储运油料学全册配套完整课件2

储运油料学全册配套完整课件2储运油料学

OilKnowledgeforOilStorage&TransportationEngineering

《储运油料学》是油气储运专业的一门专业基础课。本课程是油气储运专业的选修课，对于将从事炼油厂中油品调和质量管理以及石油产品运输、销售工作者，则应作为必修课程。本课程主要学习与石油和石油产品储存、运输有密切关系的原油和燃料、润滑油、润滑脂等石油产品的性质、组成、质量标准及在储存、运输过程中的质量管理和安全管理等知识。31、课程目标及要求

2本课程的主要内容2.1石油及其产品的组成、物化性质、质量指标（1）石油及其产品的组成：烃类、非烃类（含硫化合物––硫醇、含氧化合物—环烷酸等）（2）物理化学性质：蒸汽压、密度、特性因子、粘度、低温性能、闪点、燃点等（3）质量指标：汽油、柴油、润滑油等的质量指标、特性介绍4绪论—课程简介2.2油料的管理

如何保持油品的质量及处理油品变质的措施？

质量变化：

a.油品损耗：油品在开采、炼制、储运和经营过程中，由于自然蒸发损耗，各个流通环节的跑、冒、滴、漏、混和设备、容器的粘附、浸润所造成的数量减少。

b.氧化：油品与氧接触，在较高温度下与金属作用引起氧化变质，生成胶质。

c.吸水：雨、冰雹、雪等混入油品中

d.污染：机械杂质、水分的污染、油品混油污染5绪论—课程简介2.3储运安全

防火、防爆、防静电、防毒2.4石油的炼制方法

常减压蒸馏、热裂化、催化裂化、催化重整等介绍。掌握不同的炼制方法对油品性质的影响，才能做好油品的储运、管理、调合、选择等工作。6绪论—课程简介3学习要求（1）掌握基本理论、基本概念、物化性质的测定、燃料的质量指标和要求、润滑油的质量指标和要求、油品的管理；（2）课堂纪律的要求及对迟到、缺席的处理（3）作业及成绩的评定：作业及平时纪律、出勤等纪录：10%期末考试：90%7绪论—课程简介(1)王从岗，张艳梅编著，储运油料学，中国石油大学出版社，2006.8(2)寿德清编，储运油料学，石油大学出版社，1988.11(3)熊云，李晓东，许世海编著，油品应用及管理，北京：中国石化出版社，2004.58绪论—课程简介4参考教材5参考资料（1）中国石油化工总公司销售公司编，新编石油商品知识手册，北京：中国石化出版社，1996.3。（2）《原油、轻烃、液化石油气质量检验》编写组编，原油、轻烃、液化石油气质量检验，北京：石油工业出版社，2001.7。（3）朱中平，盛育孝等编，石油产品购销手册，中国物资出版社，2002.1。（4）石油产品标准化技术归口单位编，石油和石油产品试验方法国家标准汇编，北京：中国标准出版社，1998。（5）侯祥麟主编，中国炼油技术，北京：中国化工出版社，1990

（6）/。（7）四大石油公司网站及期刊等9绪论—课程简介

1993年，中国失去了它一直引以为豪的能源自给地位。仅1993年到1998年，自政局不稳的中东地区进口的石油在中国全部石油消费中的比重就从16%飙升至61%，预计到2015年,这个比例有可能上升至70%。相比之下,美国从中东获得的石油只占其进口总量的18.2%。这令中国的决策者坐立不安。2002年，中国超越日本成为世界第二大能源进口国。自那以后，中国的石油净进口量一直以每年15%的惊人速度增长，到2010年已经升至2.54亿吨，2011全年，我国原油产量约2.1亿吨。作为全球第四大石油生产国，中国的石油产量超过了除沙特之外的任意一个欧佩克(OPEC)成员国。根据中国国家能源局的数据，中国对进口石油的依赖度2011年已经达到创纪录的56.5%。相比之下，受经济疲软和机动车能效提高的影响，2010年美国对进口石油的依赖度近十几年首次降至50%以下。让中国领导人更紧张的是，中国已于2006年和2010年分别开始进口液化天然气和管道天然气。根据国际能源机构的预测，中国的石油需求到2035年将占到全球的四成。10绪论—我国石油现状概述11排名油田2006年产量（万吨）1大庆油田4,3412胜利油田3,0003长庆油田1,7004中海油天津1,6005塔里木油田1,5336克拉玛依油田1,2187辽河油田1,2008吉林油田6159大港油田50010青海油田4751213图例中石油中石化中海油地方实线已建虚线在建

全国原油干线管道总里程将达到1.4×104km。2015年全国原油管道建设规划绪论—我国石油现状概述1415我国成品油管道建设将呈现高速发展趋势在未来的一、二十年，我国成品油管线将得到快速发展。“十一五”将建成西南、东北－华北、出疆成品油管道等，新建管道速度将达到1000km/a。绪论—我国石油现状概述16

全国成品油干线管道总里程将达到1.5×104km。2015年全国成品油管道建设规划绪论—我国石油现状概述1718大型管道建设的国际合作

中国在今后的油气管道建设过程中，有多条大型国际管道工程急待建设。因此将会与更多国外大石油公司、投资公司合作。

加入世贸组织后，国家对管道建设和运营管理也将逐步实现全面开放政策，从而导致管道建设投资主体向多元化方向发展。绪论—我国石油现状概述19绪论—油气储运系统简介储运系统介绍原油天然气20石油及石油工业什么是石油？从实质上讲，石油是多重碳氢化合物的复杂混合物，或多种烃的混合物。

石油原油天然气成品油炼制汽油煤油柴油其它气田气伴生气纯气田气凝析气田气凝析天然气凝析油第一章石油的化学组成

石油的元素组成；石油的馏分组成；石油中的烃类化合物；石油中的非烃化合物；各类化合物在石油中的分布及对石油产品的影响。第二章石油及油品的物理化学性质

蒸气压、馏程、密度、特性因数、相对分子质量、粘度、低温性能、闪点、燃点和自燃点、水分、硫含量、酸度（值）、残炭、灰分、胶质、沥青质和蜡含量等。第三章原油的分类及国产原油的性质

原油的工业分类和化学分类方法；我国主要原油的性质和类别。第四章石油的炼制方法

液体燃料的生产；润滑油的生产；不同生产过程对产品性质的影响。21四、教学内容第五章燃料的使用要求和规格

汽油、柴油、喷气燃料在相应发动机中的燃烧过程和工作原理，由此对不同燃料有不同质量要求和相应的质量标准；各项质量指标与各种油品化学组成的关系；储存中各种油品容易发生变化的质量指标。灯用煤油、溶剂油和重油的主要使用要求。第六章润滑油的使用要求和质量标准

摩擦与润滑；发动机润滑油的工作特点及对质量的要求；各项质量指标与油品化学组成的关系。机械油、电气用油、压缩机油、仪表油和齿轮油等专用润滑油的质量要求。第七章润滑脂

