1、2020/9/23,石油加工工程,1,第三章 石油及油品的物理性質(zhì),2020/9/23,石油加工工程,2,石油及油品是各種烴類和非烴類化合物組成的復(fù)雜混合物,其理化性質(zhì)與其化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)； 石油及油品的性質(zhì)是各種烴類和非烴類化合物宏觀的綜合表現(xiàn)，它與單獨(dú)一個(gè)純化合物的性質(zhì)不同； 石油及油品的組成不易測(cè)定，多數(shù)性質(zhì)無(wú)可加性，如密度、粘度和閃點(diǎn)等，為了便于油品之間相互比較和對(duì)照，石油及油品的絕大部分性質(zhì)都是采用條件性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定。（嚴(yán)格規(guī)定的儀器、方法和條件），條件改變，結(jié)果也會(huì)改變；石油及油品的各種試驗(yàn)方法有不同的級(jí)別，如ISO、GB、SH。 在實(shí)際工作中，往往根據(jù)若干基本物性數(shù)據(jù)，

2、采用圖表查找或公式計(jì)算的方法獲得其它物性數(shù)據(jù)，以節(jié)約時(shí)間、提高效率。,2020/9/23,石油加工工程,3,第一節(jié) 蒸汽壓、沸程和平均沸點(diǎn),石油和石油產(chǎn)品的蒸發(fā)性能是反映其汽化、蒸發(fā)難易的重要性質(zhì)，用蒸汽壓、沸程來(lái)描述。 一、 蒸汽壓 定義：是在某一溫度下一種物質(zhì)液相與其上方的氣相呈平衡狀態(tài)時(shí)，該蒸汽所產(chǎn)生的壓力稱為飽和蒸氣壓，簡(jiǎn)稱蒸氣壓。蒸氣壓愈高的液體愈易于汽化。 1. 純烴的蒸汽壓 對(duì)同族烴類，在同一溫度下，相對(duì)分子質(zhì)量較大的烴類的蒸氣壓較小。對(duì)某一純烴而言，其蒸氣壓是隨溫度的升高而增大。,2020/9/23,石油加工工程,4,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

3、略，氣相可看作理想氣體時(shí)，純化合物的蒸氣壓與溫度間的關(guān)系可用Clapeyron-Clausius方程表示，見(jiàn)公式3-1至3-3； 當(dāng)溫度變化不大時(shí)，摩爾蒸發(fā)熱可視為常數(shù)，則 lnp 與 1/T 之間呈線性關(guān)系； 在實(shí)際應(yīng)用中，常用經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)的方法來(lái)求定純烴的蒸氣壓，其中比較簡(jiǎn)便的如 Antoine 方程 ，見(jiàn)公式3-4； 當(dāng)已知烴類的臨界性質(zhì)和偏心因子時(shí)，建議用臨界性質(zhì)的關(guān)聯(lián)公式來(lái)計(jì)算其蒸氣壓，見(jiàn)公式3-5。,2020/9/23,石油加工工程,5,2. 烴類混合物及石油餾分的蒸汽壓 當(dāng)體系壓力不高，氣相近似于理想氣體，與其相平衡的液相近似于理想溶液時(shí)，對(duì)于組分比較簡(jiǎn)單的烴類混合物，其總的蒸氣

4、壓可用Dalton-Raoult定律求得，公式3-6； 與純烴不同，烴類混合物的蒸氣壓不僅取決于溫度和汽化潛熱，同時(shí)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，其蒸氣壓才是定值； 石油尤其是其中較重餾分的組成極其復(fù)雜，尚難以測(cè)定其單體烴組成，因此無(wú)法用Dalton-Raoult定律求取其蒸氣壓；,2020/9/23,石油加工工程,6,對(duì)于純烴化合物或沸點(diǎn)范圍較窄的石油餾分（指實(shí)沸點(diǎn)蒸餾溫度差小于30的餾分），可根據(jù)其特性因數(shù)K和平均沸點(diǎn)，利用公式3-7至3-12通過(guò)迭代法計(jì)算其蒸氣壓； 當(dāng)蒸氣壓接近常壓時(shí)，此方法較為可靠。 石油餾分蒸汽壓的表示方法：,真實(shí)蒸氣壓(泡點(diǎn)蒸汽壓

5、)：即e=0時(shí)的蒸汽壓,雷德蒸汽壓：T=38，氣體體積液體體積=4,2020/9/23,石油加工工程,7,二、沸程(餾程) 定義： 對(duì)于液態(tài)純物質(zhì)，其飽和蒸氣壓等于外壓時(shí)的溫度，稱為該液體在該外壓下的沸點(diǎn)。因此，在一定的外壓下，液態(tài)純物質(zhì)的沸點(diǎn)為一定值。 石油和石油產(chǎn)品是各種烴類和非烴類的復(fù)雜混合物，其蒸汽壓是與溫度、汽化潛熱和氣化率有關(guān)。在一定壓力下，油品的沸點(diǎn)隨氣化率的增大而不斷升高。石油餾分的沸點(diǎn)表現(xiàn)為一定寬度的溫度范圍，稱為沸程。 同一油品的餾程因測(cè)定儀器和測(cè)試方法不同，其餾程數(shù)據(jù)也有差別。,2020/9/23,石油加工工程,8,對(duì)于同一種油樣，當(dāng)采用分離精確度較高的蒸餾設(shè)備時(shí)，其沸程

