石油物性第三讲

第三讲石油馏分的特性参数和组成预测2009年3月18日特性参数与组成预测石油是复杂的烃类混合物蒸馏是改变组成数量、不改变结构的物理分离过程其它二次加工过程均是改变组成和结构的过程组成的变化预示性质的改变<200ºC汽油或低沸馏分180～350ºC煤油、柴油馏分或中间馏分350～500ºC减压或高沸馏分润滑油原料或裂化原料>500ºC减压渣油特性参数与组成预测

350～360ºC馏分的物理性质物性大庆胜利大港孤岛200.83420.84860.87630.9172M286.6288.8259.0283.8nD201.46631.47431.48821.5113100(mm2/s)2.332.73 2.663.25K>12.612.112.111.8

不同原油即使相同沸程的馏分油，由于化学组成差别，其物性也会有显著不同。因而表征石油馏分特性仅用沸点和密度是不够的。特性参数与组成预测几种表征石油馏分特性的参数

一、石油馏分的特性参数1、平均沸点

tm

—

实分子平均沸点；tme—中平均沸点

恩氏蒸馏特性参数与组成预测tw=tv＋1tu=tv－2tcu=tv－3tme=tv－4特性参数与组成预测2、平均分子质量石油馏分的平均分子质量预测方法很多，举主要几例：图表法：（1）Winn图,tme,K,C/H,tAP(苯胺点)用任何二个值，求M（2）重馏分油98.9,37.8求得分子量（3）tme,,K,HV任二个求分子量关联式：Winn图关联式特性参数与组成预测3、特性因数K(CharacterizationFactor(ofWatson)从烃类物性数据可见，不同烃类的密度、沸点不同，两者结合可得到表征其结构特性的参数，并称之为特性因数K。Tb原为Tm,后为TCU，现为Tme（单位，K)估算：1）计算式2）查图表Winn图等

特性参数与组成预测4、相关系数CI---CorrelationIndex

与K类似，由T、d表征石油馏分的烃类组成特征：随油品石蜡性提高，CI下降

烷烃0～12环烷烃24～52芳香烃55～100特性参数与组成预测

5、粘重常数ViscosityGravityConstantVGC或粘重函数ViscosityGravityFactionVGF1928年HillandCoats提出

可贵之处是VGC有可加性。用于润滑油馏分反映其粘温性质及烃类分布。石蜡基原油润滑油VGC<0.82中间基原油润滑油VGC:0.82～0.85环烷基原油润滑油VGC>0.85特性参数与组成预测与K规律相反,K:芳烃<环烷烃<烷烃VGC:芳烃<环烷烃<烷烃可见，石蜡性提高，K增大，CI下降，VGC下降。根据100单位或测定方法不同，VGC有不同计算式。用100ºF和210ºF的SSV（SayboltUniversalViscosity）秒表示粘度，则用下式计算：特性参数与组成预测因VGC与石油馏分化学组成有关，因此已用于估算石油馏分的P、N、A组成。对于M>200的用VGCM>200的用VGF式中100F

210F为100F和210F的运动粘度m2/S特性参数与组成预测6、交折点RI（Refractivityintercept）1936KurtzorWard不同族烃类的RI值不同，所以RI可作推算石油烃组成的特性参数。烷烃RI：1.048～1.05环烷烃RI:1.03～1.046芳烃RI:1.07～1.105特性参数与组成预测7、Huang特性因数I1977烷烃I=0.267～0.273环烷烃I=0.278～0.308芳烃I=0.298～0.362适用范围:M:70～56720:0.62～1.07Tb:97～928K折光nD20:1.35～1.63M<200:偏差1%；M>200:1.1%特性参数与组成预测特征参数ParaffinsNaphtheneAromatics特点特性因数K13.1～13.510.5～13.29.5～12.5ANP相关指数CI0～1224～5255～100PNA分开粘重常数VGC0.74～0.750.89～0.940.95～1.13可加性\分开值小交折点RI1.048～1.051.03～1.0461.07～1.105分开、差小Huang特性因数I0.267～0.2730.278～0.3080.298～0.362PN分开NA重叠5种反映石油馏分烃组成特性参数的范围

特性参数与组成预测二、石油馏分化学组成的预测方法

1、n-d-M法预测Cp,CN,CA

特性参数与组成预测1951年VanNesandVanWesten提出方法优点：1）有一定实验基础，准确确定不含烯烃石油馏分碳和环的分布2）所需参数n、d、M较易测得3）使用方便，可计算亦可查图4）可适用于纯烃和不同基属原油