润滑脂的组成；润滑脂的理化指标；润滑脂的分类及主要产品的质量标准。22第九章添加剂

石油添加剂的分组；常用燃料添加剂和润滑油添加剂的品种和作用。第十章油料的管理

各种油料在储存、运输中的质量管理；油料的质量检验和性质调整；油料在储运中的安全管理。23重视理论联系实际—学习专业课的重要原则既要重视实践经验（如经验公式、经验数据）的总结，也要重视应用所学的专业理论作指导，善于从生产现象、实验数据或操作数据的分析出发，解决生产实际问题，培养工程能力注意前后知识的贯通和联系—学习专业课的基本方法课程接触专业术语较多，要在理解的基础上学习掌握不要孤立的学习和记忆24六、学习方法第一节石油的一般性状、元素组成、馏分组成第二节石油中的烃类化合物第三节石油中的非烃类化合物教学要求:1、了解石油的一般性状，掌握石油的元素组成及馏份组成；2、了解石油馏分的烃类组成，掌握烃类组成的表示方法；3、了解石油中的非烃类的种类、分布，以及它们对加工过程、产品质量的影响；4、了解渣油及渣油中的胶质、沥青质。教学重点：1、石油的元素组成及馏份组成；2、烃类组成的表示方法；25第一章石油的化学组成一、石油的一般性状二、石油的元素组成三、石油的馏分组成26第一节石油的一般性状、元素组成、馏份组成原油、油品外观：颜色非常丰富黑、墨绿、红、金黄、褐红、甚至透明我国四川盆地开采出来的原油是黄绿色的。玉门原油是褐色的，大庆原油是黑色的。流动性:流动或半流动的粘稠液体气味密度：绝大多数石油相对密度介于0.8~0.98之间，个别的大于1.02和低于0.7127一、一般性状伊朗某石油相对密度高达1.016；美国加里福尼亚州石油相对密度却低到0.707。我国原油相对密度一般都在0.85～0.95之间，如:

胜利原油的相对密度为0.9005；任丘原油的相对密度为0.8873；大庆原油的相对密度为0.8554；孤岛原油的相对密度为0.9495；新疆原油的相对密度为0.8538；我国原油属于较重原油，但不属于最重原油28为什么会有这样的差别呢？石油在外观上之所以会有很大差别，关键在于石油的化学组成的区别。本身所含胶质、沥青质的含量，含的越高颜色越深。原油的颜色越浅其油质越好！透明的原油可直接加在汽车油箱中代替汽油！石油的相对密度取决于石油中重质馏分、胶质、沥青质的多少，重质馏分、胶质、沥青质的含量多则石油的相对密度就大，反之相对密度就小。29C、H、O、N、S1.碳、氢含量和氢碳比2.硫、氮、氧的含量3.石油中的微量元素及存在形态30二、石油的元素组成31表1-1原油中的碳、氢质量百分数和氢碳比原油名称C，%H，%C＋H，%H/C(原子比)大庆85.8713.7399.601.90胜利86.2612.2098.461.68孤岛85.1211.6196.731.62辽河85.8612.6598.511.75新疆86.1313.3099.431.84大港85.6713.4099.071.86欢喜岭86.3611.1397.491.58井楼85.0612.1097.161.69江汉83.0012.8195.811.84伊朗（轻值）85.1413.1398.271.84印尼（米纳斯）86.2413.6199.851.88美国（加州文图拉）84.0012.7096.701.80美国（勘萨斯）84.2013.0097.201.84前苏联（格罗兹尼）85.5913.0098.591.81前苏联（杜伊玛兹）83.9012.3096.201.7595-99%83-87%11-14%二、石油的元素组成定义：分子中的氢原子数与碳原子数的比值。氢碳原子比由大到小的顺序是：烷烃＞环烷烃＞芳香烃一般轻质原油的氢碳比较高，重质原油氢碳比较低。32氢碳原子比：33表1-2原油中的硫、氮元素含量我国原油国外部分原油原油名称S，m%N，m%原油名称S，m%N，m%大庆0.100.16沙特轻质1.910.09胜利0.800.41沙特中质2.420.12孤岛2.090.43沙特轻重混合2.550.09新疆0.050.13伊朗1.400.12大港0.120.23科威特2.300.14欢喜岭0.260.41英国（北海）0.350.07高升0.560.72前苏联（杜依玛斯）2.670.33井楼0.320.74美国（勘萨斯）1.900.45二连0.160.44江汉2.090.47S：0.05-8%N：0.02-2%氮含量偏高，一般在3‰以上。硫含量较低，一般低于1%，只有孤岛和江汉原油硫含量较高，高达2.09%说明：氧元素较少，一般不直接测定，常用减差法得到34我国原油特点：O：0.05-2%35小结：碳+氢95～99%氢（H）：11.0～14.0%硫（S）：0.05～8.00%氧（O）：0.05～2.00%氮（N）：0.02～2.00%碳（C）：83.0～87.0%石油中的微量元素按其化学属性分为三类：1.变价金属：V，Ni，Fe，Cu，Mo，W，Mn，Pb，Ga，Hg，Ti等2.碱金属和碱土金属：Na，K，Ba，Ca，Sr，Mg等3.卤素和其它元素：Cl，Br，I，Si，Al，As等36石油中的微量元素及存在形态催化裂化催化剂毒物催化重整催化剂毒物催化剂减活无机水溶性盐油溶性的有机化合物或络合物极细的矿物质微粒悬浮于原油中37微量元素在石油中的存在形式基本概念：馏分（fraction）：就是指馏出的部分，即在某一温度范围内蒸馏出的馏出物，称为馏分。沸程（馏程）（boilingrange）：每个馏分的沸点范围简称为沸程或馏程。直馏（straight-run，virgin）馏分：由原油中直接得到的馏分称为直馏（straight-run，virgin）馏分。38三、石油的馏分组成39石油馏分的划分沸点范围，℃馏分名称

初馏点～200（180）℃汽油(gasoline)馏分、轻油、石脑油（naphtha）、低沸点馏分200（180）～350℃煤、柴油馏分、中间馏分、常压瓦斯油（AGO）350～500℃减压馏分、高沸点馏分、润滑油馏分、减压瓦斯油（VGO）≥500℃减压渣油（VR）≥350℃常压渣油，常压重油（AR)

AGO:AtmosphericgasoilVGO:VacuumgasoilVR:VacuumresidueAR:Atmosphericresidue当加热温度高于350℃，原油开始有明显的分解现象40表1-3国内外部分原油的馏分组成原油名称馏分组成，ｍ％初馏点～200℃200～350℃350～500℃>500℃大庆11.519.726.042.8胜利7.517.927.547.4中原19.425.123.232.3新疆15.426.028.929.7沙特轻质23.326.325.125.1沙特混合20.724.523.231.6也门（麦瑞波）31.530.623.214.7英国（北海）29.027.625.418.0印尼（米纳斯）11.930.224.833.1第二节石油馏分的烃类组成及化合物411、单体烃组成表示法2、族组成表示法3、结构族组成表示法42一、石油烃类组成表示法1、单体烃组成表示法单体烃组成是表明石油及其馏分中每一单体化合物的含量的。只适用于石油气和低沸点馏分432、族组成表示法“族”就是化学结构相似的一类化合物定义：以石油馏分中各族烃相对含量的组成数据来表示。汽油馏分：以烷烃、环烷烃、芳香烃、(不饱和烃)这三(四)族的相对含量来表示其族组成。煤、柴油馏分和减压馏分：饱和烃（烷烃＋环烷烃）、轻芳烃（单环芳烃）、中芳烃（双环芳烃）、重芳烃（多环芳烃）及非烃组分胶质等的含量来表示。减压渣油：使用饱和份、芳香份、胶质、沥青质这四个组分的含量来表示其族组成。443、结构族组成烷基、环烷基、芳香基（1）结构族组成表示法结构族组成：就是确定复杂分子混合物中这些结构单元的含量，而不是研究这些结构单元的结合方式。“平均分子”％CA：芳香环上的碳原子数占“平均分子”中总碳原子数的百分数。％CN：环烷环上的碳原子数占“平均分子”中总碳原子数的百分数。％CP：烷基链上的碳原子数占“平均分子”中总碳原子数的百分数。％CR：分子中总环上碳原子数占总碳原子数的百分数。RA：“平均分子”中的芳香环环数。RN：“平均分子”中的环烷环环数。RT：“平均分子”中的总环数。

