1、石油煉制工程,重慶科技學(xué)院 付雪,第一章 緒論 一、石油煉制工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位,石油煉制工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)最重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一，是提供能源，尤其是交通運輸燃料和有機(jī)化工原料的最重要的工業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，全世界所需能源的40%依賴于石油產(chǎn)品，汽車等交通工具使用的原料幾乎全部是石油產(chǎn)品，有機(jī)化工原料也主要來源于石油煉制工業(yè)，世界石油總產(chǎn)量的約10%用于生產(chǎn)有機(jī)化工原料。,表11 世界能源需求比例 能 源 1995年 2000年 石油 40.13 40.04 天然氣 22.94 23.23 煤 27.10 26.89 核能 7.26 7.08 水力及其他 2.57 2.76 合計 100.00 100.0

2、0,主要石油產(chǎn)品,燃料：各種牌號的汽油，柴油燃料油等 潤滑油：各種牌號的內(nèi)燃機(jī)油和機(jī)械油 有機(jī)化工原料：生產(chǎn)乙烯的裂解原料 工藝用油：變壓器油，電纜油，液壓油 瀝青：鋪路瀝青，建筑瀝青，防腐瀝青 蠟：食用，化妝品，包裝用，藥用 石油焦碳：冶煉用焦，燃料焦,二、石油煉制工業(yè)的發(fā)展概況,石油煉制工業(yè)的建立大約可追溯到19世紀(jì)末。1823年，俄國杜比寧兄弟建立了第一座釜式蒸餾煉油廠，1860年，美國BSiliman建立了原油分餾裝置，這些可以看做是煉油工業(yè)的雛型。20世紀(jì)初，內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明和汽車工業(yè)的發(fā)展，尤其是第一次世界大戰(zhàn)對汽油的需求推動了煉油工業(yè)的迅速發(fā)展。20世紀(jì)中葉，煉油工業(yè)就已發(fā)展成為一個

3、技術(shù)先進(jìn)、規(guī)模宏大的產(chǎn)業(yè)。中國的煉油工業(yè)起步較遲，雖然在1907年就建立了陜西石油官礦局煉油房，但是直到1949年，全國僅有幾個小規(guī)模的煉油廠。1958年，建立了我國第一座現(xiàn)代化的處理量為100104ta的煉油廠。20世紀(jì)60年代，在大慶油田的發(fā)現(xiàn)和開發(fā)的帶動下，我國煉油工業(yè)迅速發(fā)展。目前，我國煉油工業(yè)的規(guī)模已位居世界第四位，煉油技術(shù)水平也已進(jìn)入世界先進(jìn)行列。,世界主要煉油大國的煉油能力及其石油儲量和產(chǎn)量,三、煉油技術(shù)的發(fā)展階段,最早的煉油工業(yè)主要是生產(chǎn)家用煤油，加工手段是簡單蒸餾。 20世紀(jì)初，汽車工業(yè)的發(fā)展和第一次世界大戰(zhàn)對汽油的需求猛增，從石油蒸餾直接取得的汽油在數(shù)量上已不能滿足需要，從

4、較重的餾分油或重油生產(chǎn)汽油的熱裂化技術(shù)應(yīng)運而生。 20世紀(jì)30年代末、40年代，催化裂化技術(shù)出現(xiàn)并且發(fā)展迅速，逐漸成為生產(chǎn)汽油的主要加工過程。與此同時，潤滑油生產(chǎn)技術(shù)也有較大的發(fā)展。 50年代，為滿足對汽油抗爆性的要求，出現(xiàn)了鉑重整技術(shù)，促進(jìn)了催化重整技術(shù)的大發(fā)展。由于催化重整產(chǎn)出廉價的副產(chǎn)氫氣，也促進(jìn)了加氫技術(shù)的發(fā)展。 60年代，分子篩催化劑的出現(xiàn)并首先在催化裂化過程中大規(guī)模地使用，使催化裂化技術(shù)發(fā)生了革命性的變革。 70年代，由中東石油禁運引起的石油危機(jī)促進(jìn)了節(jié)能技術(shù)的發(fā)展。同時，石油來源受限和石油價格上漲促進(jìn)了重質(zhì)油輕質(zhì)化技術(shù)的發(fā)展。 進(jìn)入80年代，從世界范圍來看，煉油工業(yè)的規(guī)模和基本技

5、術(shù)構(gòu)成相對比較穩(wěn)定。,第二章 石油的化學(xué)組成,主要內(nèi)容 石油的一般性狀、元素組成、餾分組成 石油餾分的烴類組成 石油中的非烴化合物 石油中的微量元素 渣油以及渣油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì),一、石油的一般性狀,1、物理性質(zhì) 石油（或原油）通常是黑色或褐色的流動或半流動的粘稠液體，相對密度一般介于0.80.98之間。世界各地所產(chǎn)的石油在性質(zhì)上都有不同程度的差異。 我國主要油田原油的凝點及蠟含量較高，相對密度大多在0.85-0.95之間，屬于偏重的常規(guī)原油。,2、元素組成 基本上由五種元素碳、氫、硫、氮、氧所組成。（還有一些微量元素） 原油中: 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為83%87% 氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11%14% 硫

6、的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%8% 氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02%2% 氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05% 2%,3、碳?xì)浜亢蜌涮急?碳?xì)鋬煞N元素的一般占95%以上，用原油的氫碳原子比來反映原油的屬性，一般輕質(zhì)原油或石蠟基原油的氫碳原子比比較高，重質(zhì)原油或環(huán)烷基原油的氫碳原子比比較低。 氫碳原子比還包含著一個重要的結(jié)構(gòu)信息，它是一個與化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)的參數(shù)。 烷烴環(huán)烷烴芳香烴,4、硫、氮、氧的含量,石油中的硫、氮、氧不是以元素形態(tài)，而是以化合物形態(tài)存在（碳?xì)浠衔锏难苌铮?。對石油的加工工藝以及石油產(chǎn)品的使用性能都有很大影響。例：催化劑中毒問題和環(huán)境污染問題等。 我國原油低硫、高氮。大多數(shù)原油硫含量低于1%，氮含量在3

7、以上。,石油中的含硫化合物,含硫量高于2%的石油稱為高硫石油，低于0.5%的稱為低硫石油，介于之間的稱為含硫石油。我國原油大多數(shù)屬于低硫原油和含硫原油。大部分硫集中在重餾分和渣油中。 石油中含硫化合物按性質(zhì)可分為： 活性硫化物：元素硫、硫化氫和硫醇等 非活性硫化物：硫醚、二硫化物和吩噻 活性硫化物對設(shè)備有強(qiáng)烈的腐蝕性。,原油中的含硫化合物一般以硫醚類和吩噻類為主，原油中的硫元素和硫化氫含量極少，硫化氫一般由原油中的硫化物受熱分解而產(chǎn)生的，硫化氫又被氧化成元素硫，所以原油中的元素硫和硫化氫并不一定都是原油本來就有的。,石油中的含氮化合物,石油中的氮含量一般比硫含量低，質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常在0.05%-0

8、.5%范圍內(nèi)，石油中的氮多分布在400 以上的重油中。 石油中的含氮化合物對石油的催化加工和產(chǎn)品的使用性能都有不利的影響，使催化劑中毒失活，或引起石油產(chǎn)品的不安定性，易生成膠狀沉淀。,石油中含氮化合物的類型： 堿性含氮化合物：砒啶、喹啉 非堿性含氮化合物：咔唑 一般來說，原油中的堿性氮的含量占總含氮量的25%-30%左右。非堿性含氮化合物性質(zhì)不穩(wěn)定，易被氧化和聚合，是導(dǎo)致石油二次加工油品顏色變深和產(chǎn)生沉淀的主要原因。堿性氮和非堿性氮在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。,石油中的含氧化合物,石油中的含氧量一般在千分之幾的范圍內(nèi)，只有個別石油含氧量可達(dá)2%-3%。如果石油在加工前或加工后長期暴露在空氣中，那