6、較寬，反之則較窄。因此，在列舉石油餾分的沸程數(shù)據(jù)時(shí)，需說(shuō)明所用的蒸餾設(shè)備和方法。常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)方法包括實(shí)沸點(diǎn)蒸餾、恩氏蒸餾、減壓蒸餾等。 一般通過(guò)某種標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法所得到的沸程數(shù)據(jù)，習(xí)慣上稱之為餾程。在石油加工生產(chǎn)和設(shè)備計(jì)算中，常常是以標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法得到的餾程數(shù)據(jù)來(lái)簡(jiǎn)便地表征石油餾分的蒸發(fā)和氣化性能。 在輕質(zhì)油品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中，大都采用條件性的餾程測(cè)定法恩氏蒸餾（GB6536-1997)。恩氏蒸餾(ASTM蒸餾) 是最簡(jiǎn)便、最常用的方法；設(shè)備簡(jiǎn)單、收集數(shù)據(jù)多,2020/9/23,石油加工工程,9,恩氏蒸餾測(cè)定器,將100mL油品放入標(biāo)準(zhǔn)的蒸餾瓶中，按規(guī)定條件加熱，流出第一滴冷凝液時(shí)的氣相溫度稱為初餾點(diǎn)，

7、餾出物為10%、20%90%時(shí)所對(duì)應(yīng)的氣相溫度分別被稱為10%、20%90%點(diǎn)的餾出溫度，蒸餾到最后所能達(dá)到的最高氣相溫度稱為終餾點(diǎn)或干點(diǎn)。從初餾點(diǎn)到干點(diǎn)（終餾點(diǎn)）的溫度范圍稱為餾程。,2020/9/23,石油加工工程,10,根據(jù)餾程測(cè)定的數(shù)據(jù)，以氣相餾出溫度為縱坐標(biāo)，餾出體積為橫坐標(biāo)，可以繪得該油品的恩氏蒸餾曲線。,2020/9/23,石油加工工程,11,對(duì)于輕質(zhì)油品：恩氏蒸餾曲線中10%到90%這一段很接近一條直線，因此可以用恩氏蒸餾曲線的10%到90%之間的斜率來(lái)表示該油品的餾程寬窄。即恩氏蒸餾曲線的斜率越大，該油品的餾程范圍越寬。,斜率S：表示從餾出10%到90%之間，每餾出1%的沸點(diǎn)

8、平均升高值,由于餾程測(cè)定具有嚴(yán)格的條件性，因此餾程數(shù)據(jù)并不代表該油品的真實(shí)沸點(diǎn)范圍，但可以大致判斷油品中輕重組分的相對(duì)含量，或用與不同油品之間的比較。,2020/9/23,石油加工工程,12,大多數(shù)液體燃料規(guī)格中，只要求測(cè)定其具有代表性的初餾點(diǎn)、10%、50和90的餾出溫度及終餾點(diǎn)。 汽油的餾程40200，輕柴油的餾程200350，潤(rùn)滑油的餾程350520。 餾程的數(shù)據(jù)基本能反映油品組分輕重的相對(duì)含量，或用與不同油品之間的比較，在原油評(píng)價(jià)中常用。 餾程是發(fā)動(dòng)機(jī)燃料表示蒸發(fā)性能的重要質(zhì)量指標(biāo)。,2020/9/23,石油加工工程,13,三、平均沸點(diǎn) 1體積平均沸點(diǎn),用途：由tv可求得其他平均沸點(diǎn),

9、2質(zhì)量平均沸點(diǎn)(tw),用途：tw主要用于求定油品的真臨界溫度Tc,2020/9/23,石油加工工程,14,3立方平均沸點(diǎn)Tcu,用途：Teu主要用于求油品的特性因數(shù)和運(yùn)動(dòng)粘度,4實(shí)分子平均沸點(diǎn)tm,用途：tm主要用于求油品的假臨界溫度(Tc)和 偏心因數(shù)(),5中平均沸點(diǎn)tme,用途：tme用于求油品氫含量、K、Pc、燃燒熱和平均分子量,2020/9/23,石油加工工程,15,這五種平均沸點(diǎn)中，僅有體積平均沸點(diǎn)可由石油餾分的餾程測(cè)定數(shù)據(jù)直接算得，其它幾種平均沸點(diǎn)可借助體積平均沸點(diǎn)與蒸餾曲線斜率由圖3-2中查得； 周佩正根據(jù)石油餾分的體積平均沸點(diǎn)tv及其餾程的斜率S，將這五種平均沸點(diǎn)進(jìn)行了關(guān)聯(lián)