A:aromaticsN:naphtheneP:paraffinR:ringT:total45例题已知某一复杂化合物的“平均分子”结构如图所示，计算该平均分子的结构参数.46例题：继续解:分子的总碳原子数为:20，芳香环上的碳原子数为:6，环烷环上的碳原子数为:4，烷基连上的碳原子数为:10。

%CＡ＝6/20×100＝30,%CＮ＝4/20×100＝20%Cｐ＝10/20×100＝50%CＲ＝%CＮ＋%CＡ＝20＋30＝50 RＡ＝1，RＮ＝1，RＴ＝RＡ＋RＮ＝2C10H21471．石油中的烷烃石油中带有直链或支链，而无任何环结构的饱和烃称为烷烃或链烃

化学性质不活泼，C1～C4常温常压下为气态，C5～C16为液态，C17以上的正构烷烃为固态

石油中的烷烃根据石油类型的不同含量可达50～70%或低到10～15%

石油中的正构烷烃一般比异构烷烃含量高

随沸点的增高，石油中的正构烷烃和异构烷烃的含量逐渐降低

482．石油中的环烷烃

环烷烃是环状的饱和烃，其性质较稳定；石油中的环烷烃除单环外，还有双环及多环环烷；石油中大量存在的环烷烃只有含五碳环的环戊烷系和含六碳环的环己烷系；我国的几种主要原油中一般环己烷系多于环戊烷系；单环环烷烃主要存在于汽油、煤油馏分中，双环和多环大多在柴油和润滑油中喷气燃料的理想组分3．石油中的芳烃

分子中具有苯环的烃类成为芳香烃；分为单环、多环和稠环芳香烃；芳烃在石油中普遍存在；常温下液态或固态；密度：0.86~0.9g/cm3；对水的溶解度相对较大，在低温下析出冰晶体和烃晶体，因此苯对航空煤油的低温性能影响很大，而且恶化其燃烧性能，在喷气燃料中要限制其含量；在汽油机中燃烧性能好，在柴油机中因难于自燃而燃烧性能很差；苯环性质稳定，带侧链芳香烃的侧链易被氧化，从而生成胶状物质，是油品氧化变质的主要原因之一。494.不饱和烃分子中碳原子之间具有双键或三键的烃类成为不饱和烃；密度小于1g/cm3，难溶于水，易溶于有机溶剂；石油中一般不含烯烃，但在加工后的石油产品中存在不同数量的不饱和烃；不饱和烃类分子中的双键不稳定，容易发生加成、氧化和聚合等反应，因此含有烯烃的油品，如裂化汽油，常温储存时易氧化变质。在汽油机中燃烧性能比相应正构烷烃好，在柴油机中比芳香烃好，但比正构烷烃差。50一、含硫化合物二、石油中的含氮化合物三、石油中的含氧化合物四、胶状和沥青状物质51第三节石油中的非烃类化合物硫、氧、氮元素以非烃化合物的形式存在，原素含量仅约1~4%，但非烃化合物的含量却很高。在馏分中分布不均，大部分集中在重组分，特别是在残渣油中。非烃化合物对石油加工、油品储存和使用性能影响很大。必须对其有深刻的认识。非烃化合物主要包括：含硫、含氧、含氮化合物以及胶状、沥青状物质。5253腐蚀性

Fe+H2S→FeS+H2环境污染影响产品的储存安定性影响燃料的燃烧性能硫可使催化剂中毒

含硫化合物对石油加工及产品应用的影响一、含硫化合物不同的石油含硫量差别很大，从万分之几到百分之几。例如，克拉玛依原油含硫量为0.04%，而华北某原油含硫高达9.5~11.3%。541.石油及其馏分中硫的分布从表1-4可以看出：硫在石油中的含量随馏分沸点的升高而增加，大部分硫化物集中在残渣油（重油）中。55562.硫在石油及其馏分中的存在形态石油中的硫元素硫硫化氢有机硫化合物少量少量57石油中的硫化物根据他们对金属腐蚀性的不同，可以分为以下两类。58石油中的硫活性硫非活性硫常温下易于金属作用，强烈腐蚀性，酸性硫化物常温下呈中性不腐蚀金属，受热后能分解产生腐蚀性对金属没有腐蚀性，热稳定性好元素硫硫化氢低分子硫醇硫醚二硫化物噻吩噻吩同系物硫化物在在石油中的分布不均匀：直馏汽油中主要存在元素硫、H2S、硫醇、硫醚及少量二硫化物和噻吩；直馏中间馏分中主要有硫醚类和噻吩类；直馏高沸馏分馏分中主要是稠环硫化物和杂环硫化物59石油中的元素硫和硫化氢大多是其他含硫化合物的分解产物，二者可以相互转变。硫化氢被空气氧化可以生成元素硫，硫和烃类环合物在高于200℃以上反应也可以生成硫化氢等硫化物。硫化氢是无色、有毒气体，其水溶液呈酸性，强烈腐蚀金属。60原油中硫醇（RSH）的含量一般不多，且多存在于轻馏分中，往往占其含硫总量的40~50%。随着硫醇沸程升高，硫醇含量急剧降低，在350℃以上的高沸点馏分中硫醇的含量极少。硫醇能和铁直接作用生成硫醇亚铁，腐蚀设备；对热不稳定，低分子硫醇（如丙硫醇）在300℃以下及分解成硫醚和硫化氢，当高于400℃时硫醇分解成相应的烯烃和硫化氢。硫醇和氢氧化钠反应生成硫醇钠。甲硫醇和乙硫醇具有特殊的臭味，在质量浓度为2.2×10-12g/cm3，易被人类嗅觉感知。苯硫酚：性质活泼，弱酸性，能直接腐蚀金属。61硫醚（RSR’）是石油中含量较高的硫化物，它在石油的轻馏分和中馏分中的含量往往可以达到该馏分含硫量的50~70%。研究表明，在许多原油的柴油和减压馏分中，所含的硫醚主要是环硫醚。此外，也存在R为芳香基的硫醚（如二苯硫醚）。硫醚受热分解生成硫醇和烯烃等，腐蚀金属。62二硫化物（RSSR’）在石油馏分中的含量很少，一般不超过该馏分含硫量的10%（质量分数），而且多集中于高沸点的馏分中。有一定臭味，热稳定性比硫醚差，受热后分解生成硫醚和元素硫，也可分解生成烯烃、硫醇、和元素硫。63噻吩（thiophene）及其同系物是一个芳香性的杂环化合物。是石油中主要的一类含硫化合物。噻吩的物理化学性质与苯系芳香烃很接近，例如易溶于浓硫酸中，容易被磺化等。在常温下，噻吩是一种无色、有恶臭、能催泪的液体。无色液体。熔点－38.2℃，沸点84.2℃，相对密度1.0649（20／4℃）。溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯等。噻吩在许多场合可代替苯，用作制取染料和塑料的原料，但由于性质较为活泼，一般不如由苯制造出来的产品性质优良。噻吩也可用作溶剂。

