煉油工藝學(xué)2、烴類混合物及石油餾分的蒸汽壓與純烴不同，烴類混合物的蒸汽壓不僅取決于溫度，同時(shí)也取決于其組成。當(dāng)體系壓力不高，近似完全理想系，對(duì)于組分比較簡單的烴類混合物，其總的蒸汽壓可用Dalton—Raoult定律求得：第7頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/20237煉油工藝學(xué)二、餾程(沸程)

定義：

石油餾分的沸點(diǎn)表現(xiàn)為一定寬度的溫度范圍，稱為沸程。同一油品的餾程因測定儀器和測試方法不同。其餾程數(shù)據(jù)也有差別。在油品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中，大都采用條件性的餾程測定法——恩氏蒸餾。

恩氏蒸餾(ASTM蒸餾)（GB6536-86)將100mL油品放入標(biāo)準(zhǔn)的蒸餾瓶中，按規(guī)定條件加熱，流出第一滴冷凝液時(shí)的氣相溫度稱為初餾點(diǎn)，餾出物為10%、20%……90%時(shí)的氣相溫度別別稱為10%、20%……90%點(diǎn)，蒸餾到最后所能達(dá)到的最高氣相溫度稱為終餾點(diǎn)或干點(diǎn)。從初餾點(diǎn)到干點(diǎn)（終餾點(diǎn)）的溫度范圍稱為餾程。

第8頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/20238煉油工藝學(xué)恩式蒸餾裝置圖第9頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/20239煉油工藝學(xué)以氣相餾出溫度為縱坐標(biāo)，餾出體積為橫坐標(biāo)，可以繪得該油品的恩氏蒸餾曲線。對(duì)于輕質(zhì)油品：恩氏蒸餾曲線中10%到90%這一段很接近一條直線，因此可以用恩氏蒸餾曲線的10%到90%之間的斜率來表示該油品的餾程寬窄。即恩氏蒸餾曲線的斜率越大，該油品的餾程范圍越寬。

斜率S：表示從餾出10%到90%之間，每餾出1%的沸點(diǎn)平均升高值

由于餾程測定具有嚴(yán)格的條件性，因此餾程數(shù)據(jù)并不代表該油品的真實(shí)沸點(diǎn)范圍，但可以大致判斷油品中輕重組分的相對(duì)含量，或用與不同油品之間的比較。

第10頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202310煉油工藝學(xué)大多數(shù)液體燃料規(guī)格中，只要求測定其具有代表性的初餾點(diǎn)、10%、50％和90％的餾出溫度及干點(diǎn)。汽油的餾程40～200℃，輕柴油的餾程200～350℃，潤滑油的餾程350～520℃。餾程的數(shù)據(jù)基本能反映油品組分輕重的相對(duì)含量，所以在原油評(píng)價(jià)中常用。餾程是發(fā)動(dòng)機(jī)燃料等的重要質(zhì)量指標(biāo)。第11頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202311煉油工藝學(xué)三、平均沸點(diǎn)

1．體積平均沸點(diǎn)用途：由tv可求得其他平均沸點(diǎn)

2．質(zhì)量平均沸點(diǎn)(tw)用途：tw主要用于求定油品的真臨界溫度Tc第12頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202312煉油工藝學(xué)3．立方平均沸點(diǎn)Teu

用途：Teu主要用于求油品的特性因數(shù)和運(yùn)動(dòng)粘度4．實(shí)分子平均沸點(diǎn)tm

用途：tm主要用于求油品的假臨界溫度(Tc’)和偏心因數(shù)(ω)5．中平均沸點(diǎn)tme用途：tme用于求油品氫含量,K,Pc,燃燒熱和平均分子量第13頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202313煉油工藝學(xué)第二節(jié)密度、相對(duì)密度、特性因數(shù)和平均相對(duì)分子質(zhì)量(組成特性)

