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第3章 石油及油品的物理性质 浙江海洋学院 本章主要内容 第一节 蒸气压、沸程和平均沸点 第二节 密度、特性因数和平均分子量 第三节 油品的粘度 第四节 油品的热性质 第五节 表面张力、折射率和溶解度 第六节 油品的燃烧性质和低温性质 石油及油品的物理性质 石油及油品物理性质的意义 评定石油加工性能及油品使用质量的重要指标 加工过程的控制参数 设计炼油设备和装置（工艺设计）的必要依据 石油及油品物理性质的特点 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 实际工作中广泛使用经验图表和关联式 第一节 蒸气压、沸程和平均沸点 蒸气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，也称饱和蒸气压 蒸气压反映了油品蒸发和气化的能力，蒸气压愈高的液体愈易于气化 蒸气压是石油加工设备设计的重要基础物性数据，也是某些轻质油品的质量指标 一、蒸气压 1、纯烃的蒸气压 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气压较小 就某一种纯烃而言，其蒸气压随温度的升高而增大 2、烃类混合物及石油馏分的蒸气压 与纯烃不同，烃类混合物的蒸气压不仅取决于温度，同时也取决于其组成 在一定的温度下，只有其气相、液相或整体组成一定，其蒸气压才是定值 石油尤其是其中较重馏分的组成极其复杂，尚难以测定其单体烃组成，因此无法用Dalton-Raoult定律求取其蒸气压 对于沸点范围较窄的石油馏分（指实沸点蒸馏温度差小于30℃的馏分），可根据其特性因数K和平均沸点查图求 二、馏程 1、纯物质的沸点 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 2、混合物的馏程 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 馏程 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 沸点范围又称沸程或馏程 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 在列举石油馏分的拂程数据时，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 馏程 3、石油馏分的馏程测定 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（美国材料试验学会）或恩氏（Engler）蒸馏，按照GB6536-86规定的方法进行的简单蒸馏 样品用量100ml（20℃） 馏程 初馏点：馏出第一滴冷凝液时的气相温度 10%馏出温度：馏出液达10ml时的气相温度 20%～90%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（dry point）或终馏点（end point） 有时也可根据产品规格要求，以98%或97.5%时的馏出温度来表示终馏温度 在大多数液体燃料规格中，只要求测定其具有代表性的10%、50%和90%的馏出温度及干点 馏程 由于石油中部分相对分子质量较大的组分对热不稳定，所以蒸馏时的液相温度一般不能超过350℃，以免油品分解 对于较重的石油馏分需要在减压下进行蒸馏，以降低其馏出温度，然后借助有关的图表或计算公式求得其相应的常压下的馏出温度 三、平均沸点 在求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下列五种 (1) 体积平均沸点，tV ℃ (2) 质量平均沸点，tW，℃ (3) 实分子平均沸点，tm，℃ (4) 立方平均沸点，tcu，K (5) 中平均沸点，tMe，℃ 平均沸点 只有tv可由馏程直接测定，其它由tv与馏程的斜率S查图求定，或者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、特性因数和平均分子量 原油及油品的密度和相对密度在生产和储运中有重要意义，在原料及产品的计量及炼油装置的设计等方面是必不可少的。 油品的相对密度与其化学性质有密切的内在联系，可以它为基础关联出其它重要的性质参数。 第二节 密度、特性因数和平均分子量 1、几个定义 密度：物质的质量与其体积的比值，g/cm3、kg/m3，要注明温度 标准密度：20℃的密度 相对密度：与规定温度下标准物密度之比。比 因为水在4℃时的密