目前在石油馏分中以分离出许多噻吩的同系物，如：苯并噻吩，二苯并噻吩、萘并噻吩。苯并噻吩系、二苯并噻吩系和萘并噻吩系化合物主要集中石油重质馏分中，他们的结构和性质都与苯系稠环化合物的性质相似，热稳定性很高，化学性质也不活泼。除上述含硫化合物外，原油中还有一部分硫存在于渣油、胶质和沥青质内，这方面在以后章节中叙述。641.石油中的氮含量及分布2.石油中含氮化合物的类型65二、石油中的含氮化合物石油中的氮含量一般比硫含量低，通常在0.05～0.5%之间，仅有少部分原油的氮含量超过0.6%。石油中的氮分布也是随着馏分沸点的升高，其氮含量迅速增加，约有80％的氮集中在400℃以上的重油中。我国原油含氮量偏高，而且我国大多数原油的渣油中浓集了约90％的氮。661.石油中的含氮化合物及分布67氮的存在对整个石油加工过程也有很大的危害

1.影响产品的安定性：如柴油含氮量高，时间久了会变成胶质，是柴油安定性差的主要原因。

2.氮与微量金属作用，形成卟啉化合物。这些化合物的存在，会导致催化剂中毒，使催化剂的活性和选择性降低。

石油中的含氮化合物通常分为碱性含氮化合物和非碱性含氮化合物两大类。碱性含氮化合物是指在冰醋酸和苯的样品溶液中能够被高氯酸－冰醋酸滴定的含氮化合物，反之为非碱性含氮化合物。一般粗略认为：吡啶、喹啉类属于强碱性含氮化合物吡咯、酰胺类属于弱碱性含氮化合物而将咔唑类归为非含碱性含氮化物但这种区分并不严格，而且碱性的强弱仅具有相对意义。同时，在碱性与非碱性氮之间，在一定条件下能够相互转化。例如：在加氢过程中含氮杂环会发生部分饱和，使非碱性含氮化合物转化为碱性或强碱性含氮化合物，如非碱性含氮化合物咔唑加氢时部分饱和转化成碱性的四氢咔唑。692.石油中含氮化合物的类型研究表明，尽管各种原油的产地、性质不同，它们含有碱性氮的量与总氮量之间的比例关系大体相同，一般说来，原油中碱性氮的含量占总氮量的25％到30％左右。原油的轻馏分中碱性氮与总氮之间尚无此规律。在石油渣油中碱性氮与总氮之间比例关系基本符合上述规律，即碱性氮的含量约占总氮含量的25％到30％。随着馏分沸点升高非碱性含氮量增加，非碱性含氮化合物更集中在石油较重的馏分以及渣油中。石油中的非碱性含氮化合物（如吡咯、吲哚等衍生物）性质不稳定，易被氧化和聚合，是导致石油二次加工油品颜色变深和产生沉淀的主要原因。70石油中还有另一类重要的非碱性含氮化合物，即卟啉化合物。卟啉化合物是石油含氮化合物中最引起人们兴趣的一类非碱性含氮化合物，这不仅由于它对石油加工有重要影响，而且是因为它们是重要的生物标志物质，在研究石油的成因中有重要的意义71石油中的含氧量一般在千分之几范围内，只有个别石油含氧量较高，可达2%一3%。但是，若石油在加工前或加工后长期暴露在空气中，那么其含氧量就会大大增加，即含氧化合物大部分集中在胶质、沥青质中。石油中的含氧量多是从元素分析中减差法求得的(即用100%减去碳、氢、硫、氮的含量)，实际上包含了全部的分析误差，因此数据并不十分可靠。石油中的含氧量虽然很低，但石油中含氧化合物的数量仍然可观。72含氧化合物1.石油中的酸性含氧化合物的含量及其酸度（或酸值）2.石油中的酸性含氧化合物3.石油中的中性含氧化合物73三、石油中的含氧化合物石油中的氧元素都是以有机含氧化合物的形式存在的。这些含氧化合物大致有两种类型：

酸性含氧化合物中性含氧化合物因而石油中的含氧化合物以酸性含氧化合物为主74环烷酸、脂肪酸和酚类等，它们总称为石油酸酮、醛和脂类等，但它们在石油中含量极少石油中酸性含氧化合物的含量一般借助酸度（或酸值）来间接表示。酸度：是指中和100mL试油所需的氢氧化钾毫克数【mg(KOH)/100mL】,该值一般适用于轻质油品；酸值：是指中和1g试油所需的氢氧化钾毫克数【mg(KOH)/g】,该值一般适用于重质油品。751.石油中的酸性含氧化合物的含量及其酸度（或酸值）酸度(或酸值)与酸含量并不是等同的概念。试样的酸性化合物含量不仅与其酸度(或酸值)有关，而且与其平均相对分子质量有关。当试样的酸度(或酸值)相同时，相对分子质量越大表明其中酸性化合物的含量越高。倘若样品的相对分子质量相同，那么酸度(或酸值)越高，表明其中酸性化合物的含量也越高。76数据表明，环烷基原油的酸值较高，其中单家寺原油的酸值高达7.4mg(KOH)/g，而石蜡基原油的酸值较低。原油中的酸值一般不是随其沸点升高而逐渐增大，而是呈现若干个峰值，不同原油其峰值并不相同，但大多数原油在250～350℃馏分左右有一个酸值最高峰。77石油中的环烷酸石油中小于八个碳原子的羧基酸多为脂肪酸fattyacid