10、 ； 這幾種平均沸點(diǎn)各有其相應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)合，不能混淆，當(dāng)涉及沸點(diǎn)時(shí)須注意所指的是何種平均沸點(diǎn)； 對(duì)于沸程小于30的窄餾分，可以認(rèn)為其各種平均沸點(diǎn)近似相等，用中沸點(diǎn)代替不會(huì)有很大誤差。,2020/9/23,石油加工工程,16,第二節(jié) 密度、特性因數(shù)和平均相對(duì)分子質(zhì)量 (組成特性),2020/9/23,石油加工工程,17,一、密度和相對(duì)密度 1定義 密度是單位體積物質(zhì)在真空中的質(zhì)量，g/cm3，kg/m3 我國(guó)規(guī)定20時(shí)的密度為石油產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)密度，20 在一定條件下，以一種液體的密度與另一種參考物質(zhì)密度的比值來(lái)表示物質(zhì)的相對(duì)密度，又稱比重 常用的有d420(我國(guó))， (歐美),隨著相對(duì)密度增大，比重

11、指數(shù)的數(shù)值下降,2020/9/23,石油加工工程,18,第12屆世界石油會(huì)議規(guī)定對(duì)原油的分類： API度31.1的原油為輕質(zhì)原油； API度在31.122.3之間，為中質(zhì)原油； API度在22.310.0之間，為重質(zhì)原油； API度10.0， 為特重原油。,2020/9/23,石油加工工程,19,2相對(duì)密度與化學(xué)組成及相對(duì)分子質(zhì)量的關(guān)系 分子量相近的不同烴類之間相對(duì)密度有明顯差別 ： 芳烴 環(huán)烷烴 烷烴 如在20時(shí)：苯0.8774；環(huán)己烷0.7780；正己烷 0.6572，分子環(huán)數(shù)越多，相對(duì)密度越大；烯烴的稍大于烷烴的； 從表3-1還可以看出，就正構(gòu)烷烴和正烷基環(huán)己烷而言，其相對(duì)密度都是隨其相

12、對(duì)分子質(zhì)量的增大而增大。而正烷基苯則不然，它們的相對(duì)密度則是隨其相對(duì)分子質(zhì)量的增大而減小的，這是由于當(dāng)其相對(duì)分子質(zhì)量增大時(shí)，其苯環(huán)在分子結(jié)構(gòu)中所占的比重下降所致。,2020/9/23,石油加工工程,20,同一種原油，石油中各餾分的相對(duì)密度是隨其沸程的升高而增大的，這一方面是由于相對(duì)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。 對(duì)于減壓渣油，則不僅因?yàn)槠渲泻休^多的芳香烴（尤其是多環(huán)芳烴），而且還含有較多的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，所以其相對(duì)密度最大，接近甚至超過(guò)1.0。 對(duì)不同原油 ，同樣沸程，相對(duì)密度差別很大 一般來(lái)說(shuō)，環(huán)烷基的 中間基的 石蠟基的 對(duì)于沸點(diǎn)范圍相近的餾分，根據(jù)其密

13、度的大小即可大致判明其化學(xué)屬性。,2020/9/23,石油加工工程,21,3油品密度與溫度、壓力的關(guān)系 同一油品，溫度上升，油品體積就會(huì)膨脹，相對(duì)密度減小 當(dāng)溫度在050范圍內(nèi)，不同溫度（t）下的相對(duì)密度可按下式換算:,在工程計(jì)算中，石油餾分在任一溫度下的密度，可根據(jù)其特性因數(shù)K、相對(duì)密度和中平均沸點(diǎn)三個(gè)參數(shù)中的任意兩者，由圖3-3查得。 在一定壓力范圍內(nèi)，壓力升高，對(duì)油品相對(duì)密度的影響可以忽略，只有當(dāng)壓力極大(幾十兆帕)時(shí)，才考慮壓力對(duì)相對(duì)密度的影響,體積膨脹系數(shù),2020/9/23,石油加工工程,22,4油品的混合密度 屬性相近油品混合，混合密度可近似按可加性計(jì)算,屬性相差很大的兩類組分(

14、如烷烴和芳香烴)混合時(shí)， 體積可能增大 密度相差懸殊的兩個(gè)組分(如重油和輕烴)混合時(shí)，體積可能收縮,2020/9/23,石油加工工程,23,二、特性因數(shù)(K; Watson factor; Characterization factor) 1定義 特性因數(shù)是烴類列氏絕對(duì)溫度表示沸點(diǎn)的立方根對(duì)相對(duì)密度作圖，所得曲線的斜率,2不同烴類K值的大小 同族的烴類 K 值相近，不同族的烴類 K 值不同 ； 烷烴的K值最大，約為12.7，環(huán)烷烴的次之，為1112，芳香烴的K值最小，為1011。 所以 K 值是表征油品化學(xué)組成的重要參數(shù)，常可用以關(guān)聯(lián)其他物理性質(zhì),TR=1.8TK,2020/9/23,石油加工

