石油炼制工程第03章－石油及油品的物理性质.ppt

第三章 石油及油品的物理性质 意义: 油品质量的评定标准； 加工过程的控制参数； 工艺设计的依据。,特点： 是组成中各种化合物性质的综合表现，与化学组成密切相关； 性质多通过条件性实验测定； 广泛使用经验图表和关联式。,第一节 蒸汽压、沸程和平均沸点 一、蒸汽压 蒸汽压是在某一温度下一种物质的液相与其上方的气相呈平衡状态时的压力，也称饱和蒸汽压。 蒸汽压反映了油品蒸发和汽化的能力，是油品重要的物性数据和质量指标。,1、纯烃的蒸汽压 取决于烃的本性，同一族烃类，同一温度下，相对分子量较大的烃类蒸汽压较小。 就某一种纯烃而言，其蒸汽压随温度的升高而增大。,2、烃类混合物及石油馏分的蒸汽压 体系压力不高，对于组分简单的烃类混合物 烃类混合物，在一定温度下，只有其气相、液相或整体组成一定，其蒸汽压才是定值。 对于石油馏分，由于组成难以确定，不能用上式计算；对于沸程窄的馏分，可通过 k 和平均沸点求定。,二、沸程 1、纯物质沸点 对于液态纯物质，其饱和蒸汽压等于外压时的温度，称为该液体在该外压下的沸点。 2、混合物的沸程 当液体为混合物时，在一定外压下其沸腾温度并不是恒定的，随着气化过程中液相里较重组分的不断富集，其沸点会逐渐升高；对于石油馏分这类组成复杂的混合物，一般常用沸点范围来表征其蒸发和气化性能，沸点范围又称沸程（馏程）。,石油馏分的馏程是生产控制和工艺计算的重要数据； 条件性试验，蒸馏设备不同，测定结果不同； 常用astm蒸馏( american society for testing materials, 美国材料试验学会) 或恩氏(engler)蒸馏，gb6536-86。,3、石油馏分的馏程测定,初馏点：馏出第一滴冷凝液时的气相温度称为初馏点； 10馏出温度：馏出液达10ml时的气相温度； 2090馏出温度； 干点（终馏点）：当气相温度升高到一定数值后，它就不再上升，反而回落，这个最高的气相温度称为干点或终馏点； 恩式蒸馏曲线：以气相馏出温度为纵坐标，馏出体积百分数为横坐标；,曲线的1090一段近似为直线，可以计算恩式蒸馏曲线斜率： 该斜率表示油品馏程的宽窄，斜率越大，馏程越宽； 蒸馏时液相温度要低于350，以免油品分解；较重的馏分需在减压下蒸馏，然后换算到常压下； 恩式蒸馏属渐次汽化，无精馏作用，馏出的仍然是混合物； 恩式馏程能粗略轻重组分的相对含量，是严格的条件试验。,三、平均沸点 为简化起见，常用平均沸点表征其气化性能。,体积平均沸点（） 质量平均沸点（）,立方平均沸点（k） 实分子平均沸点（） 中平均沸点（）,只有tv可由馏程直接测定，其它由tv与s查图求定； 可根据经验关联式换算； 上述五种平均沸点使用时要注明； 沸程30，可以近似认为相等。,第二节 密度、相对密度、特性因数 和平均分子量 一、密度和相对密度 1、几个定义 密度：物质的质量与其条件的比值，g/cm3,kg/m3,要注明温度。 标准密度：20的密度。 相对密度：与规定温度下水的密度之比，如,比重指数api。,2、油品密度与温度、压力的关系 温度升高，体积膨胀，密度下降； ：0.00060.0010/ 通常压力下，对密度的影响可以忽略，只有在极高压力下才考虑。,3、密度与化学组成的关系 各族烃类的相对密度是有差别的,石油馏分的相对密度,原油及其馏分的相对密度的一般范围,不同原油各馏分的相对密度,4、密度的测定方法 密度计法，gb1884-83 比重瓶法，gb2540-81,二、特性因数k 特性因数k，又称watson k或uop k，是油品平均沸点和相对密度的函数。,1、纯烃的特性因数 烷 烃：12.7 环烷烃：1112 芳香烃：1011,2、石油馏分的特性因数 富含烷烃的馏分： k=12.513.0 富含芳烃的馏分： k=10.011.0 是表征油品化学组成的重要参数； 可用来关联油品的其它物理性质； 二次加工产物，含大量的烯烃、二烯烃和芳烃，k不能用来反映其化学属性.,3、相关指数bmci bmci(u.s. burau of mines correlation index) 正构烷烃的相关指数最小，基本为0；芳香烃的相关指数最大，如苯为100；环烷烃的相关指数居中，如环己烷为52； 广泛用于表征乙烯原料的化学组成。,三、平均分子量 由于石油极其产品都是复杂的混合物，而所含化合物的分子量是各不相同的，范围往往很宽，所以只能用平均分子量来加以表征。 1、数均分子量 应用最广泛的一种平均分子量，它是根据溶液的依数性来测定的。,2、重均分子量 在石油上应用较少，用光散射等方法测定。 对同一个混合体系，两者是不相等的，这是由于混合物中低分子量部分对 影响较大，而主要 受其中高分子量部分的影响； 一般而言， , / 的比值（多分散系数）1，可以表征该体系的多分散程度，体系中分子量范围越宽，比值越大。,3、数均分子量的测定方法 冰点下降法，适用于轻馏分(350) 蒸气压渗透法(vpo法)，只能测定沸点350以上的样品，分子量上限35000。 经验关联方法,4、石油馏分的数均分子量,几种原油馏分的相对分子量分布,石油各馏分的平均相对分子质量,