，但石油中的脂肪酸含量很少，主要是环烷酸，环烷酸约占石油酸性含氧化合物的90％左右。环烷酸的含量因石油产地和原油类型不同而异。石蜡基石油的环烷酸含量较少，中间基和环烷基石油的环烷酸含量较多。环烷酸含量在石油馏分中的分布：一般在中间馏分（沸程约为250～350℃）环烷酸含量最高。而纯环烷酸的酸值则随馏分沸程升高（或相对分子质量增大）而降低。782.石油中的酸性含氧化合物-COOH环烷酸的化学性质和脂肪酸相似，呈弱酸性，它具有普通羧酸的一切性质。在中和时，环烷酸很容易生成各种盐类，较重馏分中的环烷酸在碱洗时易乳化而难于分离。环烷酸也会对加工设备造成腐蚀，特别是低分子环烷酸因酸性较强而对设备造成腐蚀，尤其是在较大的酸值和较高的温度下对设备腐蚀更严重。79在石油的酸性含氧化合物中，除环烷酸外，还存在脂肪酸和酚类，其含量通常不超过酸性含氧化合物的10％。酚类大多存在于石油的热转化和催化裂化的油品中，在低沸点馏分中的酚大多是重质油中热稳定性较差的高分子酚类热分解的产物，它们主要是甲酚，二甲酚，同时也含有三甲酚及萘酚等。酚类结构中的羟基由于直接连在苯环上，因此对苯环的化学性质有强烈的影响，使酚能发生缩合反应、氧化反应。甚至空气中的氧也能使酚氧化变黑。80石油酚类由于石油中的中性含氧化合物含量极少，而且是一组非常复杂的混合物（包括醇、酯、醛、酮及苯并呋喃等），因此至今研究较少。石油中的醇类是比较稳定的化合物，只是在一定条件下才能发生氧化作用。石油中的酯类主要集中在350℃以上的馏分中。石油中的羰基化合物（醛和酮）的反应能力较强，易氧化生成酸。石油中也发现有醚类，常为环状醚。在石油中还发现有苯并呋喃、二苯并呋喃及环烷并呋喃等中性含氧杂环化合物。813.石油中的中性含氧化合物胶质（oilgum）是指油品在贮存及使用中不安定组分（如不饱和烃）经氧化缩聚所生成黑色或暗褐色胶状物。也指在规定试验条件下，液体燃料中不能蒸发的残留物。油品胶质分为实际胶质和潜在胶质。胶质会堵塞燃料滤清器及输油管路，使气阀粘着，高温下极易受热分解生成积炭。胶质具有极强的着色能力，在无色汽油中只要加入0.005％（m）的胶质，汽油就变成草黄色。油品中的胶质在燃烧时易行成炭渣，引起机器磨损和堵塞。胶质受热或在常温下氧化，可以转化为沥青质，高温下甚至生成不溶于油的焦炭状物质——油胶质。但胶质是商品沥青的重要组成部分。82四、胶状和沥青状物质沥青质是暗褐色或深褐色脆性的非晶体固体粉末，密度稍大于胶质，是石油中相对分子质量最大、结构最复杂的组分。沥青质没有挥发性，石油中的沥青质全部集中在渣油中。沥青质也是商品沥青的重要组成部分。沥青质的化学性质比较活泼，很容易起氧化、卤化和硝化反应，但较难进行加氢反应。83目前研究石油化学组成方法，主要为族组成分析。即把石油分为一个个窄馏分，按需要分析各窄馏分中所含不同族烃的重量百分含量，称为族组成。常见馏分族组成如下。84第四节石油的族组成分析85C5-C10的烷烃原油汽油煤、柴油减压馏分单环及少量双环环烷烃单环芳烃(苯系)C10～C20左右的烷烃单环、双环及多环环烷烃单环、双环芳香烃C20～C36左右的烷烃单、双、三环以及三环以上的环烷烃单、双、多环芳烃减压渣油随石油馏分沸点升高，馏分中的烷烃含量逐渐减少，芳香烃含量逐渐增加，环烷烃含量则随原油类别不同，或增加、或减少、或大致不变。下图为某原油各馏分中各族烃的相对含量，大致反映了上述规律。8687本章小结石油的元素组成：组成石油的主要元素是碳、氢、硫、氮、氧五种元素。石油的烃类组成：由碳和氢可组成烃类化合物，即烷烃、环烷烃和芳香烃，它们在原油中占绝大部分。在原油中不含不饱和烃，但在二次加工后的石油产品中有不饱和烃（烯烃）。88石油中的非烃化合物主要指：含硫、含氮和含氧化合物以及胶状沥青状物质。馏分组成：原油加工时通常是按照沸点高低首先将其切割成几个馏分，即汽油馏分、煤柴油馏分（中间馏分）、减压馏分和减压渣油。89

各类化合物的分布规律

随着石油馏分沸点的升高，馏分中烷烃含量逐渐减少，芳烃含量逐渐增大，含硫化合物和胶质含量均逐渐增加。大部分含硫、含氮、含氧化合物和胶质以及全部沥青质都集中在渣油中。90石油最常用的衡量单位“桶”为一个容量单位，即42加仑。因为各地出产的石油的密度不尽相同，所以一桶石油的重量也不尽相同。一般地，一吨石油大约有8桶。具体换算关系参照下表。升(L)立方米(m3)加仑(美)加仑(英)桶(油)158.98

0.15898

42

34.973

11

0.001

0.26418

0.21998

0.00629

1000

1

264.18

219.98

6.29

91小常识92储运油料学第二章石油及油品的物理化学性质93内容第一节蒸汽压和沸程第二节密度、特性因数和相对分子质量第三节黏度第四节低温性能第五节闪点、燃点和自燃点第六节其他性质94课程要求一、核心知识点1.蒸气压2.馏程3.密度4.粘度5.低温性能、闪点、燃点和自燃点等。二、教学基本要求【了解】了解各性质的测定原理及计算方法。【重点掌握】重点掌握油品的组成、外部条件对蒸气压、馏程、密度、粘度、低温性能、闪点、燃点和自燃点等的影响。95前言石油及其产品的物理化学性质是评定石油和油品质量、衡量油库管理水平、控制油品输送过程的重要指标，也是设计石油及油品输送管道和油库以及石油加工装置的重要依据。为了作好石油及油品的集输、储存、管理和应用工作，必须研究油品各种物理化学性质的意义、影响因素和表示方法等问题。96石油和油品的物理化学性质同它们的化学组成和结构特点密切相关。由于石油和油品是由各种烃类和非烃类化合物组成的复杂混合物，它们的某一性质实质上是组成他们的各种化合物性质在某一方面宏观的综合表现。与纯物质不同。由于油品组成的复杂性和不确定性，多数性质没有可加性，为了便于比较和对照，石油和油品的物理化学性质常常采用一些条件性试验方法测定。由于上述原因，根据实验数据标绘了图表或归纳出公式，在使用中要注意使用范围。97第一节蒸发性能

石油和石油产品的蒸发性能是反映其汽化、蒸发难易的重要性质，用蒸汽压、馏程来描述。一、蒸汽压（vapourpressure）定义：在一定温度下，液体同其液面上方蒸气呈平衡状态时蒸气所产生的压力称为饱和蒸气压，简称蒸气压。98蒸气压的高低表明液体中分子气化或蒸发的能力，同一温度下蒸气压高的液体比蒸气压低的液体更容易气化。在石油及油品储运中，经常用到蒸气压数据，例如，计算油库的油品蒸发损耗，控制航空汽油、车用汽油等轻质油品的质量等等。99饱和蒸气压是用来说明油品蒸发能力的大小，油品在管道进油系统中形成气阻的可能性，以及贮运时损失轻质馏分的倾向。石油馏分蒸气压：混合烃的蒸气压等于各组分单独存在时的蒸气压与相应组分在平衡液相中的分子分率乘积之和。100纯烃和其他纯物质一样，其蒸气压随温度升高而增大。对同族烃类，在同一温度下，相对分子质量较大的烃类的蒸气压较小。在实际应用中，通常采用一些经验或半经验的公式或图表求取纯烃的蒸汽压，常用的有考克斯图（图2-1）等。101对于已知组成的烃类混合物，如果体系压力不高，气相近似于理想气体，液体可视为理想液体，则混合物总蒸气压可用道尔顿(Dalton)（p＝∑p’i）和拉乌尔定律（Raoult‘slaw）求的：