9、么其含氧量就會大大增加。 石油中的氧元素都是以有機(jī)含氧化合物的形式存在的，大致有兩種類型： 酸性含氧化合物：環(huán)烷酸、芳香酸和脂肪酸和酚類 中性含氧化合物：酮、醛和酯類 石油中含氧化合物以酸性含氧化合物為主，對設(shè)備有腐蝕性。,石油中的微量元素,石油中所含的微量元素與石油中石油中碳、氫、氧、氮、硫這五種元素相比，其含量要少得多，一般都處在百萬分級至十億分級范圍，其中有些元素對石油的加工過程，特別是對所用催化劑的活性有很大影響。研究資料表明，石油中有幾十種微量元素存在，目前為止已從石油中檢測到59種微量元素，其中金屬元素45種。,石油中的微量元素按其化學(xué)屬性可分為如下三類： 變價金屬：V, Ni，F(xiàn)

10、e，Mo，Co，W，Cr，Cu，Mn，Pb，Hg，Ti等 堿金屬和堿土金屬：Na，K，Ba，Ca，Mg等 鹵素和其他元素：Cl，Br，I，Al等 含鎳高，含礬低，是我國原油的一大特點。,石油中微量元素的含量也是隨著沸程的升高而增加，主要集中在大于500的渣油中。其中一部分微量元素以無機(jī)的水溶性鹽類形式存在，例如鉀、鈉的氯化物鹽類，主要存在于原油乳化的水相里，這些鹽類可以通過水洗或加破乳劑而除去。另一些金屬是以油溶性的有機(jī)化合物或絡(luò)合物形式存在，經(jīng)過蒸餾后，大部分集中在渣油中。還有一些可能以極細(xì)的礦物質(zhì)的微粒懸浮與原油中。,二、石油的餾分組成,石油是一個多組分的復(fù)雜混合物，其沸點范圍很寬，從常溫

11、一直到500 以上，所以，無論對原油進(jìn)行研究還是加工利用，都必須對原油進(jìn)行分餾。分餾就是按照組分沸點的差別將原油“切割”成若干“餾分”例如350 的油稱為常壓渣油或常壓重油。（AR） 我國原油具有汽油含量低，渣油含量高的特點。,從原油直接分餾得到的餾分稱為直餾餾分，他們基本上保留著原油原來的性質(zhì)，石油直餾餾分經(jīng)過二次加工后，所得的餾分與相應(yīng)直餾餾分的化學(xué)組成不同。,三、石油餾分的烴類組成,單體烴組成 族組成 結(jié)構(gòu)族組成,從化學(xué)組成來看，石油中主要含有烴類和非烴類兩大類，烴類和非烴類存在與石油的各個餾分中，因石油產(chǎn)地和種類不同，烴類和非烴類的含量差別很大。但在同一種原油中，隨著餾分沸程增高，烴類

12、含量降低，而非烴類含量逐漸增加。 石油中烴類主要是由烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴以及兼有這三類烴結(jié)構(gòu)的混合烴類構(gòu)成。,單體烴組成：石油及其餾分中每一單體化合物的含量。 細(xì)、繁，隨著石油餾分沸程的增高其單體化合物數(shù)目急劇增加。 一般還只限于闡述石油氣及石油低沸點餾分時采用。僅用于窄餾分。 目前，利用氣相色譜技術(shù)可分析鑒定出汽油餾分中上百種單體化合物。,族組成：化學(xué)結(jié)構(gòu)相似的一類化合物。以石油餾分中各族烴類相對含量的組成數(shù)據(jù)表示。 簡單實用，至于分析哪些族取決于分析方法以及實際應(yīng)用的需要。 汽油餾分的分析以烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴的含量；分析裂化汽油增加不飽和烴，分析更細(xì)致些，則可將烷烴再分為正構(gòu)烷烴和異構(gòu)烷

13、烴，將環(huán)烷烴分為環(huán)己烷系和環(huán)戊烷系。,煤油、柴油及減壓餾分，由于所用分析方法不同，其分析項目也不同。采用液固色譜法分析，以飽和烴（烷烴和環(huán)烷烴）、輕芳香烴（單環(huán)芳烴）中芳香烴（雙環(huán)芳烴）、重芳香烴（多環(huán)芳烴）及非烴組分等含量表示。采用質(zhì)譜法分析，以烷烴（正構(gòu)烷烴、異構(gòu)烷烴）、環(huán)烷烴（一環(huán)、二環(huán)、多環(huán)環(huán)烷烴）芳香烴（一環(huán)、二環(huán)、多環(huán)芳香烴）和非烴化合物的含量表示,結(jié)構(gòu)族組成：確定復(fù)雜分子混合物中結(jié)構(gòu)單元的含量。把整個石油餾分看成是某中“平均分子”組成，這一“平均分子”則是由某些結(jié)構(gòu)單元組成。餾分結(jié)構(gòu)族組成，用“平均分子”上結(jié)構(gòu)單元在分子中所占的分量表示。 不論石油烴類的結(jié)構(gòu)多么復(fù)雜，它們都是由烷

14、基、環(huán)烷基和芳香基這三種結(jié)構(gòu)單元所組成。,結(jié)構(gòu)單元在分子中所占的分量可以用芳香環(huán)上的碳原子占分子總碳原子的百分?jǐn)?shù)（%CA）、環(huán)烷環(huán)上的碳原子占分子總碳原子的百分?jǐn)?shù)（%C）和烷基側(cè)鏈上的碳原子占分子總碳原子的百分?jǐn)?shù)（%CA）來表示。 例： 石油重油的結(jié)構(gòu)族組成測定密度法,石油中間餾分及高沸餾分的結(jié)構(gòu)族組成測定法 在20或70下的折射率(或)、密度(或)以及平均相對分子質(zhì)量(M) 數(shù)值，即可在列線圖中查出結(jié)構(gòu)族組成中的各結(jié)構(gòu)參數(shù)。ndM法在實際應(yīng)用中很方便，此法的準(zhǔn)確性也較高，可以適用于不同屬類的石油，甚至對于純烴也能得到與實際相符的結(jié)果。但是必須注意到，此法的適用范圍只限于具有下列條件的石油餾分

15、： M200，不含不飽和烴； RT4，RA2或者CR75()； CA/CN1.5； 含S2，含N0.5，含O0.5。,石油重油的結(jié)構(gòu)族組成測定密度法 對于重油或渣油可以采用密度法測定其結(jié)構(gòu)參數(shù)。 烴類密度與其結(jié)構(gòu)有密切聯(lián)系，在相對分子質(zhì)量相近的情況下，不同類型烴類其密度不同，因而可用密度來關(guān)聯(lián)油樣的化學(xué)結(jié)構(gòu)。在關(guān)聯(lián)中人們引入了參數(shù)Mc，該參數(shù)是表示以每個碳原子計的平均相對分子質(zhì)量，即M/C，此處M表示平均相對分子質(zhì)量，C表示每個平均分子中的碳原子數(shù)。如果將參數(shù)Mc再除以密度，它則表示每個碳原子所占有的摩爾體積。對于不同結(jié)構(gòu)的烴，每個碳原子所占的摩爾體積不同。,由于在重油或渣油中一般都含有雜原子