第14頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202314煉油工藝學(xué)一、密度和相對(duì)密度1．定義密度是單位體積物質(zhì)在真空中的質(zhì)量，g/cm3，kg/m3我國規(guī)定20℃時(shí)的密度為石油產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)密度，ρ20在一定條件下，以一種液體的密度與另一種參考物質(zhì)密度的比值來表示物質(zhì)的相對(duì)密度，又稱比重常用的有d420(我國)，d15.615.6(歐美)RelativedensitySpecificgravity第15頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202315煉油工藝學(xué)第12屆世界石油會(huì)議規(guī)定對(duì)原油的分類：

API度>31.1的原油為輕質(zhì)原油；API度在31.1～22.3之間，為中質(zhì)原油；API度在22.3～10.0之間，為重質(zhì)原油；API度<10.0，為特重原油。

隨著相對(duì)密度增大，比重指數(shù)的數(shù)值下降

第16頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202316煉油工藝學(xué)2．油品密度與化學(xué)組成的關(guān)系分子量相近的不同烴類之間密度有明顯差別

芳烴>環(huán)烷烴>烷烴如在20℃時(shí)：苯0.8774；環(huán)己烷0.7780；正己烷0.6572，分子環(huán)數(shù)越多，密度越大；

同一種原油沸點(diǎn)增加，分子量增大，密度增大對(duì)不同原油，同樣沸程，相對(duì)密度差別很大一般來說，環(huán)烷基的>中間基的>石蠟基的第17頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202317煉油工藝學(xué)3．與溫度、壓力的關(guān)系同一油品，溫度上升，相對(duì)密度減小在一定壓力范圍內(nèi)，壓力升高，對(duì)油品相對(duì)密度的影響可以忽略，只有當(dāng)壓力極大(幾十兆帕)時(shí)，才考慮壓力對(duì)相對(duì)密度的影響第18頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202318煉油工藝學(xué)4．液體油品的混合密度

屬性相近油品混合，混合密度可近似按可加性計(jì)算屬性相差很大的兩類組分(如烷烴和芳香烴)混合時(shí)，體積可能增大密度相差懸殊的兩個(gè)組分(如重油和輕烴)混合時(shí)，體積可能收縮

第19頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202319煉油工藝學(xué)5、氣液混合物的密度第20頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202320煉油工藝學(xué)二、特性因數(shù)(K;Wastonfactor;Characterizationfactor)1．定義特性因數(shù)是烴類絕對(duì)溫度表示的沸點(diǎn)的立方根對(duì)相對(duì)密度作圖，所得曲線的斜率2．不同烴類K值的大小同族的烴K值相近，不同族的烴K值不同

富含烷烴的石油餾分K值為12.5～13.0，富含芳烴的石油餾分K值為10～11

第21頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202321煉油工藝學(xué)對(duì)于烷烴來說，支鏈增加K值下降；而對(duì)于環(huán)烷烴和芳烴來說，支鏈數(shù)增加K值增加；對(duì)于芳烴來說，環(huán)數(shù)增加，K值減小對(duì)于石油餾分，計(jì)算K值時(shí)溫度T為中平均沸點(diǎn)

3．用途

特性因數(shù)對(duì)于了解原油的分類和確定原油的加工方案，油品的化學(xué)組成及油品的其它特性是十分有用的。石油餾分的特性因數(shù)，結(jié)合相對(duì)密度或平均沸點(diǎn)可求得油品的其他物理性質(zhì)，如前面講的蒸汽壓及后面將要講的分子量等。第22頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202322煉油工藝學(xué)三、其他表征油品化學(xué)組成的參數(shù)

①相關(guān)指數(shù)BMCI(美國礦務(wù)局相關(guān)指數(shù))BMCI：BureauofMinesCorrelationIndex

正構(gòu)烷烴的相關(guān)指數(shù)最小，基本為0；芳香烴的相關(guān)指數(shù)最高(苯約為100)相關(guān)指數(shù)BMCI這個(gè)指標(biāo)廣泛用于表征裂解乙烯原料的化學(xué)組成，希望是越小越好。

第23頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202323煉油工藝學(xué)

特征參數(shù)KH②

對(duì)于含有大量不飽和烴或膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的餾分（VR），特性因數(shù)就不能很好地表征其化學(xué)組成特性。因此石油大學(xué)重質(zhì)油國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對(duì)原有的特性因數(shù)K進(jìn)行了修正，提出了一個(gè)表征渣油特征的特征參數(shù)KH。