p＝∑pixi

（i=1~n）…………(2-1)式中：p,pi——分别为混合物和组分i的蒸汽压，Paxi——平衡液相中组份i的摩尔分率

n——组分数102烃类混合物与纯烃不同，其液相组成不是固定不变的，它随气化率不同而变化。当按式(2-1)计算时，得到的只是某个平衡条件下的蒸气压。当平衡条件变化时气化率随之改变，式中xi也有所变化。烃类混合物的蒸气压在压力不太高时，不仅是温度的函数，而且与气化率有关。103石油及其油品的组成十分复杂，难以确定其单体烃的含量，因而无法用式(2-1)计算蒸气压。不过其蒸气压所遵循的规律性与烃类混合物相同，在一定温度下蒸气压也因气化率不同而改变。测定油品的蒸气压通常有两种方法：油品质量标准中的雷德蒸汽压真实蒸气压或泡点蒸气压在规定条件（37.8℃、气相体积与液相体积之比为4：1）下测定的，测定方法较为简单，主要用作油品质量标准或用它求定真实蒸气压气化率为零时的蒸汽压104雷德蒸气压测定意义雷德蒸气压适用于评定发动机燃料的蒸发强度、启动性能、生成气阻的倾向和在储存、管理中损失轻组分的倾向。Ｐ混大，含轻组分多，蒸发强度大，启动性能好，但Ｐ混太大，形成气阻，而且挥发损失大，所以轻质油蒸气压受到限制。Reidvaporpressure（RVP)，105DSY-207饱和蒸气压测定器

(雷德法)GB/T8017

ASTMD323性能指标：不锈钢浴槽PID方式控温系统，温度数显数字显示水浴温度温度分布均匀控温点及精度：37.8℃±0.1℃压力表量程：0～0.04MPa0～0.1MPa工作电源：AC220V±10%50Hz106注：雷德蒸气压和真实蒸气压之间可通过图2-2~图2-4相互换算。例2—1已知某汽油的雷德蒸气压为0.24*105Pa，求其30℃时的真实蒸气压。解：真实蒸气压=0.173*105Pa107108二、沸程对于液态纯物质，其饱和蒸气压等于外压时的温度，称为该液体在该外压下的沸点。在一定的外压下，液态纯物质的沸点为一定值。如不加说明，物质的沸点一般都是指其在常压下的沸腾温度。当液体为若干种化合物的混合物时，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及气化性能。沸点范围又称沸程。109石油馏分沸程的数值，会因所用的蒸馏设备不同而不同。对于同一种油样，当采用分离精确度较高的蒸馏设备时，其沸程较宽，反之则较窄。因此，在列举石油馏分的沸程数据时，需说明所用的蒸馏设备和方法。在石油加工生产和设备计算中，常常是以馏程来简便地表征石油馏分的蒸发和气化性能。110馏程测定是一种在标准设备中，按照GB6536一86规定的方法进行的简单蒸馏。国外将此类方法称为ASTM(AmericanSocietyforTestingMaterial，美国材料试验学会)蒸馏或恩氏(Engler)蒸馏。馏程只是概略地表示该油品的沸点范围和一般蒸发性能，同时只有严格按照所规定的条件进行测定，其结果才有意义，才能相互进行比较。111将100mL油品放入标准的蒸馏瓶中，按规定条件加热，流出第一滴冷凝液时的气相温度称为初馏点，馏出物为10%、20%……90%时的气相温度别别称为10%、20%……90%点，蒸馏到最后所能达到的最高气相温度称为终馏点或干点。从初馏点到干点（汽油）或终馏点（煤柴油）的温度范围称为馏程。112恩氏蒸馏是粗略简便的蒸馏方法，具有严格的条件性。不能代表该油的真实沸点范围。它只适用于油品馏程之间的相对比较，或可大致判断油品中轻重组分的相对含量。表2-1列出两种油品的馏程数据。113汽油馏分煤油馏分初馏点10%20%30%40%50%60%70%80%90%干点残留量及损失，%42781091261371451511591681801961.0179205222231239247254263275287——表2-1两种油品的馏程数据114恩氏蒸馏曲线115对于轻质油品：恩氏蒸馏曲线中10%到90%这一段很接近一条直线，因此可以用恩氏蒸馏曲线的10%到90%之间的斜率来表示该油品的馏程宽窄。即恩氏蒸馏曲线的斜率越大，该油品的馏程范围越宽。

116大多数液体燃料规格中，只要求测定其具有代表性的初馏点、10%、50％、90％的馏出温度及干点。汽油的馏程40～200℃，轻柴油的馏程200～350℃，润滑油的馏程350～520℃。117三、平均沸点在求一定石油馏分的各种物理参数时，为简化起见，常用平均沸点来表征其气化性能。石油馏分的平均沸点的定义有五种。1181．体积平均沸点用途：由tv可求得其他平均沸点

芳烃指数（BMCI）

定义：BMCI=48640/TV+473.7×d15.615.6－456.82．质量平均沸点(tw)用途：tw主要用于求定油品的真临界温度Tc1193．立方平均沸点Teu

用途：Teu主要用于求油品的特性因数和运动粘度4．实分子平均沸点tm

用途：tm主要用于求油品的假临界温度(Tc’)和偏心因数(ω)5．中平均沸点tme用途：tme用于求油品氢含量,K,Pc,燃烧热和平均分子量K=1.216(T立)1/3/d15.6

120第二节密度、相对密度、特性因数和相对分子质量

（组成特性）121一、密度原油及油品的密度和相对密度在生产和储运中有着重要意义。有的石油产品在质量标准中对其相对密度有严格的要求。油品的相对密度还与其化学组成有密切的内在联系，以它为基础关联出油品的其他重要的性质参数。122密度是物质的质量与其体积的比值，其单位是g/cm3、g/mL或kg/L。由于油品的体积随温度的升高而膨胀，而密度则随之变小，所以，密度还应标明温度。【GB/T1884-83】规定20℃时密度为石油和液体石油产品的标准密度，以ρ20表示。如果是在其它温度下测得的密度称为视密度，用ρt表示。1.密度的定义123

石油密度测定仪适用于GB/T1844-2000标准测试方法：使试样处于规定温度，将其倒入温度大致相同的密度计量筒中，将合适的密度计放入已调好温度的试样中，让它静止。当温度达到平衡后，读取密度计刻度读数和试样温度。

124125相对密度：油品密度与规定温度下水的密度之比，无量纲，d4t由于4℃时纯水的密度近似为1g/cm3(3.98℃时水的密度为0.99997g/cm3)，常以4℃的水为比较基准。我国和前苏联常用的相对密度为d420

，欧美各国常以15.6℃(60oF)油品密度与15.6℃(60oF)纯水密度之比作为相对密度，表示为(d15.615.6或d6060)126欧美各国常用比重指数表示油品密度，也称为600FAPI度，以API0表示，简称API度。随着相对密度增大，比重指数的数值下降与通常密度的观念相反，API0数值愈大表示密度愈小。表2-2中列出原油和石油产品的相对密度和API0范围。127128第12届世界石油会议规定对原油的分类：

API度>31.1的原油为轻质原油；

API度在31.1～22.3之间，为中质原油；

API度在22.3～10.0之间，为重质原油；

API度<10.0，为特重原油。

1292.不同密度之间的换算当<1时，API°与之间有以下关系：相对密度和之间的换算:式中从表2-4中查的130为了便于换算,ρ20、ρ15、d15.615.6、