16、，因此須將MC/d進(jìn)行雜原子校正，將其校正為(MC/d)c。人們提出的經(jīng)驗校正式為：,將 與重油的芳香碳率fA進(jìn)行關(guān)聯(lián)， Williams通過實驗數(shù)據(jù)提出：,各結(jié)構(gòu)參數(shù)參數(shù)的計算,四、石油氣體及石油餾分的烴類組成,石油氣態(tài)烴組成 天然氣組成 純氣田天然氣主要成分是甲烷，一般占90(體積分?jǐn)?shù))以上，此外還有少量的乙烷、丙烷、丁烷和非烴氣體，例如氮、硫化氫和二氧化碳等，該氣體一般稱之為干氣。凝析氣田天然氣雖仍以甲烷為主，但其中乙烷、丙烷、丁烷的含量明顯增高，可達(dá)1020，甚至還含有少量戊烷和己烷，一般稱之為濕氣。原油伴生氣的組成與凝析氣田天然氣的組成比較接近。,煉廠氣的組成 石油煉廠氣的組成因加工

17、條件及原料的不同，可以有很大差別。在石油單純受熱分解反應(yīng)所得的氣體中，除了含有烷烴外，普遍都含有烯烴。在高溫?zé)峤夥磻?yīng)的氣體中含有大量的乙烯；在催化裂化反應(yīng)的氣體中含有較大量的異丁烷；在催化裂解反應(yīng)的氣體中含有大量的丙烯和丁烯，而在催化重整反應(yīng)的氣體中其主要成分是氫氣。,我國四種原油直餾汽油餾分的主要單體烴（烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴）含量規(guī)律： 正構(gòu)烷烴的含量都比較高。 對于異構(gòu)烷烴而言，支鏈較少（具有一個甲基）的異構(gòu)烷烴含量較高，往往帶一個甲基支鏈的異構(gòu)烷烴的含量占整個異構(gòu)烷烴的一半以上。對于同碳原子數(shù)的異構(gòu)烷烴，其含量隨異構(gòu)程度的增加而減少。 對于環(huán)烷烴而言，在我國汽油餾分中一般只有環(huán)戊烷系和環(huán)

18、己烷系兩類化合物。在環(huán)己烷系中，以甲基環(huán)己烷含量為最高。 對于芳香烴而言，我國汽油餾分中芳香烴總含量均較少，尤其是苯含量很低，甲苯、二甲苯相對含量高些，在三種二甲苯異構(gòu)體中以間二甲苯含量為最高。 直餾汽油餾分的烴族組成 汽油的族組成分析，烷烴和環(huán)烷烴占直餾汽油餾分的大部分，芳香烴含量一般不超過20（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。 其分布規(guī)律：隨著沸點的增高，芳香烴含量逐漸增加。 石油中間餾分及高沸餾分的烴類組成,中間及高沸餾分的烴類類型、烴類組成 中間餾分的環(huán)烷烴和芳香烴以單環(huán)和雙環(huán)為主，三環(huán)或三環(huán)以上的含量明顯減少。高沸餾分的環(huán)烷烴包括從單環(huán)直到六環(huán)的帶有環(huán)戊烷環(huán)或環(huán)己烷環(huán)的環(huán)烷烴，其結(jié)構(gòu)主要是以稠合類型為主

19、。高沸餾分的芳香烴以單環(huán)、雙環(huán)、三環(huán)芳香烴的含量為最多，同時，還有一定量的四環(huán)以及少量高于四環(huán)的芳香烴。多環(huán)芳香烴多數(shù)也是稠合類型的 。,石油固態(tài)烴的化學(xué)組成 從石油中分類出來的固態(tài)烴類在工業(yè)上稱之為“蠟”。蠟按其結(jié)晶形狀及來源的不同，分為兩種石蠟和微晶蠟（舊稱地蠟）。,石蠟 主要來源：從柴油及減壓餾分油中分離出來 結(jié)晶形狀：結(jié)晶較大并呈板狀結(jié)晶/片狀 平均分子質(zhì)量 ：300-450 分子中碳原子數(shù) ：17-35 相對密度 ：0.86-0.94 小 熔點：30-70 低 化學(xué)組成：正構(gòu)烷烴含量高，尤其是商品石蠟中正構(gòu)烷烴含量更高。除正構(gòu)烷烴外，再石蠟中還含有少量的異構(gòu)烷烴、環(huán)烷烴以及極少量的芳

20、香烴 折射率 ：小,微晶蠟 主要來源：從減壓渣油中分離出來 結(jié)晶形狀：細(xì)微結(jié)晶形/針狀或微粒狀 平均分子質(zhì)量 ：450-800 分子中碳原子數(shù) ：35-60 相對密度 ： 大 熔點：70-95 化學(xué)組成：正構(gòu)烷烴含量一般較少，主要是帶有正構(gòu)或異構(gòu)烷基側(cè)鏈的環(huán)狀烴，尤其是環(huán)烷烴。 折射率 ：大,石蠟、微晶蠟的用途及資源 蠟是很重要的石油產(chǎn)品。石蠟除了可以作為裂化原料外，由于它具有良好的絕緣性能和化學(xué)安定性，可以廣泛用于電氣工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、醫(yī)藥和日用品工業(yè)。微晶蠟亦可作為潤滑脂的稠化劑，并在電子工業(yè)、橡膠、軍工、冶金等工業(yè)中具有廣泛用途。我國大慶原油含蠟量高，石蠟的質(zhì)量好，是生產(chǎn)石蠟的優(yōu)良原料。我

21、國微晶蠟的資源也很豐富，南陽和沈陽原油都是生產(chǎn)微晶蠟的理想原料，其微晶蠟的含量分別占原油的7.5和12.6。,渣油以及渣油中的膠質(zhì)和瀝青質(zhì),在我國大多數(shù)重要油田的原油中，減壓渣油的含量較高， 500 減壓渣油的產(chǎn)率一般為40%-50%之間，這表明原油中有近一半是減壓渣油。減壓渣油是原油中沸點最高、相對分子質(zhì)量最大、雜原子最多和結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜的部分。,我國原油中的減壓渣油碳含量高，氫含量低，硫含量低，氮含量高，金屬含量不高。減壓渣油中含有大量的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，他們是各種不同結(jié)構(gòu)的高分子化合物的復(fù)雜混合物。 膠質(zhì)：通常為褐色至暗褐色的粘稠且流動性很差的液體或無定型固體，受熱時熔融，其相對密度在1左右，

22、是石油中相對分子質(zhì)量及極性僅次于瀝青質(zhì)的大分子非烴化合物。膠質(zhì)具有極強(qiáng)的著色能力。膠質(zhì)是一個不穩(wěn)定的物質(zhì)，即使在常溫下也易被空氣氧化而縮合成瀝青質(zhì)。,瀝青質(zhì)：是固體的無定型物質(zhì)，顏色為深褐色至黑色，相對密度高于膠質(zhì)，加熱時不融化，溫度高于300-350 以上時，會分解成氣態(tài)、液態(tài)產(chǎn)物以及縮合成焦。瀝青質(zhì)一般不揮發(fā)，石油中的全部瀝青質(zhì)都集中在減壓渣油中。,石油及其產(chǎn)品的物理性質(zhì),石油及其產(chǎn)品的物理性質(zhì)是評定產(chǎn)品質(zhì)量和控制生產(chǎn)過程的重要指標(biāo)，也是設(shè)計和計算石油加工工藝裝置的重要數(shù)據(jù)。 油品的物理性質(zhì)與其化學(xué)組成有著密切的關(guān)系，油品的物理性質(zhì)在很大程度上取決于其中所烴類的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。油品是各