15、工程,24,對(duì)于烷烴來(lái)說(shuō)，支鏈增加K值下降； 而對(duì)于環(huán)烷烴和芳烴來(lái)說(shuō)，支鏈數(shù)增加 K 值增加； 對(duì)于芳烴來(lái)說(shuō)，環(huán)數(shù)增加，K值減?。?對(duì)于石油餾分，計(jì)算 K 值時(shí)溫度 T 為中平均沸點(diǎn) ； 對(duì)于相對(duì)分子質(zhì)量大于 300 的較重石油餾分，其平均沸點(diǎn)不易得到，可從圖3-4用相對(duì)密度和另外一個(gè)性質(zhì)來(lái)求取其特性因數(shù) K，但其中碳?xì)渲亓勘燃氨桨伏c(diǎn)兩條線的準(zhǔn)確性較差。,3用途 特性因數(shù)對(duì)于了解原油的分類和確定原油的加工方案，油品的化學(xué)組成及油品的其它特性是十分有用的。,2020/9/23,石油加工工程,25,三、其他表征油品化學(xué)組成的參數(shù) 相關(guān)指數(shù)BMCI(美國(guó)礦務(wù)局相關(guān)指數(shù)) BMCI：Bureau of

16、 Mines Correlation Index,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(苯約為100) 相關(guān)指數(shù)BMCI這個(gè)指標(biāo)廣泛用于表征裂解乙烯原料的化學(xué)組成，希望是越小越好。,2020/9/23,石油加工工程,26, 粘重常數(shù)(VGCviscosity gravity constant),烷烴的粘重常數(shù)較小，而芳香烴的粘重常數(shù)較大,2020/9/23,石油加工工程,27,不同原油TBP蒸餾窄餾分的參數(shù)范圍,K大，BMCI小，VGC小，則石蠟性越強(qiáng)。 反之，則芳香性越強(qiáng).,2020/9/23,石油加工工程,28, 特征參數(shù)KH,對(duì)于含有大量不飽和烴或膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的餾分（V

17、R），特性因數(shù)就不能很好地表征其化學(xué)組成特性。因此中國(guó)石油大學(xué)重質(zhì)油國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對(duì)原有的特性因數(shù)K 進(jìn)行了修正，提出了一個(gè)表征渣油特征的特征參數(shù) KH。,2020/9/23,石油加工工程,29,FCC,Hydroprocessing,催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)性能與重油特征化參數(shù) KH關(guān)系,通過(guò)多國(guó)內(nèi)外10幾種渣油的使用，發(fā)現(xiàn) KH 較好地反映了渣油的特征和化學(xué)組成極其催化轉(zhuǎn)化性能，產(chǎn)品收率與 KH 有良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。,2020/9/23,石油加工工程,30,分級(jí)加工利用,KH 值與重質(zhì)油梯級(jí)分離產(chǎn)物加工性能,2020/9/23,石油加工工程,31,三、平均相對(duì)分子質(zhì)量 在進(jìn)行煉油設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算、關(guān)聯(lián)石油物

18、性及研究石油的化學(xué)組成時(shí)，相對(duì)分子質(zhì)量是必不可少的原始數(shù)據(jù)。由于石油及其產(chǎn)品都是復(fù)雜的混合物，而所含化合物的相對(duì)分子質(zhì)量是各不相同的，其范圍往往又很寬，所以對(duì)它們只能用平均相對(duì)分子質(zhì)量來(lái)加以表征。 1平均相對(duì)分子質(zhì)量的定義 對(duì)于石油及其產(chǎn)品這種含有眾多相對(duì)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(jì)方法可以得到不同定義的平均相對(duì)分子質(zhì)量。下面介紹兩種對(duì)石油常用的數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量和重均相對(duì)分子質(zhì)量。,2020/9/23,石油加工工程,32,數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量是應(yīng)用最廣泛的一種平均相對(duì)分子質(zhì)量，它是依據(jù)溶液的依數(shù)性（冰點(diǎn)下降法、沸點(diǎn)上升法、蒸汽壓滲透法等）來(lái)進(jìn)行測(cè)定的。它的定義是：體系中具有各種

19、相對(duì)分子質(zhì)量的分子的摩爾分率與其相應(yīng)的相對(duì)分子質(zhì)量的乘積的總和，也就是體系的質(zhì)量除以其中所含各類分子的摩爾數(shù)總和的商，具體可由下式表達(dá)：,2020/9/23,石油加工工程,33,重均相對(duì)分子質(zhì)量是用光散射等方法測(cè)定的。其定義是體系中具有各種相對(duì)分子質(zhì)量的分子的質(zhì)量分率 wi 與其相應(yīng)的相對(duì)分子質(zhì)量 Mi 的乘積的總和,2020/9/23,石油加工工程,34,對(duì)于同一個(gè)混合體系，數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量與重均相對(duì)分子質(zhì)量是不相等的。這是由于混合物中低相對(duì)分子質(zhì)量部分對(duì)數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量Mn的影響較大，而重均相對(duì)分子質(zhì)量Mw則主要受其中高相對(duì)分子質(zhì)量部分的影響。 對(duì)于同一體系，一般來(lái)說(shuō)是 Mw Mn 。 而