第24頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202324煉油工藝學(xué)通過KH可以對(duì)渣油的加工性能進(jìn)行分類：

第一類：KH>7.5二次加工性能好第二類：6.5<KH<7.5二次加工性能中等第一類：KH<6.5二次加工性能差

通過多國內(nèi)外10幾種渣油的使用，發(fā)現(xiàn)KH較好地反映了渣油的特征和化學(xué)組成極其裂化性能，產(chǎn)品收率與KH有良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

第25頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202325煉油工藝學(xué)三、平均相對(duì)分子質(zhì)量1．定義在煉油設(shè)備計(jì)算中，應(yīng)用最多的是數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量2．油品分子量的變化規(guī)律汽油：100～120煤油：180～200柴油：210～240低粘度潤滑油：300～360高粘度潤滑油：370～500第26頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202326煉油工藝學(xué)3．計(jì)算混合油品的平均相對(duì)分子質(zhì)量可以按加和法進(jìn)行計(jì)算經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式第27頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202327煉油工藝學(xué)第三節(jié)油品的流動(dòng)性能

一、粘度1．定義流動(dòng)分子的內(nèi)摩擦使流體帶有一定的粘滯性，從而產(chǎn)生流體抵抗剪切作用的能力。衡量這種能力或粘滯性的性質(zhì)指標(biāo)，就是粘度。粘度是評(píng)定油品流動(dòng)性的指標(biāo)，是噴氣燃料、柴油、重油和潤滑油的重要質(zhì)量指標(biāo)。對(duì)潤滑油的分級(jí)、質(zhì)量鑒定具有決定意義，也是工藝計(jì)算和工藝設(shè)計(jì)中不可缺少的物理常數(shù)。

石油和油品在處于牛頓流體狀態(tài)時(shí)，其流動(dòng)性能用黏度來描述；當(dāng)處于低溫狀態(tài)時(shí)，則用各種條件性指標(biāo)來評(píng)定其低溫流動(dòng)性：如凝點(diǎn)、結(jié)晶點(diǎn)、冰點(diǎn)等。

第28頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202328煉油工藝學(xué)2．粘度的分類原油的粘度動(dòng)力粘度(絕對(duì)粘度)c.g.s制泊(P,poise)厘泊(cP)

SI制Pa.s

1Pa.s=1000cP石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)粘度γ=η/ρ

c.g.s制(沱，Stoke)厘斯(厘沱)SI制mm2/s

1cSt=1mm2/s

第29頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202329煉油工藝學(xué)專門用于表示油品粘度的指標(biāo)賽氏粘度(SayboltViscosity)SUS或SFS

恩氏粘度(EnglerViscosity)條件度，E

雷氏粘度(RedwoodViscosity)RIS條件粘度各種粘度的近似關(guān)系：運(yùn)動(dòng)粘度(mm2/s):恩氏粘度(條件度，E):賽氏通用粘度(SUS):雷氏粘度(RIS)=1:0.132:4.62:4.053．粘度的測定毛細(xì)管粘度計(jì)：牛頓型流體旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)：非牛頓型流體第30頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202330煉油工藝學(xué)二、油品粘度和化學(xué)組成的關(guān)系

黏度反映液體內(nèi)部分子間的摩擦力，因此黏度必然與油品的分子結(jié)構(gòu)和大小密切相關(guān)，有關(guān)υ與組成的關(guān)系，有幾點(diǎn)結(jié)論：油品的粘度隨沸程的升高和密度增大而迅速增大對(duì)于相同沸點(diǎn)的不同石油餾分：含環(huán)狀烴多則粘度高；環(huán)數(shù)越多，粘度越大當(dāng)烴類分子中的環(huán)數(shù)相同時(shí)，其側(cè)鏈越長則其粘度越大相同環(huán)數(shù)和碳數(shù)的芳香烴和環(huán)烷烴：環(huán)烷烴>芳香烴