23、含種烴類和非烴類的復(fù)雜混合物；它的理化性質(zhì)是各種化合物性質(zhì)的宏觀綜合表現(xiàn)。它們之中有的性質(zhì)有可加性，有的則沒有，而且多數(shù)不具有可加性。,蒸 汽 壓,在某一溫度下液體與其液面上的蒸汽呈平衡狀態(tài)，這時蒸汽所產(chǎn)生的壓力稱為飽和蒸汽壓，簡稱為蒸汽壓。蒸汽壓的高低表明了液體氣化或蒸發(fā)的能力，蒸汽壓愈高，就說明液體愈容易汽化。,純烴蒸汽壓: 就某一種純烴而言，其蒸汽壓僅取決于溫度，是隨溫度的升高而增大的。對于同一族烴類，在同一溫度下，相對分子質(zhì)量較大的烴類的蒸汽壓較小。 純化合物的蒸汽壓與溫度間的關(guān)系可用Clapeyron-Clausius方程表示：,Hv 摩爾蒸發(fā)熱，J/mol R 摩爾氣體常數(shù)， 8.

24、314J/(mol K) T 溫度， K p 化合物在T 時的蒸汽壓 Pa,適用條件：當(dāng)體系的壓力不太高，液相的摩爾體積與氣相的摩爾體積相比可以忽略，且溫度遠(yuǎn)高于其臨界溫度，氣相可看作理想氣體時。 當(dāng)溫度變化不大時，摩爾蒸發(fā)熱可視為常數(shù)，則可將上式積分得到：,在實際應(yīng)用中，常用經(jīng)驗或經(jīng)驗的方法來求定純烴的蒸汽壓，其中比較簡便的如Antoine方程：,式中 A、B、C是與烴類有關(guān)的常數(shù)，可從有關(guān)數(shù)據(jù)手冊查得，此式的使用范圍在1.3-200kPa。,當(dāng)已知烴類臨界性質(zhì)和偏心因數(shù)時,可用下式計算烴類(包括石油餾分)的蒸汽壓:,烴類混合物及石油餾分的蒸汽壓 與純烴不同，烴類混合物的蒸汽壓不僅取決于溫度

25、，同時也取決于其組成。在一定的溫度下，只有其氣相、液相或整體組成一定，其蒸汽壓才是定值。 當(dāng)體系壓力不高,氣相近似為理想氣體時,與其相平衡的液相近似于理想溶液時，對于組分比較簡單的烴類混合物，其總的蒸汽壓可用DaltonRaoult定律求得：,式中 p，pi 分別為混合物和組分i的蒸氣壓，Pa xi 平衡液相中組分i的摩爾分率 石油及較重餾分的組成及其復(fù)雜，尚難以測定其單體烴組成，無法用DaltonRaoult定律求取其蒸汽壓。對于沸點范圍較窄的石油餾分（指實沸點蒸餾溫度差小于30的餾分），可根據(jù)特性因數(shù)和平均沸點由圖用試差法求定。 石油餾分的蒸汽壓:查烴類和石油產(chǎn)品蒸氣壓圖。,石油餾分的蒸汽

26、壓表示法: 真實蒸汽壓 汽化率為零時的蒸氣壓，即泡點蒸氣壓。設(shè)計計算中常用 雷德蒸汽壓 條件性蒸汽壓 汽油質(zhì)量指標(biāo),也可換算成真實蒸汽壓 雷得蒸汽壓用雷得蒸汽壓測定器測定。,餾分組成與平均沸點,油品沸點隨氣化率增加而不斷增加。因此表示油品的沸點應(yīng)以一個溫度范圍，即稱為沸程。在某一溫度范圍內(nèi)蒸餾出的餾出物稱為餾分。它還是一個混合物，只不過包含的組分?jǐn)?shù)目少一些。溫度范圍窄的稱為窄餾分，溫度范圍寬的稱為寬餾分。 在石油產(chǎn)品的質(zhì)量控制或原油的初步評價時，實驗室常用比較粗略而又最簡便的恩氏蒸餾裝置來測定油品的沸點范圍。,根據(jù)餾程測定的數(shù)據(jù)，以氣相餾出溫度為縱坐標(biāo)，以餾出體積分?jǐn)?shù)為橫坐標(biāo)作圖，即可得到該油

27、品的蒸餾曲線。其中10%到90%這段很接近直線，往往可用蒸餾曲線的10%到90%之間的斜率來表示該油品沸程的寬窄，即當(dāng)石油餾分的沸程愈寬時，其蒸餾曲線的斜率愈大。 斜率=90%餾出溫度10%餾出溫度/9010 斜率表示從餾出10%到90%之間，每餾出1% 的沸點平均升高值。,平均沸點: 在求定石油餾分的各種物理參數(shù)時，為了簡化起見，常用平均沸點來表征其氣化性能。石油餾分的平均沸點的定義有下列五種： 體積平均沸點tV（）: tV=(t10+t30+t50+t70+t90)/5 tV是由餾程測定的10%，30%，50%，70%，90%這五個餾出溫度計算得到。（注:用恩代蒸餾數(shù)據(jù)） 體積平均沸點主要

28、用于求取其他難于直接求得的平均沸點。,重量平均沸點tW（）:,ti: i組分的沸點 wi: i組分的重量分率 重量平均沸點用于采用圖表時求取油品的真臨界溫度。,實分子平均沸點tm（）:,ti: i組分的沸點 Ni: i組分的分子分率分子平均沸點用于采用圖表時求烴類混合物或油品的假臨界溫度和偏心因數(shù),立方平均沸點TCU (K):,Ti : i組分的沸點 (K) vi: i組分的體積分率 立方平均沸點用于采用圖表時求油品的特性因數(shù)和運動粘度。,5.中平均沸點tMe():,tMe=(tm + tcu )/2 = tm+(Tcu-273.15)/2 中平均沸點用于求油品的氫含量，特性因素,假臨界壓力，

29、燃燒熱，平均分子量等。 上述五種平均沸點,除體積平均沸點可根據(jù)油品恩代蒸餾數(shù)據(jù)計算外,其他幾種都難以直接計算.因此,通常的作法: 先根據(jù)恩氏蒸餾數(shù)據(jù)求體積平均沸點和恩氏蒸餾10%90%斜率。 利用平均沸點溫度校正圖P69圖3-4 求出其它平均沸點,6、不同壓力下的沸點換算 1）減壓與常壓沸點換算tb= tb O + t 2）已知常壓沸點求蒸汽壓 試差,各種直餾產(chǎn)品的餾程范圍,汽油 40200； 燈用煤油 180300 輕柴油200一300： 噴氣燃料 l 30一240 潤滑油350一500； 重質(zhì)燃料油500,密度和相對（比重）密度,我國規(guī)定油品20時密度作為石油產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)密度。 液體油品的相

30、對密度是其密度與4下水的密度之比，也稱比重，是無因次的。 比重指數(shù)(API度) 油品的密度和相對密度在生產(chǎn)和儲運中有著重要意義。相對密度與原油或產(chǎn)品的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。,我國常用的相對密度是 ，歐美各國常用,歐美各國,對油品尤其是原油的相對密度還常用比重指數(shù)來表示,稱API度。 API度的定義為：,氣體的密度一般用kg/m3表示，其相對密度是該氣體的密度與空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（0，0.1013MPa）下的密度之比，空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度位928。在較低壓力下（小于0.3MPa），氣體的密度和比容（密度的倒數(shù)）可用理想氣體狀態(tài)方程計算。而當(dāng)壓力較高時，需要用計算真實氣體狀態(tài)方程式來求取。,液體油