不足：1）必须假定所有环（芳烃、环烷烃）均为六员环2）必须假定所有环均呈渺位缩合3）使用范围限于不含烯的M>200的石油馏分特性参数与组成预测特性参数与组成预测

2、

RI、VGC预测石油烃组成1980年RiaziandDaubert提出计算石油馏分烃组成：

XP=a+bRI+cVGCXN=d+eRI+fVGCXA=g+hRI+IVGC其中，a,b……I为系数，XP、XN、XA为摩尔分率。当M:200～500时,式中用VGC计算.M<200式中用VGF计算需要相对密度和粘度等数据。特性参数与组成预测优点：具备必要数据时（密度和粘度），可方便地得到石油馏分烃组成的摩尔分率。问题：此方法的基础为42个轻馏分和16个重馏分，实验数据少，经考察有下列特点：

1）适用范围较窄2）需要轻馏分的粘度值

特性参数与组成预测系数轻馏分重馏分分子量范围80～200200～500a-23.94-9.00b+24.21+12.53c-1.092-4.228d+41.14+18.66e-39.43-19.90f+0.627+2.973g-16.2-8.66h+15.22+7.37i+0.465+1.255特性参数与组成预测M<200轻馏分

M>200重馏分

P%=-1335.9+1445.9RI-131.34VGF①P%=257.37+101.33RI-357.3VGC④nN%=2398.2-2333.3RI+81.52VGF②N%=246.4-267.01RI+196.3VGC⑤A%=100-(P%+N%)③A%=100-(P%+N%)③VGF,VGC,RI同前，当无粘度数据时无法计算VGF、VGC，则用以下一组最佳关联

P%=257-287S+2.876CH⑥C/HMnP%=198.42-27.72RI-15.64CH⑩C/Hn

N%=52.641-0.7494(P%)-2.181m⑦N%=59.77-76.17RI+6.805CH(11)A%=100-(P%+N%)③A%=100-(P%+N%)③特性参数与组成预测M<200轻馏分

M>200重馏分

orP%=373.87-408.29S+1.4772m⑧

MnP%=193.82+0.7485m-19.966CH(12)C/HMn

N%=-150.27+210.15S-2.388m⑨

N%=-42.26-0.777m+10.7625CH(13)A%=100-(P%+N%)③

A%=100-(P%+N%)③

上各式可得总芳烃含量，对煤液可细分为：MA%（单芳）+PA%（双和缩芳）

MA%=-6282.45+5990.816RI-2.4835m(14)Mn因无实测组成数据，无关联式PA%=1188.17-1122.13RI+2.3745m(15)A%=100-(P%+N%)③

注意：当无以上实测参数时，可按以下以Tb,S为函数的关联式估算（基于纯烃和石油馏分）M=70～300（至柴油）Tb=80～650F(27～343C)计算式（17～21）

M=300～600（减压馏分油）Tb=650～1000F(343～538C)计算式（22～25）

特性参数与组成预测特性参数与组成预测特性参数与组成预测方法评述：1、n-d-M法仅可用于分子量大于200。P%>25%,准确性与10、11、3（C/H、RI）类似。2、无粘度数据时:以式6～9，3计算M<200的轻馏分，需C/H，M，n，

以10～13、3计算重馏分，需C/H，n，或C/H，M，n3、当有粘度、n，数据时：以式1～3和4、5、3估算无烯石油馏分的P、N、A最佳。方法评述：4、对于高芳烃馏分或煤液，为较好预测热力学性质，用假组分法确定芳烃的类型是必要的，可用式14～16确定MA%、PA%。5、

计算中，如P、N、A、MA、PA出现<0，则取为0。6、注意式3比式16更准确。特性参数与组成预测课程讨论1：汽油组成与其使用性能的关系？话题1——汽油烃族组成（PONA)与燃烧性能？话题2——汽油烃族组成与安定性？话题3——汽油中硫化合物的存在形态？

汽油脱硫的方法与优缺点？（作业2）话题4——提高汽油性能的加工技术？特性参数与组成预测汽油组成变化对排放有害物的影响

COHCNOOzoneToxics*芳香烃45%20%-13%-6%==-=++烯烃20%5%=+6%-6%-10%=-==MTBE0%15%-11%-5%====+=T90182138℃=-22%+5%-10%----*苯、丁二烯、甲醛、乙醛注：=不变-减少+增加特性参数与组成预测生产新配方汽油时，选择工艺的影响因素归纳如下：工艺选项蒸汽压芳香烃苯烯烃硫T90氧辛烷值减少丁烷

=====无—加MTBE=+++++

+增加烷基化+++++=无+除去苯前身物=+

===无=减重整油量+

+—=

无—催化汽油加氢===

=无—FCC进料加氢脱硫====+