API0之间关系列成表，见附表1。（注意适用范围）例2-2，某汽油20℃密度为0.7544g/cm3,求其ρ15、d15.615.6、

API0解:查附表1,API0=55ρ15=0.7584g/cm3d15.615.6=0.75871313、影响油品密度的因素影响油品密度的因素很多，主要有油品的馏分组成、化学组成、温度、压力等。（1）油品密度与油品的馏分组成、化学组成的关系①同一原油的不同馏分油，随其沸点的升高，密度增大，见下表。132油品名称沸点范围，℃相对密度，d15.615.6原油汽油煤油柴油润滑油

＜200200~300200~350＞3200.65～1.060.70～0.770.75～0.830.82～0.87＞0.85沸点与密度的关系表133C5-C10的烷烃原油汽油煤、柴油减压馏分单环及少量双环环烷烃单环芳烃(苯系)C10～C20左右的烷烃单环、双环及多环环烷烃单环、双环芳香烃C20～C36左右的烷烃单、双、三环以及三环以上的环烷烃单、双、多环芳烃减压渣油134②相同碳数的不同烃类,其密度略有差别。相同碳原子的芳香烃的密度最大，环烷烃次之，正构烷烃最小。名称密度，ρ20，g/cm3备注正庚烷2—甲基己烷甲基环己烷苯甲苯0.68370.67860.76940.87890.8670

不同烃类的密度表135

对不同产地原油生产的相同馏程的产品，同样沸程，相对密度差别很大。

130～240℃航煤馏分大庆原油生产的航煤为0.7763

胜利原油生产的航煤为0.8052对于不同种原油：环烷基的>中间基的>石蜡基的136温度对油品密度影响很大。温度升高时，油品体积膨胀，因而密度减小。原油和油品不同温度下密度的换算，可以通过【GB/T1885-83（91）】石油计量换算表进行。(2)温度对密度的影响137已知20℃时的油品密度。可用下式计算其他温度下的密度：

式中:ρ20—20℃时的油品密度，

ρt—t℃时的油品密度，

γ—温度修正系数（见附表2）适用范围20℃密度为0.6000～1.0090g/cm3，温度为-25.0～130.0℃。1383．与压力的关系由于液体几乎是不可压缩的，在温度不高的情况下，压力对液体油品密度的影响可以忽略不计，只有在极高的压力下才考虑外压的影响。但是，当液体油品被加热时，如果保持体积不变，压力就会急剧增大。如果把装满油品的一段管路或容器的进出口阀门全部关闭，油品在受热时就可能产生极大压力，以致引起容器爆裂，造成事故。1394．油品混合对密度的影响

当属性相近几种油品混合时，如果混合后体积有可加性，则混合油品密度也可按下式计算。一般情况下，油品混合时，体积基本是可加的，按上式计算不会引起很大误差。属性相差很大的两类组分(如烷烃和芳香烃)混合时，体积可能增大密度相差悬殊的两个组分(如重油和轻烃)混合时，体积可能收缩

1405.测定油品密度与储运工作的关系密度是石油产品质量指标之一：如1＃~3＃航空煤油，要求ρ≥0.775g/cm3，以保证有足够的体积热值。密度可初步确定油品品种。通常情况下：汽油ρ=（0.7～0.76）g/cm3,

航空煤油ρ=（0.77～0.84）g/cm3,

柴油ρ=（0.81～0.84）g/cm3,

重油ρ=（0.91～0.97）g/cm3,

润滑油ρ=（0.87～0.89）g/cm3等。GB规定:油品计量以20℃时的油品密度为标准密度。20℃时的密度乘以20℃时的体积，所得到的油量是石油在真空中的质量。1411421．定义特性因数是烃类绝对温度表示的沸点的立方根对相对密度作图，所得曲线的斜率2．不同烃类K值的大小同族的烃K值相近，不同族的烃K值不同富含烷烃的石油馏分K值为12.5～13.0，富含芳烃的石油馏分K值为10～11

二、特性因数(K;Wastonfactor;Characterizationfactor)143

对于烷烃来说，支链增加K值下降；而对于环烷烃和芳烃来说，支链数增加K值增加；对于芳烃来说，环数增加，K值减小对于石油馏分，计算K值时温度T为立方平均沸点

3．用途了解原油的分类、油品的化学组成、油品的其它特性、确定原油的加工方案。石油馏分的特性因数，结合相对密度或平均沸点可求得油品的其他物理性质，如前面讲的蒸汽压及后面将要讲的分子量等。144三、其他表征油品化学组成的参数

①相关指数BMCI(美国矿务局相关指数)BMCI：BureauofMinesCorrelationIndex

正构烷烃的相关指数最小，基本为0；芳香烃的相关指数最高(苯约为100)，环烷烃居中。相关指数BMCI这个指标广泛用于表征裂解乙烯原料的化学组成，希望是越小越好。

145

②特征参数KH

对于含有大量不饱和烃或胶质、沥青质的馏分（VR），特性因数就不能很好地表征其化学组成特性。因此石油大学重质油国家重点实验室对原有的特性因数K进行了修正，提出了一个表征渣油特征的特征参数KH。

146通过KH可以对渣油的加工性能进行分类：

第一类：KH>7.5二次加工性能好第二类：6.5<KH<7.5二次加工性能中等第一类：KH<6.5二次加工性能差

通过多国内外10几种渣油的使用，发现KH较好地反映了渣油的特征和化学组成极其裂化性能，产品收率与KH有良好的对应关系。

147三、平均相对分子质量1．定义在炼油设备计算中，应用最多的是平均相对分子质量2．油品分子量的变化规律汽油：100～120

煤油：180～200

柴油：210～240

低粘度润滑油：300～360

高粘度润滑油：370～5001483．计算混合油品的平均相对分子质量可以按加和法进行计算经验关联式149小结掌握密度、馏程、蒸汽压、特性因数思考题1、密度、馏程、蒸汽压、特性因数的定义2、影响油品密度的因素

150作业题

1、()是表明液体中分子汽化或蒸发能力的一个物理量。A蒸气压B馏程C特性因数D密度2、雷德蒸气压是在（）、气相体积与液相体积之比为4：1下用雷德蒸气压测定仪测定的。A18℃B28℃C38℃D48℃3、真实蒸气压或泡点蒸气压，是在汽化率为()时的蒸气压。A0B＞0C＜0D14、油品馏出第一滴冷凝液时的气相温度称为（）。A馏程B初馏点C沸点D终馏点1515、GB1884—83规定：石油及其产品的标准密度是指（）下的密度。A15℃B20℃C30℃D40℃6、欧美各国常以（）表示油品密度。A比重指数B相对密度C粘温指数D粘度比7、温度升高时,油品的密度将会（）。A随机变化B不变C增大D减少8、纯烃蒸气压随温度的升高而（）。A减少B增大C不变D随机变化152纯化合物的蒸汽压只与温度有关,与汽化率无关。()油品越重沸点就越高。()油品相对密度表示方式有:d420,d15.615.6,APIo,它们都没有单位。()同碳数各种烃类的相对密度大小顺序为:芳香烃>环烷烃>烷烃。()环烷酸是含氧化合物,硫醇和噻吩是含硫化合物。()油品中含S、N、O的化合物都会氧化生成胶质或促进胶质的生成。()特性因数的数值与油品的沸点和相对密度有关。()同碳数各种烃类的特性因数大小顺序是:芳烃>环烷烃>烷烃。()油品的蒸汽压越高其相对密度就越小。()153