31、品的相對密度與溫度,壓力的關(guān)系: 溫度影響: 當(dāng)溫度升高時,油品受熱膨脹,體積增大,密度減小,相對密度減小.當(dāng)溫度變化不大時，油品的體積膨脹系數(shù)只隨油品相對密度的不同而有所變化，其范圍為（0.00060.0010）/。當(dāng)溫度在050范圍內(nèi)，不同溫度（t）下的相當(dāng)密度可按下式換算： dt4 = d420 -(t-20) 式中 平均溫度校正系數(shù)，即溫度改變1 時油品相對密度的變化值 當(dāng)溫度與20差別較大，則不同溫度與油品比重?fù)Q算-按GB1885-1983石油密度計算換算表。 在工程計算中，石油餾分在任一溫度下的密度，可根據(jù)其K、相當(dāng)密度d15.615.6和中平均沸點三個參數(shù)中的任意兩者，由常壓下的

32、石油餾分液體密度圖29圖1-11查得。,壓力影響: 液體受壓后體積變化很小，通常壓力對液體油品密度的影響可以忽略。只有在幾十兆帕的極高壓力下,才考慮壓力的影響。,3.混合油品的密度 當(dāng)屬性相近的兩種或多種油品混合時，其混合物的密度可近似按可加性計算，即,式中 vi、wi 組分i的體積分率和質(zhì)量分率 i、混 組分i和混合油品的密度，g/cm3 一般情況下,油品混合時，混和物的體積變化不大，體積基本是可加的，按上式計算不會引起很大誤差，進(jìn)行工程計算是允許的。但性質(zhì)相差很大的兩類組分（如烷烴和芳香烴）混合時，體積可增大；而密度相差殊的兩個組分（如重油和輕烴）混合時，體積可能收縮，這樣便需加以校正。,

33、4.相對密度與化學(xué)組成的關(guān)系: 各族烴類：當(dāng)分子中碳原子數(shù)相同時 芳烴環(huán)烷烷烴 不同原油的相同沸程的餾分： 環(huán)烷基的中間基的石蠟基的 石油中各餾分的相當(dāng)密度是隨其沸程的升高而增大，沸程愈高的餾分其相當(dāng)密度愈大。這一方面是由于相對分子質(zhì)量的增大，但更重要的是由于較重的餾分中芳香烴的含量一般較高。至于減壓渣油，其中含有較多的芳香烴（尤其是多環(huán)芳香烴），而且還含有較多的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，所以其相當(dāng)密度最大，接近甚至超過1.0。,特性因數(shù),特性因數(shù)是表示烴類和石油餾分化學(xué)性質(zhì)的一個重要參數(shù)。K表示。 式中 T為油品平均沸點的絕對溫度（K），此處的T最早是分子平均沸點，后改用立方平均沸點，現(xiàn)一般使用中平均沸

34、點。當(dāng)平均沸點相近時，K值取決于相對密度，相對密度越大，K值越小。,K值的規(guī)律： 烷烴的K值最大（約為12.7），芳烴的K值最?。s為1011），環(huán)烷烴居中（約為1112）。 富含烷烴的石油餾分，K值12.513.0。富含環(huán)烷烴的石油餾分，K值 1011。 混合物的特性因數(shù)具有可加性,K值是表征油品化學(xué)組成的重要參數(shù)，原油的評價指標(biāo)，常用以關(guān)聯(lián)其他物理性質(zhì)。,除特性因數(shù)外，相關(guān)指數(shù)BMCI（美國礦務(wù)局相關(guān)指數(shù)）也是一個與相對密度及沸點相關(guān)聯(lián)的指標(biāo)。 BMCI=48640/(tv+273)+473.7d15.615.6-456.8 正構(gòu)烷烴的相關(guān)指數(shù)最小，基本為0，芳香烴的相關(guān)指數(shù)最高，環(huán)烷烴的

35、相關(guān)指數(shù)居中。換言之，油品的相關(guān)指數(shù)越大表明其芳香性越強(qiáng)，相關(guān)指數(shù)越小表明其石蠟基越強(qiáng)，其關(guān)系與特性因數(shù)相反。,三、平均相對分子質(zhì)量M 平均相對分子質(zhì)量的定義： 對于石油及其產(chǎn)品這種含有眾多相對分子質(zhì)量不同組分的不均一多分散體系，用不同的統(tǒng)計方法可以得到不同定義的平均相對分子質(zhì)量。 數(shù)均相對分子質(zhì)量Mn 應(yīng)用最廣泛的一種平均相對分子質(zhì)量，它是依據(jù)溶液的依數(shù)性（冰點下降，沸點上升等）來進(jìn)行測定。,它的定義：是體系中具有各種相對分子質(zhì)量的分子的摩爾分率（ni）與其相應(yīng)的相對分子質(zhì)量（Mi）的乘積的總和，也就是體系的質(zhì)量（Wi）除以其中所含各類分子的物質(zhì)的量（Ni摩爾）總和的商，具體由下式表示：,

36、重均相對分子質(zhì)量Mw 用光折射等方法測定的。 其定義：是體系中具有各種相對分子質(zhì)量的分子的質(zhì)量分率(Wi)與其相應(yīng)的相對分子質(zhì)量（Mi）的乘積的總和，具體表示如下：,說明：對于同一混合體系，Mn與Mw是不相等的。 在煉油設(shè)備計算中所用的石油餾分相對分子質(zhì)量一般是指其數(shù)均相對分子質(zhì)量。,2.混合油品的的平均相對分子質(zhì)量 當(dāng)兩種或兩種以上油品混合時，混合油品的的平均相對分子質(zhì)量可用加和法計算：,3.石油及其餾分的平均相對分子質(zhì)量 原油中所含化合物的相對分子質(zhì)量是從幾十到幾千。其各餾分的平均相對分子質(zhì)量是隨其沸程的上升而增大的。當(dāng)沸程相同時，各原油相應(yīng)的平均相對分子質(zhì)量還是有差別的，石蠟基原油（如大

37、慶原油）的相對分子質(zhì)量最大，中間基原油（如勝利原油）的次之，環(huán)烷基原油（如歡喜嶺）的最小。,粘度和粘溫性質(zhì),粘度是評定油品流動性的指標(biāo)，是油品特別是潤滑油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的重要項目之一。 粘度值就是用來表示流體流動時分子間摩擦產(chǎn)生阻力大小的標(biāo)志。餾分越重，粘度越大。 粘度的表示方法：運動粘度，mm2s。 條件粘度：恩氏粘度、賽氏粘度、雷氏粘度等。它們都是用特定儀器在規(guī)定條件下測定的。,粘度的測定方法 最常用的運動粘度的測定方法是毛細(xì)管粘度計法（GB 265）。當(dāng)油品在層流在層流狀態(tài)下流經(jīng)毛細(xì)管時，其流動狀態(tài)符合下列關(guān)系式：,式中： Q/t單位時間內(nèi)的體積流量；p兩端壓差； l毛細(xì)管的長度； R毛細(xì)管