20、 Mw/Mn 的比值（即多分散系數(shù)）的大小可以表征該體系的多分散程度，也就是說(shuō)，當(dāng)體系中相對(duì)分子質(zhì)量的分布范圍越寬時(shí)，其 Mw / Mn 比值也就越大。 在煉油工藝計(jì)算中所用的石油餾分相對(duì)分子質(zhì)量一般是指其數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量。,2020/9/23,石油加工工程,35,2020/9/23,石油加工工程,36,2石油餾分平均相對(duì)分子質(zhì)量的近似計(jì)算方法,在不具備實(shí)測(cè)條件的情況下，石油餾分的平均相對(duì)分子質(zhì)量還可用一些經(jīng)驗(yàn)公式近似地計(jì)算得到。 （1）Riazi 關(guān)聯(lián)式 M = 42.965exp（2.09710-4T7.78712S + 2.084810-3TS）T 1.26007S 4.98308 式中

21、T為石油餾分的中平均沸點(diǎn)（K），S為相對(duì)密度d 。 該方法又稱為API-87方法，適用的范圍為分子量70700，中平均沸點(diǎn)305840K。 （2）壽德清-向正為關(guān)系式,2020/9/23,石油加工工程,37,（3）楊朝合-孫昱東關(guān)聯(lián)式 由于目前所普遍使用的計(jì)算方法在石油餾分的相對(duì)分子質(zhì)量較大時(shí)，計(jì)算誤差較大，無(wú)法滿足實(shí)際需要，主要原因是得到重質(zhì)石油餾分的餾程數(shù)據(jù)非常困難。近年來(lái)模擬蒸餾方法得到廣泛應(yīng)用，在測(cè)定重質(zhì)石油餾分的餾程數(shù)據(jù)時(shí)表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。,式中， 為常壓沸點(diǎn)，或模擬實(shí)沸點(diǎn)蒸餾50%點(diǎn)溫度，實(shí)沸點(diǎn)蒸餾50%點(diǎn)溫度，或中平均沸點(diǎn)，K； 1078為無(wú)限長(zhǎng)碳鏈化合物的漸近沸點(diǎn)，K。,2020

22、/9/23,石油加工工程,38,第三節(jié) 油品的流動(dòng)性能,一、粘 度 1定義 流體分子的內(nèi)摩擦使流體帶有一定的粘滯性，從而產(chǎn)生流體抵抗剪切作用的能力。衡量這種能力或粘滯性的性質(zhì)指標(biāo)，就是粘度。粘度是評(píng)定油品流動(dòng)性的指標(biāo)，是噴氣燃料、柴油、重油和潤(rùn)滑油的重要質(zhì)量指標(biāo)。對(duì)潤(rùn)滑油的分級(jí)、質(zhì)量鑒定具有決定意義，也是工藝計(jì)算和工藝設(shè)計(jì)中不可缺少的物理常數(shù)。,石油和油品在處于牛頓流體狀態(tài)時(shí)，其流動(dòng)性能用粘度來(lái)描述；當(dāng)處于低溫狀態(tài)時(shí)，則用各種條件性指標(biāo)來(lái)評(píng)定其低溫流動(dòng)性：如凝點(diǎn)、結(jié)晶點(diǎn)、冰點(diǎn)等。,2020/9/23,石油加工工程,39,2粘度的分類,2020/9/23,石油加工工程,40,各種粘度的近似關(guān)系：

23、 運(yùn)動(dòng)粘度(mm2/s):恩氏粘度(條件度，E):賽氏通用 粘度(SUS):雷氏粘度(RIS) = 1 : 0.132 : 4.62 : 4.05,在一定溫度下，在一定儀器中，使一定體積的油品流出，以其流出時(shí)間（s）或其流出時(shí)間與同體積水流出時(shí)間之比作為其粘度值。,2020/9/23,石油加工工程,41,3粘度的測(cè)定 最常用的運(yùn)動(dòng)粘度的測(cè)定方法是毛細(xì)管粘度計(jì)法（GB/T 265-1988）。當(dāng)油品在層流狀態(tài)下流經(jīng)毛細(xì)管時(shí)，其流動(dòng)狀態(tài)符合下列關(guān)系式:,由于在毛細(xì)管粘度計(jì)中油品流動(dòng)的推動(dòng)力是其自身所受的重力，所以P 與其密度成正比。這樣，對(duì)于一定型式的粘度計(jì)，油品的運(yùn)動(dòng)粘度 是與一定體積的該油品流