上述結(jié)論說明了液體的運(yùn)動(dòng)黏度中包含了分子結(jié)構(gòu)的信息，而且環(huán)可以認(rèn)為是黏度的載體。

第31頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202331煉油工藝學(xué)三、油品粘度與壓力、溫度的關(guān)系

1．與溫度的關(guān)系溫度升高，所有油品粘度下降；溫度降低，所有油品粘度升高①粘溫性質(zhì)：油品的粘度隨溫度變化的性質(zhì)油品的粘度隨溫度的變化幅度小，則稱為油品的粘溫性質(zhì)好

Relationofviscosityandtemperature第32頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202332煉油工藝學(xué)②粘溫性質(zhì)的表示法粘度比：υ50℃/υ100℃；比值越小，則粘溫性質(zhì)越好粘度指數(shù)(VI)當(dāng)粘度指數(shù)(VI)為0～100時(shí)：

當(dāng)粘度指數(shù)等于或大于100時(shí)：

粘度指數(shù)越高，表示油品的粘溫性質(zhì)越好

第33頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202333煉油工藝學(xué)③粘溫性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系正構(gòu)烷烴的粘溫性質(zhì)最好，分支程度較小的異構(gòu)烷烴的粘溫性質(zhì)比正構(gòu)烷烴稍差，隨著分支程度的增大，粘溫性質(zhì)越來越差；環(huán)狀烴(包括環(huán)烷烴和芳香烴)的粘溫性質(zhì)比鏈狀烴的差；當(dāng)分子中環(huán)數(shù)相同時(shí)，其側(cè)鏈越長粘溫性質(zhì)越好，但側(cè)鏈上如有分支也會(huì)使粘溫性質(zhì)變差第34頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202334煉油工藝學(xué)④石油及石油餾分的粘溫性質(zhì)石油各餾分的粘度都隨著其沸程的升高而增大相對(duì)分子質(zhì)量增大環(huán)狀烴含量增多所致當(dāng)石油餾分的沸程相同時(shí)石蠟基原油的粘度最小中間基居中環(huán)烷基的最大石油及其餾分的粘溫性質(zhì)石蠟基原油的餾分的最好中間基居中環(huán)烷基最差第35頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202335煉油工藝學(xué)2．粘度與壓力的關(guān)系壓力升高，粘度增大當(dāng)壓力高于40atm時(shí)，需要考慮壓力的影響此式不適用于壓力大于70MPa的情況四、油品的混合粘度油品混合物的粘度無可加性組成、性質(zhì)、粘度相差越大，離可加性相差越大第36頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202336煉油工藝學(xué)四、熱性質(zhì)比熱容：單位質(zhì)量物質(zhì)溫度升高1℃或1K所需要的熱量稱為比熱容。恒壓比熱容，恒容比熱容，飽和狀態(tài)比熱容。油品的比熱容隨溫度增加而增加，隨油品密度的增大和相對(duì)分子質(zhì)量增加而減小。烴類碳原子數(shù)相同時(shí)，烷烴比熱容最大，環(huán)烷烴次之，芳烴最小。同餾程范圍的油品含烷烴越多，比熱容越大，含芳烴越多，其比熱容越小。第37頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202337煉油工藝學(xué)蒸發(fā)熱：常壓沸點(diǎn)下，單位質(zhì)量油品由液態(tài)轉(zhuǎn)化為同溫度下氣態(tài)油品所需要的熱量稱為油品的蒸發(fā)潛熱。溫度、壓力升高時(shí)，蒸發(fā)潛熱逐漸減小，到臨界點(diǎn)時(shí)蒸發(fā)潛熱為零。油品沸點(diǎn)越高，蒸發(fā)潛熱越小。餾程相同時(shí)，含烷烴多的餾分蒸發(fā)潛熱較小，含環(huán)烷烴多的餾分蒸發(fā)潛熱較大，含芳烴多的餾分蒸發(fā)潛熱最大。第38頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202338煉油工藝學(xué)熱焓：單位質(zhì)量的油品從基準(zhǔn)溫度加熱到某溫度和壓力時(shí)所需要的熱量稱為熱焓。同一溫度下，相對(duì)密度小及特性因數(shù)大的油品具有較高的焓值。第39頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202339煉油工藝學(xué)五、油品的低溫流動(dòng)性低溫下，石油及液體產(chǎn)品在低溫失去流動(dòng)性有兩種情況：粘溫凝固：含蠟很少或不含蠟的油品，在溫度下降時(shí)，捻度迅速升高，當(dāng)黏度大到一定程度后（>3×105mm2/s）,油品就會(huì)變成無定型的玻璃狀物質(zhì)，失去流動(dòng)性，這種凝固稱為粘溫凝固。不是很確切，仍是可塑性物質(zhì)，而不是固體。構(gòu)造凝固：含蠟原油或油品，在溫度下降過程中，由于蠟結(jié)晶析出而引起的凝固。低溫流動(dòng)性是顯著影響油料輸運(yùn)、儲(chǔ)存和使用條件，不同的石油產(chǎn)品低溫流動(dòng)性能有不同的評(píng)定指標(biāo)。第40頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202340煉油工藝學(xué)1.