38、的半徑； 流體的絕對粘度 對于已定型式的粘度計，油品的運動粘度是與一定體 積的該油品流經(jīng)毛細(xì)管的時間t成正比的，即，=ct,粘度與化學(xué)組成的關(guān)系 粘度是反映液體內(nèi)部分子之間的摩擦力，它必然與分子的大小、結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系： .同一系列的烴類，分子量增大，其粘度也越大。 .當(dāng)碳數(shù)相同時，具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的分子的粘度大于鏈狀結(jié)構(gòu)的，分子中的環(huán)數(shù)越多則其粘度也就越大。 .當(dāng)烴類分子中的環(huán)數(shù)相同時，側(cè)鏈越長則其粘度也越大。 .石油各餾分的粘度都是隨其沸程的升高而增大的，這一方面是由于其相對分子質(zhì)量增大，更重要的是由于隨餾分沸程的升高，其中環(huán)狀烴增多所致。 .當(dāng)餾分的沸程相同時，石蠟基原油的粘度最小，環(huán)烷基的最

39、大，中間基的居中度,粘度與溫度的關(guān)系,油品的粘溫性質(zhì)：油品的粘度隨溫度的升高而減少，隨溫度的降低而增大。 粘度指數(shù)：它是衡量潤滑油粘度受溫度影響變化程度的一個相對比較指標(biāo)。,油品粘溫性的表示法： 粘溫性：粘度值隨溫度變化的性能。對于潤滑油，其粘度隨溫度變化情況是衡量其性質(zhì)的重要指標(biāo)。目前常用的表征粘溫性質(zhì)的指標(biāo)有以下兩種。 粘度比 通常指油品的50條件下運動粘度與其100條件下運動粘度之比，即50/100。對于粘度水平相當(dāng)?shù)挠推?，粘度比越小，表示該油品的粘溫性質(zhì)越好；但當(dāng)粘度水平相差較大時，則不能用粘度比進(jìn)行比較。,粘度指數(shù) 這是目前世界上通用的表征粘溫性質(zhì)的指標(biāo)，我國目前也采用此指標(biāo)。此法是

40、選定兩種原油的餾分作為標(biāo)準(zhǔn)，一種是粘溫性質(zhì)良好的賓夕法尼亞原油，把這種原油的所有窄餾分（稱為H油）的粘度指數(shù)人為地規(guī)定為100；另一種粘溫性質(zhì)不好的克薩斯海灣沿岸原油，把這種原油的所有窄餾分（稱為L油）的粘度指數(shù)人為地規(guī)定為0。一般油樣的粘度指數(shù)介于兩者之間，粘度指數(shù)越大表明粘溫性質(zhì)越好。對于粘溫性質(zhì)很差的油品，其粘度指數(shù)可以是負(fù)值。,當(dāng)粘度指數(shù)（VI）為1100時：,當(dāng)粘度指數(shù)（VI）等于或大于100時：,粘度與溫度的關(guān)系 1）油品粘度隨溫度變化的關(guān)系式 經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式： lglg( + a) = b + mlgT 式中 運動粘度，mm2/s; T-絕對粘度，K a,b,m-隨油品性質(zhì)而異的經(jīng)驗

41、常數(shù)。對于我國油品，取a=0.6為宜。2、粘度溫度關(guān)系的表示法,粘溫性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系 （1）正構(gòu)烷烴的粘溫性質(zhì)最好，分支程度小的異構(gòu)烷烴較正構(gòu)的差，歲分支程度增大，粘溫性質(zhì)越差。 （2）環(huán)狀烴（環(huán)烷烴和芳香烴）的粘溫性質(zhì)較鏈狀烴差。 （3）分子環(huán)數(shù)相同時，其側(cè)鏈越長粘溫性質(zhì)越好，側(cè)鏈上有分支會使黏度指數(shù)下降。 總之，烴類中正構(gòu)烷烴的粘溫性質(zhì)最好，帶有分支長烷基側(cè)鏈的少環(huán)烴類和分支程度不大的異構(gòu)烷烴的粘溫性質(zhì)比較好，而多環(huán)短側(cè)鏈的環(huán)狀烴類的粘溫性質(zhì)很差。 油品的混合粘度 不具有可加性， 油品調(diào)合時與溫度和攪拌速度密切相關(guān)，直接影響調(diào)合粘度,石油餾分的臨界性質(zhì) 純物質(zhì)的實際氣體處于臨界狀態(tài)時，

42、其液態(tài)和氣態(tài)的分界面消失，溫度高于臨界溫度時，氣體不能液化。實際氣體能夠液化的最高溫度，稱為臨界溫度；臨界溫度下，能使該實際氣體液化的最低壓力稱為臨界壓力；實際氣體在其臨界溫度與臨界壓力下的摩爾體積稱為臨界體積。 純烴的臨界常數(shù)可從有關(guān)圖表中查得。,混合物的臨界性質(zhì) 與純物質(zhì)一樣，混合物的臨界狀態(tài)也是以液相和氣相的分界面消失來確認(rèn)。 一定壓力下，混合物開始沸騰的溫度是該混合物液相的泡點；隨汽化率的增大，體系的溫度也逐漸升高，溫度升高到混合物全部汽化的溫度，即是該混合物氣相的露點。此體系的泡點線和露點線之間為兩相區(qū)，兩條線會聚于其臨界點。 對于混合物，在高于其臨界溫度時，仍可能有液相存在，直到達(dá)

43、到最高溫度臨界冷凝溫度；同樣，在高于其臨界壓力時，仍可能有氣相存在，直到達(dá)到最高壓力臨界冷凝壓力。 多元混合物的真實臨界點是由實驗求得的，其相應(yīng)的溫度和壓力分別稱為真臨界溫度和真臨界壓力。多元混合物的組成不同時，其臨界點也隨之不同。,當(dāng)涉及混合物的物性關(guān)聯(lián)時，所用的不是真臨界常數(shù)（在計算石油餾分的汽化率時用），而借助于分子平均方法求得的假臨界常數(shù)（或稱虛擬臨界常數(shù)）。定義為：,假臨界溫度,假臨界壓力,式中,組分I的摩爾分率,，,組分I的臨界溫度和臨界壓力。,壓縮因子和對比狀態(tài) 壓縮因子與溫度，壓力，氣體性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，表示與理想氣體的偏離程度。,臨界壓縮因子,對比狀態(tài)表示的壓縮因子,在0.25

44、0.31 取為0.27圖1-31實際氣體通用壓縮因子圖，可查得混合物的壓縮因數(shù)具有可加性,偏心因子 定義 偏心因子是反應(yīng)非簡單流體幾何形狀和極性的一個特性參數(shù)。,表征特點，物質(zhì)的對比蒸汽壓與簡單流體（小的球形分子）的偏差,混合物的偏心因子,石油餾分偏心因子的求定 用假臨界溫度、假臨界壓力、分子平均沸點。 應(yīng)用 求取石油餾分的壓縮因子、飽和蒸汽壓、熱焓、比熱等 求壓縮因子 計算時，先求臨界溫度、臨界壓力，用對比溫度、對比壓力。,熱性質(zhì) 石油加工過程中，石油及其餾分的P 、T相應(yīng)狀態(tài)發(fā)生變化，往往伴隨有熱效應(yīng)。計算熱效應(yīng)，須知熱焓、質(zhì)量熱容、汽化熱等。,一、焓： 定義：,狀態(tài)函數(shù),石油餾分焓值求定

