1、第二講第二講 石油餾分的特性參數(shù)石油餾分的特性參數(shù)和組成預測和組成預測石油是復雜的烴類混合物石油是復雜的烴類混合物蒸餾是改變組成數(shù)量、不改變結構的物理分離過程蒸餾是改變組成數(shù)量、不改變結構的物理分離過程其它二次加工過程均改變組成和結構的過程其它二次加工過程均改變組成和結構的過程組成的變化預示性質的改變組成的變化預示性質的改變500C 減壓渣油減壓渣油 表表1 350360C 餾分的物理性質餾分的物理性質物性物性大慶大慶勝利勝利大港大港孤島孤島 200.83420.84860.87630.9172M286.6288.8259.0283.8nD201.46631.47431.48821.5113

2、100(mm2/s)2.332.732.663.25K12.612.112.111.8不同原油即使相同沸程的餾分油，由于化學組成差別，不同原油即使相同沸程的餾分油，由于化學組成差別，其物性也會有顯著不同。因而表征石油餾分特性僅用沸其物性也會有顯著不同。因而表征石油餾分特性僅用沸點和密度是不夠的點和密度是不夠的 。幾種表征石油餾分特性的參數(shù)幾種表征石油餾分特性的參數(shù) 一、石油餾分的特性參數(shù)一、石油餾分的特性參數(shù) tm 實分子平均沸點；實分子平均沸點；tme中平均沸點中平均沸點 恩氏蒸餾2/)()(533151CUmmeiimiiWiiCUiiVtttxttWtttVttttw=tv 1tu=tv

3、 2tcu=tv 3tme=tv 43333. 06667. 045. 045. 03333. 06667. 025. 06667. 064678. 3012800. 053181. 14ln45679. 208997. 082368. 03ln70684. 3011810. 015158. 12ln16388. 5027060. 064991. 31lnStStStStvVVV石油餾分的平均分子量預測方法很多，舉主要幾例：石油餾分的平均分子量預測方法很多，舉主要幾例：圖表法：（圖表法：（1）Winn圖圖 , tme, K, C/H, tAP(苯胺點苯胺點)任何二個求任何二個求M （2）重餾分

4、油）重餾分油 98.9, 37.8 求得分子量求得分子量 （3）tme, , K, HV 任二個求分子量任二個求分子量關聯(lián)式關聯(lián)式 （1）Winn圖關聯(lián)式圖關聯(lián)式2020logjimeijKtAM3、(Characterization Factor (of Watson)從烴類物性數(shù)據(jù)可見，不同烴類的密度、沸點不同，兩者結合從烴類物性數(shù)據(jù)可見，不同烴類的密度、沸點不同，兩者結合可得到表征其結構特性的參數(shù)，并稱之為特性因數(shù)可得到表征其結構特性的參數(shù)，并稱之為特性因數(shù)K。Tb原為原為Tm, 后為后為TCU， 現(xiàn)為現(xiàn)為Tme（單位，（單位，K)估算：1）計算式2）查圖表Winn圖等6 .156 .1

5、531)(216.1dTKb4、 CI-Correlation Index 與與K類似，由類似，由T、 表征石油餾分的烴類組成特征：表征石油餾分的烴類組成特征：隨油品石蠟性提高，隨油品石蠟性提高，CI下降下降 烷烴烷烴 012 環(huán)烷烴環(huán)烷烴 2452 芳香烴芳香烴 551008 .4567 .473)(486406 .156 .15dKTCI5、粘重常數(shù)、粘重常數(shù) Viscosity Gravity Constant VGC 或粘重函數(shù)或粘重函數(shù) Viscosity Gravity Faction VGF1928年年 Hill and Coats提出提出 可貴之處是可貴之處是VGC有可加性。有

6、可加性。用于潤滑油餾分反映其粘溫性質及烴類分布。用于潤滑油餾分反映其粘溫性質及烴類分布。石蠟基原油潤滑油石蠟基原油潤滑油 VGC0.851001006 .156 .15log011. 0755. 0log0381. 024. 0dVGC與與K規(guī)律相反規(guī)律相反, K:芳烴芳烴環(huán)烷烴環(huán)烷烴烷烴烷烴 VGC:芳烴芳烴環(huán)烷烴環(huán)烷烴200的用的用VGC M200的用的用VGF式中式中 100F 210F為為100F和和210F的運動粘度的運動粘度m2/SFFdVGFdVGF002106 .156 .151006 .156 .15ln1613. 0535. 3948. 1ln1156. 0484. 381