濁點(diǎn)、結(jié)晶點(diǎn)和冰點(diǎn)是表征煤油、航空汽油和噴氣燃料的低溫性能指標(biāo)。濁點(diǎn)：是煤油的低溫指標(biāo)，在規(guī)定條件下降溫，當(dāng)煤油出現(xiàn)霧狀或渾濁時(shí)的最高溫度。GB/T6986結(jié)晶點(diǎn)：是在規(guī)定條件下冷卻油品，出現(xiàn)用肉眼可以分辨的結(jié)晶時(shí)的最高溫度。SH/T0179同一油品：濁點(diǎn)高于結(jié)晶點(diǎn)。冰點(diǎn)：是在規(guī)定條件下冷卻油品到出現(xiàn)結(jié)晶后，再使其升溫，使原來形成的結(jié)晶消失時(shí)的最低溫度。GB/T2430同一油品的冰點(diǎn)比結(jié)晶點(diǎn)高1～3℃。

濁點(diǎn)>冰點(diǎn)>結(jié)晶點(diǎn)。

第41頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202341煉油工藝學(xué)這些低溫指標(biāo)受化學(xué)組成的影響：（1）

正構(gòu)烷烴、芳香烴>環(huán)烷烴、異構(gòu)烷烴和烯烴；（2）

同一族烴類，分子量增加，指標(biāo)升高；（3）

油品中含水，會(huì)嚴(yán)重影響油品的低溫指標(biāo)。

第42頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202342煉油工藝學(xué)2.凝點(diǎn)、傾點(diǎn)和冷濾點(diǎn)是原油、柴油、潤滑油和燃料油的重要使用性能指標(biāo)。目前國內(nèi)正逐步采用以傾點(diǎn)代替凝點(diǎn)、用冷濾點(diǎn)代替柴油凝點(diǎn)。(CondensationPoint)對(duì)于石油產(chǎn)品，沒有固定的“冰點(diǎn)”，也沒有固定的“溶點(diǎn)”。所謂油品的“凝點(diǎn)”是在嚴(yán)格的儀器、操作條件下測得油品剛失去流動(dòng)時(shí)的最高溫度。而所謂失去流動(dòng)性，也完全是條件性的。GB/T510-83傾點(diǎn)：是指油品能從規(guī)定儀器中流出的最低溫度，也稱為流動(dòng)極限，它比凝點(diǎn)能更好地反映油品的低溫性能，被規(guī)定作為ISO標(biāo)準(zhǔn)。(PourPoint)GB/T3535-83

第43頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202343煉油工藝學(xué)冷濾點(diǎn)：是在規(guī)定的壓力和冷卻速度下，測得20ml試油開始不能全部通過363目/in2的過濾網(wǎng)時(shí)的最高溫度。冷濾點(diǎn)能較好地反映柴油的泵送和過濾性能，與實(shí)際使用情況有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以目前用冷濾點(diǎn)替換凝點(diǎn)指標(biāo)。SH/T0248

(Coldfilterpluggingpoint--CFPP)第44頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202344煉油工藝學(xué)第四節(jié)油品的燃燒性能