24、經(jīng)毛細(xì)管的時(shí)間 t 成正比的,2020/9/23,石油加工工程,42,式中的 c 是粘度計(jì)常數(shù)（mm2/s2），每支毛細(xì)管粘度計(jì)均有其特定的粘度計(jì)常數(shù)，需用已知粘度的標(biāo)準(zhǔn)油樣加以標(biāo)定 毛細(xì)管粘度計(jì)只能用來(lái)測(cè)定屬于牛頓型體系的油品粘度。對(duì)于非牛頓型體系的流體，由于其粘度是剪切速率的函數(shù)，需用旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)來(lái)測(cè)定其流變特性。 毛細(xì)管粘度計(jì)分為順流和逆流兩種，分別用來(lái)測(cè)定不同油品的粘度，順流用來(lái)測(cè)輕質(zhì)油品或透明油品，而逆流則測(cè)重質(zhì)油品或深色油品, = c t,2020/9/23,石油加工工程,43,二、油品粘度和化學(xué)組成的關(guān)系 粘度反映液體內(nèi)部分子間的摩擦力，因此粘度必然與油品的分子結(jié)構(gòu)和大小密切相關(guān)

25、，有關(guān)粘度與組成的關(guān)系，有幾點(diǎn)結(jié)論 ： 油品的粘度隨沸程的升高和密度增大而迅速增大 對(duì)于相同沸點(diǎn)的不同石油餾分： 含環(huán)狀烴多則粘度高；環(huán)數(shù)越多，粘度越大 當(dāng)烴類分子中的環(huán)數(shù)相同時(shí)，其側(cè)鏈越長(zhǎng)則其粘度越大 相同環(huán)數(shù)和碳數(shù)的芳香烴和環(huán)烷烴,其粘度：環(huán)烷烴 芳香烴 上述結(jié)論說(shuō)明了液體的運(yùn)動(dòng)黏度中包含了分子結(jié)構(gòu)的信息，而且環(huán)可以認(rèn)為是黏度的載體。,2020/9/23,石油加工工程,44,1與溫度的關(guān)系 油品的粘度隨其溫度的升高而減小 ；而潤(rùn)滑油往往是在環(huán)境溫度變化較大的條件下使用的，所以要求它的粘度隨溫度變化的幅度不要太大。, 粘溫性質(zhì)：油品的粘度隨溫度變化的性質(zhì) 油品的粘度隨溫度的變化幅度小，則稱為

26、油品的粘溫性質(zhì)好,三、油品粘度與壓力、溫度的關(guān)系,2020/9/23,石油加工工程,45, 粘溫性質(zhì)的表示法 粘度比：50/100；比值越小，則粘溫性質(zhì)越好 粘度指數(shù)(VI) 當(dāng)粘度指數(shù)(VI)為0100時(shí)： 當(dāng)粘度指數(shù)等于或大于100時(shí)：,粘度指數(shù)越高，表示油品的粘溫性質(zhì)越好,2020/9/23,石油加工工程,46,粘溫性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系 正構(gòu)烷烴的粘溫性質(zhì)最好，分支程度較小的異構(gòu)烷烴的粘溫性質(zhì)比正構(gòu)烷烴稍差，隨著分支程度的增大，粘溫性質(zhì)越來(lái)越差； 環(huán)狀烴(包括環(huán)烷烴和芳香烴)的粘溫性質(zhì)比鏈狀烴的差；當(dāng)分子中只有一個(gè)環(huán)時(shí)，粘度指數(shù)雖有下降，但下降不多。但當(dāng)分子中環(huán)數(shù)增多時(shí)，則粘溫性質(zhì)顯著變

27、差，甚至粘度指數(shù)為負(fù)值。 當(dāng)分子中環(huán)數(shù)相同時(shí)，其側(cè)鏈越長(zhǎng)粘溫性質(zhì)越好，但側(cè)鏈上如有分支也會(huì)使粘溫性質(zhì)變差,2020/9/23,石油加工工程,47,2粘度與壓力的關(guān)系 壓力升高，粘度增大 當(dāng)壓力高于40atm時(shí)，需要考慮壓力的影響,此式不適用于壓力大于70MPa的情況,四、油品的混合粘度 油品混合物的粘度無(wú)可加性,組成、性質(zhì)、粘度相差越大，離可加性相差越大,2020/9/23,石油加工工程,48,如不便實(shí)測(cè)時(shí)，可借助圖3-5求取混合物的粘度或混合比例。把需混合的兩種油品的粘度值分別標(biāo)于圖中A、B兩側(cè)的縱坐標(biāo)上，兩點(diǎn)間連一直線，即可在此直線上求得兩者以任何比例混合時(shí)的粘度。,2020/9/23,石