7、6. 16、交折點、交折點 RI（Refractivity intercept）1936 Kurtz or Ward不同族烴類的不同族烴類的RI值不同，所以值不同，所以RI可作推算石油烴組成的特性可作推算石油烴組成的特性參數(shù)。參數(shù)。烷烴烷烴 RI： 1.0481.05環(huán)烷烴環(huán)烷烴RI: 1.031.046芳烴芳烴RI: 1.071.10522020DnRI7、 Huang 特性因數(shù)特性因數(shù) I 1977烷烴烷烴 I=0.2670.273環(huán)烷烴環(huán)烷烴 I =0.2780.308芳烴芳烴 I=0.2980.362適用范圍適用范圍: M: 70567 20:0.621.07 Tb: 97928K 折

8、光折光: 1.351.63M200 1.1% 4439.00848.1322)(10587.321dMTIornnIb特征參數(shù)特征參數(shù)ParaffinsNaphtheneAromatics特點特點特性因數(shù)特性因數(shù)K13.113.510.513.29.512.5ANP相 關 指 數(shù)相 關 指 數(shù)CI012245255100PNA分開分開粘 重 常 數(shù)粘 重 常 數(shù)VGC0.740.750.890.940.951.13可加性可加性分分開值小開值小交折點交折點RI1.0481.051.031.0461.071.105分開、差分開、差小小Huang特性特性因數(shù)因數(shù)I0.2670.273 0.2780.

9、308 0.2980.362P N 分 開分 開 NA重疊重疊5種反映石油餾分烴組成特性參數(shù)的范圍種反映石油餾分烴組成特性參數(shù)的范圍 二、石油餾分化學組成的預測方法二、石油餾分化學組成的預測方法 1、 n-d-M法預測法預測Cp, CN, CA 1951年年Van Nes and Van Westen 提出提出 方法優(yōu)點：方法優(yōu)點： 1）有一定實驗基礎，準確確定不含烯烴石油餾分碳和環(huán)的分布）有一定實驗基礎，準確確定不含烯烴石油餾分碳和環(huán)的分布 2）所需參數(shù)）所需參數(shù)n、d、M較易測得。較易測得。 3）使用方便，可計算亦可查圖。）使用方便，可計算亦可查圖。 4）可適用于純烴和不同基屬原油。）可適

10、用于純烴和不同基屬原油。 不足：不足： 1）必須假定所有環(huán)（芳烴、環(huán)烷烴）均為六員環(huán)）必須假定所有環(huán)（芳烴、環(huán)烷烴）均為六員環(huán)） 2）必須假定所有環(huán)均呈渺位縮合）必須假定所有環(huán)均呈渺位縮合 3）使用范圍限于不含烯的）使用范圍限于不含烯的M200的石油餾分的石油餾分 2、 RI、VGC預測石油烴組成預測石油烴組成 1980年年 Riazi and Daubert 提出用提出用RI和和VGC計算石油餾分烴組成：計算石油餾分烴組成： XP = a + b RI + c VGC XN = d + e RI + f VGC XA = g + h RI + I VGC其中，其中，a,bI為系數(shù)，為系數(shù)，

11、XP、XN、XA 為摩爾分率。為摩爾分率。當當M: 200500時時, 式中用式中用VGC計算計算. M200 式中用式中用VGF計算計算需要相對目的和粘度需要相對目的和粘度 等數(shù)據(jù)。等數(shù)據(jù)。 優(yōu)點：優(yōu)點： 具備必要數(shù)據(jù)時，可方便地得到石油餾分烴組成的摩爾分率。具備必要數(shù)據(jù)時，可方便地得到石油餾分烴組成的摩爾分率。 問題：問題： 此方法的基礎為此方法的基礎為42個輕餾分和個輕餾分和16個重餾分，實驗數(shù)據(jù)少，經(jīng)個重餾分，實驗數(shù)據(jù)少，經(jīng)考察有下列特點：考察有下列特點： 1）適用范圍較窄）適用范圍較窄 2）需要輕餾分的粘度值需要輕餾分的粘度值 系數(shù)系數(shù)輕餾分輕餾分重餾分重餾分分子量范圍分子量范圍80

12、200200500a-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+1.2553、RI、VGC、C/H 估算石油餾分分布估算石油餾分分布 Riazi-Daubert (R-D)為改善上述方法，在擴展的數(shù)據(jù)基礎上發(fā)展為改善上述方法，在擴展的數(shù)據(jù)基礎上發(fā)展了了 l l 用易得的新參數(shù)用易得的新參數(shù)C/H和和m代替粘度代替粘度 l l 新關聯(lián)式可預測石油餾分組成和高芳烴含量的煤液化新關聯(lián)式可預測石油餾分組成和高芳烴含量的煤液化燃料的芳烴