一、油品的閃點(diǎn)(flashpoint)

1．爆炸上限和下限

石油和石油產(chǎn)品大都是易燃易爆、作為重要燃料來使用，研究其燃燒性能，對(duì)于安全使用燃料和了解燃料的使用性能均非常重要，主要用閃點(diǎn)、燃點(diǎn)和自燃點(diǎn)來描述。

第45頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202345煉油工藝學(xué)

在加熱油品時(shí)，隨著油品溫度的升高，油品上方空氣中的油氣濃度逐漸增大，當(dāng)用外來火源去引燃油氣混合氣時(shí)，發(fā)現(xiàn)在一定濃度范圍內(nèi)，油品上方會(huì)出現(xiàn)瞬間閃火或爆炸現(xiàn)象。當(dāng)油氣濃度低于這一范圍，油氣不足，而高于這一范圍，則空氣不足，都不能閃火爆炸，因此稱這一油氣濃度范圍為爆炸范圍。其下限濃度稱為爆炸下限，上限濃度稱為爆炸上限。因此在儲(chǔ)存油品時(shí)，應(yīng)使油品上方的油氣濃度在爆炸范圍之外，這樣在有外來火源時(shí)，才不至于發(fā)生閃火爆炸事故。

第46頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202346煉油工藝學(xué)所謂閃點(diǎn)是指油品在常壓下油氣混合氣相當(dāng)于爆炸下限或上限時(shí)的油品溫度。因此閃點(diǎn)可以認(rèn)為是一個(gè)溫度范圍。而平時(shí)我們使用爆炸下限溫度或者爆炸上限溫度來作為油品的閃點(diǎn)。關(guān)于閃點(diǎn)有以下幾點(diǎn)說明：汽油的閃點(diǎn)是相當(dāng)于爆炸上限的油品溫度，而煤、柴油和潤滑油等的閃點(diǎn)是相當(dāng)于爆炸下限時(shí)的油品溫度。

第47頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202347煉油工藝學(xué)

石油產(chǎn)品的餾程越輕，蒸汽壓越大，閃點(diǎn)越低。閃點(diǎn)越低表明其著火危險(xiǎn)性越大。因此石油產(chǎn)品以其閃點(diǎn)作為著火危險(xiǎn)等級(jí)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。閃點(diǎn)是一個(gè)嚴(yán)格的條件性試驗(yàn)參數(shù)，實(shí)驗(yàn)時(shí)的條件不同，閃點(diǎn)也不同。輕質(zhì)油品采用閉口杯法測定（GB/T261）；重質(zhì)油品和潤滑油采用開口杯法（GB/T267）。同一油品的閃點(diǎn)：開口杯>閉口杯重質(zhì)油品中混入少量輕質(zhì)油時(shí)，閃點(diǎn)大大下降，而且開口杯閃點(diǎn)與閉口杯閃點(diǎn)的差別也大大增大?？梢酝ㄟ^某種油品閃點(diǎn)的大小來判斷其是否摻雜了其他油品。例如潤滑油中混入了少量低沸點(diǎn)油品，則其閃點(diǎn)會(huì)大大降低。第48頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202348煉油工藝學(xué)通過油品閃點(diǎn)的大小來確定油品儲(chǔ)存或使用時(shí)應(yīng)采用的溫度。從防火角度來看，敞開裝油容器或傾倒油品時(shí)的溫度應(yīng)比油品的閃點(diǎn)低至少17℃。混合油品的閃點(diǎn)不具備加和性，其閃點(diǎn)總是低于按可加性計(jì)算的混合油閃點(diǎn)。第49頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202349煉油工藝學(xué)二、燃點(diǎn)和自燃點(diǎn)

燃點(diǎn)：油品在規(guī)定條件下加熱到能被外部火源引燃并連續(xù)燃燒不少于5秒鐘時(shí)的最低溫度自燃點(diǎn)：把油品預(yù)熱到很高溫度，然后使其與空氣接觸，則不需引火，油品即可能因劇烈氧化而產(chǎn)生火焰自行燃燒，能產(chǎn)生自燃的最低溫度稱為自燃點(diǎn)