45、 h=f（T、P、性質(zhì)） 查圖 1atm ，0，K=11.8 上氣相焓，下液相焓；,規(guī)律： 同溫度下，密度小，特性因素值大，焓值越高； 烷烴的焓值大于芳烴；輕餾分的焓值大于重餾分的。 說明： 焓值是相對值，基準(zhǔn)態(tài)可任選，烴類常用-129（-200）或-17.8（0），0K，0 例：用-129為基準(zhǔn)，用-17.8為基準(zhǔn)，在計算中沒必要將兩烴類換算成同一基準(zhǔn)，每種烴類在始末態(tài)基準(zhǔn)一致即可。 用圖表查得的焓值不能用來計算化學(xué)反應(yīng)的熱，只有用生成熱和燃燒熱計算化學(xué)反應(yīng)的熱，因焓中不包含由單質(zhì)生成的化合物的熱。 油品性質(zhì)，溫度，壓力的函數(shù) 混合物的焓值按可加值計算，石油餾分的焓值可查圖1-40石油餾分的

46、焓圖,質(zhì)量熱容（比熱） 定義： 單位質(zhì)量物質(zhì)升高1所吸收的熱量為該物質(zhì)的質(zhì)量熱容，單位。但物質(zhì)的質(zhì)量熱容與其所處的溫度有關(guān)，嚴(yán)格的定義是：單位質(zhì)量物質(zhì)在某一溫度T下，所吸熱量與溫度升高值之比。,由熱力學(xué)可知，,在體積恒定時的質(zhì)量熱容為質(zhì)量定容熱容Cv，在壓力恒定時的質(zhì)量熱容為質(zhì)量定壓熱容Cp，對于液體和固體定壓熱容和定容熱容相差很小，而氣體相差較大。理想氣體：Cp-Cv=R,規(guī)律性 烴類的質(zhì)量熱容隨溫度和分子量的增加而增加。 不同烴類而言，碳原子數(shù)相同時，烷烴最大，環(huán)烷烴次之，芳烴最小。 油品越重，分子量愈大時，以單位重量計算的比熱值反而下降。 壓力的影響，對液體烴類可忽略；對氣體烴類，隨壓力

47、的增高而增大，P0.35Mpa需要校正。 常用有三種：恒壓比熱，恒容比熱，飽和狀態(tài)比熱,石油餾分質(zhì)量熱容的求?。?手工計算中查P6062圖1-351-37，公式計算中查參考書1 P108112,氣化熱： 定義 單位質(zhì)量物質(zhì)在一定溫度下由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)所吸收的熱量，單位 kJ.kg-1 。T升 P升h降。 h=f（T、P） 常壓、沸點下汽化熱潛熱：指物質(zhì)在汽化或冷凝是吸收或放出的熱量，此時沒有溫度的變化 烴類混合物中汽化潛熱分為三種：恒壓積分汽化潛熱，恒溫積分汽化潛熱，微分汽化潛熱。,規(guī)律： 隨分子量的增大，汽化熱減??；分子量接近時，烷烴、環(huán)烷烴差不多，芳烴稍高。 求取 用中平均沸點、平均分子量

48、、相對密度可查圖,其它物理性質(zhì),一、低溫流動性 油品在低溫下失去流動性能的原因： 粘溫凝固：含蠟較少的油品，低溫粘度增大，因粘度過高使油品失去流動性，變成為無定型的玻璃狀物質(zhì)。（改善結(jié)構(gòu)） 結(jié)構(gòu)凝固：含蠟較多的油品，低溫蠟析出，蠟漸多形成一個網(wǎng)狀的骨架，將處于液態(tài)的油品包在其中，使油品失去流動性。（脫去蠟）,凝固點：失去流動性性的溫度稱為凝固點（凝點）。,低溫性能指標(biāo)： 熔點：油在規(guī)定儀器，條件下冷卻，開始出現(xiàn)混濁的最高溫度 結(jié)晶點：油在規(guī)定儀器，條件下繼續(xù)冷卻，肉眼可見的結(jié)晶最高溫度 冰點：結(jié)晶后油品升高至結(jié)晶消失的最低溫度 ( 一般結(jié)晶點與冰點之間超過3 凝點：在實驗規(guī)定條件下，液面不移動

49、的最高溫度 傾點：在實驗規(guī)定條件下，能夠流動的最低溫度 冷濾點：在實驗規(guī)定條件下，開始不能通過濾液器的最高溫度,二、燃燒性能 1、閃點 閃點(或稱閃火點)是指可燃性液體(如烴類及石油產(chǎn)品)的蒸氣同空氣的混合物在有火焰接近時，能發(fā)生閃火(一閃即滅)的最低油溫。 說明： 在閃火的油溫下，油品并不燃燒 閃火的必要條件：油氣濃度有一定的范圍，低于這一范圍油氣不足；高于這一范圍空氣不足，均不能閃火爆炸，這一范圍就稱爆炸界限，其上限稱爆炸上限，下限稱爆炸下限。（一般油指下限，汽油的閃點指上限） 閃點的測量方法：開口閃點多用較重的油品，閉口閃點多用較輕的油品,2、燃點： 在油品達(dá)到閃點溫度以后，如果繼續(xù)提高

50、溫度，則會使閃火不立即熄滅，生成的火焰越來越大，熄滅前所經(jīng)歷的時間也越來越低，當(dāng)?shù)竭_(dá)某一油溫時，引火后所生成的火焰不再熄火(不少于5秒)這時油品就燃燒了。發(fā)生這種現(xiàn)象的最低油溫稱為燃點。 3、自燃點： 無需引火，油品即可因劇烈的氧化而產(chǎn)生火焰自行燃燒，這就是油品的自燃。能發(fā)生自燃的最低油溫，稱為自燃點。,4、發(fā)熱值： 高發(fā)熱值：（理論熱值）它規(guī)定燃料燃燒的起始溫度和燃燒產(chǎn)物的終了溫度均為15，并且是完全燃燒生成的水為液態(tài)，所放出的熱量。 低發(fā)熱值：（凈發(fā)熱值）燃燒的起始和終了溫度為15，生成的水為氣態(tài)。 高、低發(fā)熱值之差即為15時飽和蒸氣壓下水的蒸發(fā)潛熱。 工程計算時均采用低發(fā)熱值（因為在實際

51、燃燒中，煙窗排出煙氣的溫度要比水蒸氣的溫度高很多，水沒有被冷凝，而是以水蒸氣狀態(tài)存在），參考書中查得的值為油品完全燃燒時的值。,溶解性質(zhì)： 苯胺點：以苯胺為溶劑與油品1：1（體積）混合時的臨界溶解溫度。 作用：用來評價油品的組成和特性。 大小：多環(huán)芳烴 芳烴 環(huán)烷烴 烷烴 水在油品中的溶解度：水在油品中的溶解度很小，但對油品的使用性能卻產(chǎn)生很壞的影響。 水在烴類中的溶解度大小為：芳烴、烯烴環(huán)烷烴烷烴 在同一類烴中隨分子量增大，粘度增大，水在其中的溶解度減少。,光學(xué)性質(zhì)： 利用光學(xué)性質(zhì)可以進(jìn)行單體烴和石油窄餾分化學(xué)組成的定量測定，或與其它方法聯(lián)合起來研究石油寬餾分的化學(xué)組成。在光學(xué)性質(zhì)中一折射率

52、為最重要。 折光率：是真空中光的速度（2.9986108m/s）與物質(zhì)中光的速度之比，以n表示。 通常以20的鈉的黃色光（5892.6）來測定折光指數(shù)，nD20。對含蠟的潤滑油一般側(cè)70的折光指數(shù)nD70。 規(guī)律： 碳數(shù)相同時，芳香烴的折射率最高，其次是環(huán)烷烴和烯烴，烷烴的最低。 在同族烴中，分子量的變化時折射率也隨著在一定范圍內(nèi)增減，但遠(yuǎn)不如分子結(jié)構(gòu)改變時變化明顯。 作用：用于計算分子量。,酸度和酸值 表明油品中含有酸性物質(zhì)的指標(biāo) 酸度：是以中和100ml試油中的酸性物質(zhì)所需的KOH毫克數(shù)。mg100mL-1 酸值：是以中和每克試油所需的KOH毫克數(shù)。mgg-1 測定方法的原理 以95%或8