第三节油品的流动性能

一、粘度1．定义流动分子的内摩擦使流体带有一定的粘滞性，从而产生流体抵抗剪切作用的能力。衡量这种能力或粘滞性的性质指标，就是粘度。粘度是评定油品流动性的指标，是喷气燃料、柴油、重油和润滑油的重要质量指标。对润滑油的分级、质量鉴定具有决定意义，也是工艺计算和工艺设计中不可缺少的物理常数。

石油和油品在处于牛顿流体状态时，其流动性能用黏度来描述；1542．粘度的分类原油的粘度动力粘度(绝对粘度)CGS制泊(P,Poise)

厘泊(cP)

SI制Pa.s1Pa.s=1000cP石油产品运动粘度γ=η/ρ

CGS制(沱，Stoke)厘斯(厘沱)SI制mm2/s

1cSt=1mm2/s

leSystèmeinternationald'unitésCentimeter-Gram-Second155专门用于表示油品粘度的指标赛氏粘度(SayboltViscosity)SUS或SFS

恩氏粘度(EnglerViscosity)条件度，.E

雷氏粘度(RedwoodViscosity)R1

或R2条件粘度

各种粘度的近似关系：运动粘度(mm2/s):恩氏粘度(条件度，E):赛氏通用粘度(SUS):雷氏粘度(RIS)=1:0.132:4.62:4.053．粘度的测定毛细管粘度计：牛顿型流体(乌氏、芬氏、平氏、逆流)旋转粘度计：非牛顿型流体156二、油品粘度和化学组成的关系

黏度反映液体内部分子间的摩擦力，因此黏度必然与油品的分子结构和大小密切相关，有关υ与组成的关系，有几点结论：油品的粘度随沸程的升高和密度增大而迅速增大对于相同沸点的不同石油馏分：含环状烃多则粘度高；环数越多，粘度越大157

当烃类分子中的环数相同时，其侧链越长则其粘度越大相同环数和碳数的芳香烃和环烷烃：环烷烃>芳香烃上述结论说明了液体的运动黏度中包含了分子结构的信息，而且环可以认为是黏度的载体。

158三、油品粘度与压力、温度的关系

1．与温度的关系温度升高，所有油品粘度下降；温度降低，所有油品粘度升高①粘温性能：油品的粘度随温度变化的性质油品的粘度随温度的变化幅度小，则称为油品的粘温性能好

Relationofviscosityandtemperature159②粘温性质的表示法

粘度比：υ50℃/υ100℃；比值越小，则粘温性质越好粘度指数(VI)

粘度指数越高，表示油品的粘温性质越好

160根据粘度指数不同，可将润滑油分为三级：35—80为中粘度指数润滑油；80—110为高粘度指数润滑油；110以上为特高级粘度指数润滑油。161粘度指数高于100—170的机油，为高档次多级润滑油，它具有粘温曲线变化平缓性和良好的粘温性，在较低温度时，这些粘度指数改进剂中的高分子有机化合物分子在油中的溶解度小，分子蜷曲成紧密的小团，因而油的粘度增加很小；而在高温时，它在油中的溶解度增大，蜷曲状的线形分子膨胀伸长，从而使粘度增长较大。162③粘温性质与分子结构的关系

正构烷烃的粘温性质最好，分支程度较小的异构烷烃的粘温性质比正构烷烃稍差，随着分支程度的增大，粘温性质越来越差；环状烃(包括环烷烃和芳香烃)的粘温性质比链状烃的差；当分子中环数相同时，其侧链越长粘温性质越好，但侧链上如有分支也会使粘温性质变差163④石油及石油馏分的粘温性质

石油各馏分的粘度都随着其沸程的升高而增大相对分子质量增大环状烃含量增多所致当石油馏分的沸程相同时石蜡基原油的粘度最小中间基居中环烷基的最大石油及其馏分的粘温性质石蜡基原油的馏分的最好中间基居中环烷基最差1642．粘度与压力的关系压力升高，粘度增大当压力高于40atm时，需要考虑压力的影响此式不适用于压力大于70MPa的情况四、油品的混合粘度油品混合物的粘度无可加性组成、性质、粘度相差越大，离可加性相差越大165四、气体的粘度液体的粘滞性源于其分子间的引力，当温度升高对其分子能量增高，从而更易于相互脱离，导致粘度减小。而气体分子间的距离很大，相互间的引力很小，所以气体的粘滞性与液体的有本质区别。根据气体分子运动论，可以认为气体的粘滞性取决于分子间的动量传递速度。当温度升高时，气体分子的运动加剧，其动量传递速度加快，从而导致在相对运动时其层间的阻力增大。所以，与液体相反，气体的粘度是随温度的升高而增大的。在工程计算中，当压力较低时，不同温度下石油馏分蒸气的粘度可从相关图标中根据其平均相对分子质量查得。166

当处于低温状态时，则用各种条件性指标来评定其低温流动性：如凝点、结晶点、冰点等。低温下，石油及液体产品在低温失去流动性有两种情况：粘温凝固：含蜡很少或不含蜡的油品，在温度下降时，黏度迅速升高，当黏度大到一定程度后（>3×105mm2/s）,油品就会变成无定型的玻璃状物质，失去流动性，这种凝固称为粘温凝固。第四节油品的低温流动性167构造凝固：含蜡原油或油品，在温度下降过程中，由于蜡结晶析出而引起的凝固。低温流动性是显著影响油料输运、储存和使用条件，不同的石油产品低温流动性能有不同的评定指标。1681.

浊点、结晶点和冰点表征煤油、航空汽油和喷气燃料的低温性能指标。浊点cloudpoint：是煤油的低温指标，在规定条件下降温，当煤油出现雾状或浑浊时的最高温度。

GB/T6986结晶点crystallizationpoint：是在规定条件下冷却油品，出现用肉眼可以分辨的结晶时的最高温度。SH/T0179同一油品：浊点高于结晶点。冰点

freezingpoint：是在规定条件下冷却油品到出现结晶后，再使其升温，使原来形成的结晶消失时的最低温度。GB/T2430同一油品的冰点比结晶点高1～3℃。浊点>冰点>结晶点。

169这些低温指标受化学组成的影响：正构烷烃、芳香烃>环烷烃、异构烷烃和烯烃；同一族烃类，分子量增加，指标升高；油品中含水，会严重影响油品的低温指标。

1702.凝点、倾点和冷滤点是原油、柴油、润滑油和燃料油的重要使用性能指标。目前国内正逐步采用以倾点代替凝点、用冷滤点代替柴油凝点。(CondensationPoint)油品的“凝点”是在严格的仪器、操作条件下测得油品刚失去流动时的最高温度。而所谓失去流动性，也完全是条件性的。GB/T510-83倾点：是指油品能从规定仪器中流出的最低温度，也称为流动极限，它比凝点能更好地反映油品的低温性能，被规定作为ISO标准。(PourPoint)GB/T3535-83

油品的沸点越高，特性因数越大，凝点和倾点越高。171冷滤点：是在规定的压力和冷却速度下，测得20ml试油开始不能全部通过363目/in2的过滤网时的最高温度。冷滤点能较好