Burningpoint;firepoint;ignitionpointSelf-ignitionpoint第50頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202350煉油工藝學(xué)

通過定義我們可以看到，測閃點(diǎn)與燃點(diǎn)時(shí)需外部火源引燃；而自燃點(diǎn)卻不需要，但它也有條件，就是油品在具有高溫時(shí)才會(huì)出現(xiàn)自燃。象煉廠高溫法蘭處漏油時(shí)發(fā)生的火災(zāi)就屬于油品的自燃。

第51頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202351煉油工藝學(xué)三、閃點(diǎn)、燃點(diǎn)和自燃點(diǎn)與油品的組成的關(guān)系

同族烴中，分子量增大，閃點(diǎn)增高，燃點(diǎn)增高，自燃點(diǎn)降低油品越輕，閃點(diǎn)越低，燃點(diǎn)越低，自燃點(diǎn)越高烷烴比芳烴易于自燃，所以烷烴的自燃點(diǎn)低(芳香烴比烷烴穩(wěn)定)，但烷烴的閃點(diǎn)卻比粘度相同而含環(huán)烷烴和芳香烴較多的油品高第52頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202352煉油工藝學(xué)

從安全放火的角度來說，輕質(zhì)油品防明火，以防外界火源而引燃爆炸，重質(zhì)油品應(yīng)防止高溫泄露，遇空氣自燃。第53頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202353煉油工藝學(xué)第五節(jié)溶

解

度

在石油和天然氣工業(yè)中，經(jīng)常會(huì)遇到水和油品、油品與溶劑的相平衡問題，其中包括氣-液和液-液平衡，大量的是溶解度問題。

一、水在油中的溶解度水在油品中溶解度很小，但對(duì)油品使用性能產(chǎn)生惡劣的影響。其主要原因是因?yàn)樗谟推分械娜芙舛入S溫度升高而增大。油品中的微量水會(huì)使油品的低溫性能變差，特別是對(duì)航空汽油或噴氣燃料造成的危害最為嚴(yán)重；并使油品儲(chǔ)存安定性變壞，導(dǎo)致設(shè)備腐蝕和磨蝕等。

第54頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202354煉油工藝學(xué)水在油品中的溶解度受其化學(xué)組成制約。一般來說，水在芳香烴和烯烴中的溶解度比在烷烴和環(huán)烷烴中的大。當(dāng)碳原子數(shù)相同時(shí)，水在環(huán)烷烴中的溶解度又稍低于在烷烴中的。富含環(huán)烷烴的噴氣燃料，當(dāng)脫除大部分芳香烴以后，它對(duì)水的溶解度大大降低，明顯改善了噴氣燃料的低溫性能。水在烴類中的溶解度，可根據(jù)烴的碳?xì)滟|(zhì)量比從有關(guān)圖表中得到。第55頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202355煉油工藝學(xué)二、苯胺點(diǎn)(anilinepoint)

苯胺點(diǎn)是油品的一個(gè)特性數(shù)據(jù)，它可以反映油品的化學(xué)組成特點(diǎn)。這與前面我們學(xué)過的特性因數(shù)K、特征參數(shù)KH和相關(guān)指數(shù)BMCI一樣都是特性數(shù)據(jù)，在某種程度上可以大致反映油品的化學(xué)組成。苯胺點(diǎn)是關(guān)于油品溶解度方面的參數(shù)，烴類在溶劑中的溶解度主要決定于烴類和溶劑分子結(jié)構(gòu)的相似程度。兩者結(jié)構(gòu)越相似，溶解度越大。從化學(xué)角度來說，我們把它稱為相似相溶原理。第56頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202356煉油工藝學(xué)當(dāng)某一油品與溶劑以一定比例混合時(shí)，在較低溫度下，因溶解度低兩者不完全互溶而呈液-液兩相，存在相界面；當(dāng)溫度升高時(shí)，溶解度逐漸增大，當(dāng)加熱到某一溫度時(shí)，兩者達(dá)到完全互溶，相界面消失，這時(shí)的溫度稱為該混合物的臨界溶解溫度。即相界面消失的最低溫度稱為臨界溶解溫度。臨界溶解溫度越低，表明烴類與溶劑的互溶能力越強(qiáng)，同時(shí)也說明兩者之間的分子結(jié)構(gòu)越相似。苯胺點(diǎn)：就是以苯胺為溶劑，與油品按體積比為1∶1混合時(shí)的臨界溶解溫度。