13、類型。燃料的芳烴類型。M200重餾分重餾分 P%=-1335.9+1445.9RI-131.34VGF P % = 2 5 7 . 3 7 + 1 0 1 . 3 3 R I -357.3VGC n N%=2398.2-2333.3RI+81.52VGF N%=246.4-267.01RI+196.3VGC A%=100-(P%+N%) A%=100-(P%+N%) VGF, VGC, RI同前，當無粘度數(shù)據(jù)時無法計算同前，當無粘度數(shù)據(jù)時無法計算VGF、VGC，則用以下一組最，則用以下一組最佳關聯(lián)佳關聯(lián) P%=257-287.S+2.876CH C/HMnP%=198.42-27.72RI-1

14、5.64CH C /Hn N%=52.641-0.7494(P%)-2.181m N%=59.77-76.17RI+6.805CH (11)A%=100-(P%+N%) A%=100-(P%+N%) M200重餾分重餾分 or P%=373.87-408.29S+1.4772m Mn P%=193.82+0.7485m-19.966CH (12) C/HMn N%=-150.27+210.15S-2.388m N%=-42.26-0.777m+10.7625CH (13) A%=100-(P%+N%) A%=100-(P%+N%) 上各式可得總芳烴含量，對煤液可細分為：上各式可得總芳烴含量，對

15、煤液可細分為：MA%（單芳）（單芳）+PA%（雙和縮芳）（雙和縮芳） MA%=-6282.45+5990.816RI-2.4835m (14) Mn 因無實測組成數(shù)據(jù)，無關聯(lián)式因無實測組成數(shù)據(jù)，無關聯(lián)式PA%=1188.17-1122.13RI+2.3745m (15) A%=100-(P%+N%) 注意：當無以上實測參數(shù)時，可按以下以注意：當無以上實測參數(shù)時，可按以下以Tb,S為函數(shù)的關聯(lián)式估算（基于純烴和為函數(shù)的關聯(lián)式估算（基于純烴和石油餾分）石油餾分）M=70300（至柴油）（至柴油）Tb=80650 F(27343 C) 計算式（計算式（1721） M=300600（減壓餾分油）（減壓

16、餾分油）Tb=6501000 F(343538 C)計算式（計算式（2225） 方法評述：方法評述：1、n-d-M法僅可用于分子量大于法僅可用于分子量大于200。P%25%,準確性與準確性與10、11、3（C/H、RI）類似。）類似。2、無粘度數(shù)據(jù)時，以式、無粘度數(shù)據(jù)時，以式69，3計算輕餾分計算輕餾分M200的石油餾分的石油餾分,此此時需時需C/H，M，n， 或或M，n， 。以。以1013、3計算重餾分的計算重餾分的P、N、A，需，需C/H，n， 或或C/H，M，n3、當有粘度、當有粘度、n， 數(shù)據(jù)時，以式數(shù)據(jù)時，以式13和和4、5、3估算無烯石油餾估算無烯石油餾分的分的P、N、A最佳。最佳

17、。4、對于高芳烴餾分或煤液，為較好預測熱力學性質，用假組分法、對于高芳烴餾分或煤液，為較好預測熱力學性質，用假組分法確定芳烴的類型是必要的，可用式確定芳烴的類型是必要的，可用式1416確定確定MA%、PA%。5、 計算中如計算中如P、N、A、MA、PA出現(xiàn)出現(xiàn)0，則取為，則取為0。6、注意式、注意式3比式比式16更準確。更準確。課程討論課程討論1：汽油組成與其使用性能的關系？汽油組成與其使用性能的關系？話題話題1 汽油烴族組成（汽油烴族組成（PONA)與燃燒性能？與燃燒性能？話題話題2汽油烴族組成與安定性？汽油烴族組成與安定性？話題話題3 汽油中硫化合物的存在形態(tài)？汽油脫汽油中硫化合物的存在形

18、態(tài)？汽油脫硫的方法與優(yōu)缺點？（作業(yè)硫的方法與優(yōu)缺點？（作業(yè)2）話題話題4提高汽油性能的加工技術？提高汽油性能的加工技術？ 汽油組成變化對排放有害物的影響汽油組成變化對排放有害物的影響 CO HC NO Ozone Toxics*芳香烴芳香烴45%20% -13% -6% = = - = + +烯烴烯烴20%5% = +6% -6% -10% = - = =MTBE0%15% -11% -5% = = = = + =T90182138 = -22% +5% -10% - - - - * 苯、丁二烯、甲醛、乙醛苯、丁二烯、甲醛、乙醛 注：注：= 不變不變 - 減少減少 + 增加增加生產(chǎn)新配方汽油時，選擇工藝的影響因素歸納如下：生產(chǎn)新配方汽油時，選擇工藝的影響因素歸納如下：工藝選項工藝選項蒸汽壓蒸