53、5%乙醇在沸騰情況下將試油中的酸性物質(zhì)抽出，然后用已知濃度的氫氧化鉀乙醇溶液滴定，通過酚酞、甲酚紅、堿性藍(lán)或溴麝香草酚藍(lán)指示劑顏色的變化來確定滴定終點。記錄滴定所消耗的氫氧化鉀乙醇溶液的體積，通過計算得到油品的酸度或酸值。 油品在酸性物質(zhì)并不是單體化合物，而是酸性物質(zhì)組成的混合物，所以不能根據(jù)反應(yīng)的當(dāng)量關(guān)系直接求出某一被測物質(zhì)的量，而是以中和100ml或1g 試油中的酸性物質(zhì)所需消耗的KOH毫克數(shù)表示。 測定意義 酸度和酸值是保證油品儲運容器和用油設(shè)備不受腐蝕的指標(biāo)之一。,殘?zhí)迹曳?殘?zhí)寂c油品中不穩(wěn)定烴類化合物、稠環(huán)芳烴及非烴化合物等有關(guān)，尤其與重油油料中的瀝青質(zhì)和膠質(zhì)密切相關(guān)。 催化裂化原

54、料的殘?zhí)贾凳桥袛嘣蟽?yōu)劣的重要參數(shù)，對判斷生焦量和熱平衡必不可少。 對延遲焦化原料的殘?zhí)迹茴A(yù)測焦炭產(chǎn)量。 商品潤滑油中殘?zhí)恐凳且?guī)格要求之一，反映精制深度。商品柴油中需要控制10%殘?zhí)?，二次加工柴油含有較多的不飽和烴類、氮化物、及硫化物等儲運安定性差隨時間增加發(fā)生顏色變深及沉淀，此時有的10%殘?zhí)恐递^高。,幾種類型原油加工特點,1） 低硫石蠟基原油 以大慶原油為代表，其加工特點： （1）原油含硫少，氮含量不高，輕質(zhì)直餾產(chǎn)品基本不需要精制。 （2）減壓餾分油是催化裂化的好原料，是生產(chǎn)潤滑油好原料。 （3）由于含蠟高，是生產(chǎn)石蠟的好原料。 （4）由于輕餾分油飽和烴含量高，作為裂解原料，乙烯收率高。

55、 （5）由于減壓渣油的殘?zhí)康?，雜質(zhì)少，可以作為：催化裂化原料。,2） 中間基原油 以勝利、遼河等原油代表，其加工特點： （1）直餾汽油芳烴潛含量較高，適于作為催化重整原料。其直餾產(chǎn)品酸度高，一般需要精制。 （2）減壓餾分油中，烷烴含量低，作為催化裂化原料，生焦量大，柴油十六烷值低，需要改質(zhì)，各餾分的芳烴含量都較高，不適合作裂解原料。 （3） 渣油可以生產(chǎn)瀝青。,3） 含硫和高硫原油 以中東原油為代表，其加工特點： （1） 產(chǎn)品含硫高，需要精制脫硫。 （2）柴油收率高，凝點低，十六烷指數(shù)高，適合于生產(chǎn)低凝優(yōu)質(zhì)柴油。 （3） 減壓渣油蠟含量低，飽和烴含量少，是生產(chǎn)高等級瀝青的優(yōu)質(zhì)原料。,第四章 石

56、油產(chǎn)品的質(zhì)量要求,國民經(jīng)濟(jì)和國防部門眾多的各種應(yīng)用場合對石油產(chǎn)品提出了許多不同的使用要求，而油品的使用性能與其化學(xué)組成之間有著密切的內(nèi)在聯(lián)系。這樣，在制定各種石油產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)時，一方面，既要考慮盡量滿足有關(guān)部門提出的各種要求使用，另一方面，也要考慮石油及其經(jīng)過相應(yīng)的加工過程后所得產(chǎn)物的組成和性能。也就是說，要把需要與可能這兩個方面統(tǒng)籌兼顧，以符合總體上經(jīng)濟(jì)合理的原則。隨著社會經(jīng)濟(jì)情況的變化和科學(xué)技術(shù)水平的提高，石油產(chǎn)品的品種和質(zhì)量指標(biāo)也是不斷變化的。一般地講，石油產(chǎn)品并不包括以石油為原料合成的各種石油化工產(chǎn)品?，F(xiàn)有石油產(chǎn)品約有800余種，如包括石油化工產(chǎn)品則達(dá)數(shù)千種之多。我國現(xiàn)將石油產(chǎn)品分為

57、下列6大類。,1.燃料 燃料包括汽油、柴油及噴氣燃料(航空煤油)等發(fā)動機(jī)燃料以及燈用煤油、燃料油等。我國的石油產(chǎn)品中燃料約占80%，而其中約60%為各種發(fā)動機(jī)燃料，所產(chǎn)柴油和汽油的比例約為1.3：1。 2.潤滑劑 其中包括潤滑油和潤滑脂，主要用于降低機(jī)件之間的摩擦和防止磨損，以減少能耗和延長機(jī)械壽命。其產(chǎn)量不多，僅占石油產(chǎn)品總量的2%左右，但品種達(dá)數(shù)百種之多。 3.石油瀝青 石油瀝青用于道路、建筑及防水等方面，其產(chǎn)量約占石油產(chǎn)品總量3%。 4.石油蠟 石油蠟屬于石油中的固態(tài)烴類，是輕工、化工和食品等工業(yè)部門的原料，其產(chǎn)量約占石油產(chǎn)品總量的1%。 5.石油焦 石油焦可用以制作煉鋁及煉鋼用電極等，

58、其產(chǎn)量約為石油產(chǎn)品總量的2%。 6.溶劑和化工原料 約有10%的石油產(chǎn)品是用作石油化工原料和溶劑，其中包括制取乙烯的原料(輕油)， 以及石油芳烴和各種溶劑油。,第一節(jié) 汽 油,1）主要品種及其應(yīng)用范圍 汽油的商品牌號為辛烷值 主要品種： 90# 93# 應(yīng)用在壓縮比9,一、汽油機(jī)(點燃式發(fā)動機(jī))的工作過程及其對燃料的使用要求 在汽油機(jī)中，燃料是由電火花點燃的，故又稱點燃式發(fā)動機(jī)。汽油機(jī)主要用于輕型汽車，也可用于活塞式發(fā)動機(jī)飛機(jī)及快艇等。,1.汽油機(jī)的構(gòu)造及工作原理 按燃料供給方式的不同，汽油機(jī)又可分為化油器式及噴射式兩大類。圖41所示為化油器式汽油機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。,圖41 汽油機(jī)(點燃式發(fā)動機(jī))結(jié)構(gòu)示意圖 1空氣濾清器；2針形閥；3浮子；4噴管；5喉管；6節(jié)氣門；7進(jìn)氣管；8量孔；9浮子室；10預(yù)熱套；11進(jìn)氣閥；12排氣閥；13活塞,活塞在氣缸中上行所能達(dá)到的最高位置稱為“上止點”，下行所能達(dá)到的最低位置稱為“下止點”。圖42所示為這兩種情況，其中V1為氣缸總體積，V2為燃燒室體積，兩者之比