第57頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202357煉油工藝學(xué)關(guān)于苯胺點(diǎn)的幾點(diǎn)說明：①不同烴類的苯胺點(diǎn)差別很大，當(dāng)碳原子數(shù)相同時(shí)多環(huán)芳烴〈單環(huán)芳烴〈烯烴〈環(huán)烷烴〈烷烴而且芳香烴的苯胺點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于烷烴和環(huán)烷烴。如以C6為例：苯：<-30℃1-己烯：27℃環(huán)己烷：31℃正己烷：69.1℃

第58頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202358煉油工藝學(xué)②對(duì)于同族烴類：隨分子量增大，苯胺點(diǎn)增大，但變化幅度不大。正己烷：69.1正庚烷：70.0正辛烷：72.1正壬烷：74.9℃③苯胺點(diǎn)的用途：根據(jù)油品苯胺點(diǎn)可以求油品的特性因數(shù)K，分子量和H/C質(zhì)量比等物性。也可以由油品的苯胺點(diǎn)計(jì)算柴油的柴油指數(shù)，從而可以估算油品的十六烷值。第59頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202359煉油工藝學(xué)④近年國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO3648-1976）和國家標(biāo)準(zhǔn)（GB2429-81）都確定用航空燃料的苯胺點(diǎn)和密度按經(jīng)驗(yàn)式計(jì)算航空燃料和各種規(guī)格燃料的凈熱值。⑤苯胺點(diǎn)還用于測定油品中芳香烴含量，在測定試樣和脫除芳香烴以后試樣的苯胺點(diǎn)后，可按下式計(jì)算油品中的芳香烴含量。

⑥油品的苯胺點(diǎn)通常有實(shí)驗(yàn)測定或有經(jīng)驗(yàn)圖表求定?；蛘哂申P(guān)聯(lián)式計(jì)算。下式用于計(jì)算國產(chǎn)石油直餾餾分油的苯胺點(diǎn)準(zhǔn)確性很好。

第60頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202360煉油工藝學(xué)第七節(jié)油品的其他物理性質(zhì)

石油和油品還有很多特性指標(biāo)，常用的有顏色、水分、硫含量、酸度、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量、蠟含量、殘?zhí)?、灰分、水溶性酸或堿、腐蝕性等等，它們對(duì)油品使用性能影響很大，現(xiàn)簡述于后，對(duì)于不同油品的某些專用性質(zhì)指標(biāo)在此不作討論

一、硫含量含硫量是原油和油品必需的重要指標(biāo)，油品中的硫化物，使得油品具有腐蝕性、儲(chǔ)存的不安定性，使用時(shí)會(huì)造成環(huán)境污染，因此是必須加以嚴(yán)格控制的指標(biāo)。不同油品含硫量的測定方法不同。汽、煤、柴油用GB/T380燃燈法測定，噴氣燃料等用GB/T1792測定硫醇性硫含量，深色石油產(chǎn)品如燃料油、原油、潤滑油等用GB/T387管式爐法，還有SH/T0172高溫法等。第61頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月9/8/202361煉油工藝學(xué)

定量測定硫含量的常用方法，其原理是用一定方式把油品中的全部硫化物轉(zhuǎn)化為SO2，然后用一定溶液吸收，并轉(zhuǎn)化為H2SO4，用標(biāo)準(zhǔn)堿溶液滴定以計(jì)算元素硫的含量。二、酸度和酸值

酸度和酸值都是定量表示油品中酸性物質(zhì)（主要是有機(jī)酸）含量的指標(biāo)。用中和100ml或100g油樣中酸性物質(zhì)所需要的KOH毫克數(shù)來表示酸度，單位為mgKOH/100M