28、油加工工程,49,用 途： 已知混合組分的粘度和混合比例，求油品的混合粘度 已知混合組分的粘度和混合油品粘度，求混合比例 例 題 1 已知兩種油品的恩氏粘度分別為2.7oE、7.8oE，將其混合后，兩種油品的體積各占35%和65%，問(wèn)混合粘度是多少？,2020/9/23,石油加工工程,50,例 題: 某油品20的粘度為6oE，另一油品的粘度20=140 mm2/s，將這兩種油品按一定比例調(diào)合，知調(diào)合后油品的粘度為10oE，試求調(diào)合比。,2020/9/23,石油加工工程,51,五、 油品的低溫流動(dòng)性 低溫下，石油及液體產(chǎn)品在低溫失去流動(dòng)性有兩種情況： 粘溫凝固：含蠟很少或不含蠟的油品，在溫度下降

29、時(shí)，粘度迅速升高，當(dāng)粘度大到一定程度后（3105mm2/s）,油品就會(huì)變成無(wú)定型的玻璃狀物質(zhì)，失去流動(dòng)性，這種凝固稱為粘溫凝固。不是很確切，仍是可塑性物質(zhì)，而不是固體。 構(gòu)造凝固：含蠟原油或油品，在溫度下降過(guò)程中，由于蠟結(jié)晶析出而引起的凝固。 低溫流動(dòng)性是顯著影響油料輸運(yùn)、儲(chǔ)存和使用條件，不同的石油產(chǎn)品低溫流動(dòng)性能有不同的評(píng)定指標(biāo)。,2020/9/23,石油加工工程,52,1. 濁點(diǎn)、結(jié)晶點(diǎn)和冰點(diǎn) 是表征煤油、航空汽油和噴氣燃料的低溫性能指標(biāo)。 濁點(diǎn)：是煤油的低溫指標(biāo)，在規(guī)定條件下降溫，當(dāng)煤油出現(xiàn) 霧狀或渾濁時(shí)的最高溫度。 GB/T6986 結(jié)晶點(diǎn)：是在規(guī)定條件下冷卻油品，出現(xiàn)用肉眼可以分辨的

30、結(jié)晶時(shí)的最高溫度。 SH/T0179 冰點(diǎn)：是在規(guī)定條件下冷卻油品到出現(xiàn)結(jié)晶后，再使其升溫，使原來(lái)形成的結(jié)晶消失時(shí)的最低溫度。 GB/T2430 同一油品：濁點(diǎn)高于結(jié)晶點(diǎn)。冰點(diǎn)比結(jié)晶點(diǎn)高13。 濁點(diǎn) 冰點(diǎn) 結(jié)晶點(diǎn),2020/9/23,石油加工工程,53,這些低溫指標(biāo)受化學(xué)組成的影響： （1）正構(gòu)烷烴、芳香烴 環(huán)烷烴、異構(gòu)烷烴和烯烴； （2）同一族烴類，分子量增加，指標(biāo)升高； （3） 油品中含水，會(huì)嚴(yán)重影響油品的低溫指標(biāo)。,2020/9/23,石油加工工程,54,2. 凝點(diǎn)、傾點(diǎn)和冷濾點(diǎn) 是原油、柴油、潤(rùn)滑油和燃料油的重要使用性能指標(biāo)。目前國(guó)內(nèi)正逐步采用以傾點(diǎn)代替凝點(diǎn)、用冷濾點(diǎn)代替柴油凝點(diǎn)。(C

31、ondensation Point) 對(duì)于石油產(chǎn)品，沒(méi)有固定的“冰點(diǎn)”，也沒(méi)有固定的“溶點(diǎn)”。所謂油品的“凝點(diǎn)”是在嚴(yán)格的儀器、操作條件下測(cè)得油品剛失去流動(dòng)時(shí)的最高溫度。而所謂失去流動(dòng)性，也完全是條件性的。 GB/T510-83 傾點(diǎn)：是指油品能從規(guī)定儀器中流出的最低溫度，也稱為流動(dòng)極限，它比凝點(diǎn)能更好地反映油品的低溫性能，被規(guī)定作為ISO標(biāo)準(zhǔn) (Pour Point)。GB/T3535-83,2020/9/23,石油加工工程,55,冷濾點(diǎn)：是在規(guī)定的壓力和冷卻速度下，測(cè)得20ml試油開(kāi)始不能全部通過(guò)363目/in2的過(guò)濾網(wǎng)時(shí)的最高溫度。冷濾點(diǎn)能較好地反映柴油的泵送和過(guò)濾性能，與實(shí)際使用情況有

32、較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以目前用冷濾點(diǎn)替換凝點(diǎn)指標(biāo)。 SH/T0248 (Cold filter plugging point-CFPP),2020/9/23,石油加工工程,56,油品的低溫性質(zhì) 濁 點(diǎn) 結(jié)晶點(diǎn) 凝 點(diǎn) cloud point crystallizing point solidification point 出現(xiàn)霧狀渾濁 出現(xiàn)肉眼能分辯的結(jié)晶 失去流動(dòng)性 升溫 13 冷濾點(diǎn) 冰 點(diǎn) 傾 點(diǎn) cold filter plugging point ice point pour point 不堵塞濾清器時(shí)的最低溫度 升溫至結(jié)晶消失 能流動(dòng)的最低溫度,降 溫,再降溫,2020/9/23,石油

33、加工工程,57,第四節(jié) 臨界性質(zhì)、壓縮因子 和偏心因子,2020/9/23,石油加工工程,58,在煉油工藝計(jì)算過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)利用石油餾分的臨界性質(zhì)來(lái)關(guān)聯(lián)計(jì)算其他重要的物理性質(zhì)數(shù)據(jù)。 當(dāng)純物質(zhì)的實(shí)際氣體處于臨界狀態(tài)時(shí)，其液態(tài)與氣態(tài)的分界面消失。溫度高于臨界點(diǎn)時(shí)，氣體便不能液化，因而臨界點(diǎn)的溫度是實(shí)際氣體能夠液化的最高溫度，稱為臨界溫度Tc；在臨界溫度下能使該實(shí)際氣體液化的最低壓力稱為臨界壓力Pc；實(shí)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Vc。 純烴的臨界常數(shù)Tc、Pc及Vc可從有關(guān)圖表中查得。,2020/9/23,石油加工工程,59,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

34、分界面消失來(lái)確認(rèn)的。圖3-7是組成為一定值的二元混合物的P-T 關(guān)系示意圖。 壓力為P1時(shí)，當(dāng)溫度升至T1，該混合物開(kāi)始沸騰。隨氣化分率的增大，體系的溫度也逐步升高。而當(dāng)溫度達(dá)到T2時(shí)，該混合物就全部氣化。因此，T1是該混合物液相的泡點(diǎn)，T2是該混合物氣相的露點(diǎn)。 此體系的泡點(diǎn)線與露點(diǎn)線之間為兩相區(qū)，這兩條線會(huì)聚于其臨界點(diǎn)C。,一、石油餾分的臨界性質(zhì) (critical property),液相區(qū),泡點(diǎn)線,兩 相 區(qū),氣 相 區(qū),露點(diǎn)線,2020/9/23,石油加工工程,60,從圖3-7還可以看出，對(duì)于混合物來(lái)說(shuō)，在高于其臨界溫度TC時(shí)，仍可能有液相存在，直至達(dá)到最高溫度T3為止，所以T3為其

35、臨界冷凝溫度；同樣，在高于其臨界壓力PC時(shí)，仍可能有氣相存在，直至達(dá)到最高壓力P4為止，所以P4為其臨界冷凝壓力。 多元混合物的真實(shí)臨界點(diǎn)是由實(shí)驗(yàn)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。這些真臨界常數(shù)常用于確定傳質(zhì)和反應(yīng)設(shè)備中的相態(tài)及其允許的操作條件范圍。,2020/9/23,石油加工工程,61,當(dāng)多元混合物的組成不同時(shí)，其臨界點(diǎn)也隨之不同。圖所示為組成不同的A-B二元混合物的P-T圖。 圖中CA為純組分A的臨界點(diǎn)，ACA為A的P-T線；CB為組分B的臨界點(diǎn)，BCB為B的P-T線。、為三個(gè)組成不同的A-B混合物的P-T曲線，C1、C2、C3 三點(diǎn)為其各自相應(yīng)的臨界點(diǎn)，曲線CA

36、C1C2C3CB 為此A-B二元混合物體系的真臨界點(diǎn)軌跡,2020/9/23,石油加工工程,62,而當(dāng)涉及混合物的物性關(guān)聯(lián)時(shí)，往往所用的并不是真臨界常數(shù)，而常用借助分子平均方法求得的假臨界常數(shù)（或稱虛擬臨界常數(shù)）。其定義如下：,圖3-8中的直線CACB為該二元混合物的假臨界點(diǎn)軌跡。由圖可見(jiàn) ，算得的假臨界常數(shù)顯然與相應(yīng)由實(shí)驗(yàn)求得的真臨界常數(shù)不同。假臨界常數(shù)顯著較小 。,2020/9/23,石油加工工程,63,因石油餾分臨界常數(shù)的實(shí)際測(cè)定比較困難，所以一般常借助其它物性數(shù)據(jù)用經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式或有關(guān)圖表求取。,2020/9/23,石油加工工程,64,二、對(duì)比狀態(tài)及壓縮因子 1對(duì)比狀態(tài) (contrast

37、 state) 對(duì)比狀態(tài)是用來(lái)表示物質(zhì)的實(shí)際狀態(tài)與臨界狀態(tài)的接近程度 其定義如下： 對(duì)比溫度： Tr = T/Tc 對(duì)比壓力： Pr = P/Pc 對(duì)比體積： Vr = V/Vc 對(duì)比狀態(tài)定律：對(duì)于不同的物質(zhì)，當(dāng)具有相同的對(duì)比溫度 Tr 和對(duì)比壓力 Pr 時(shí)，其對(duì)比體積 Vr 也近似相等,2020/9/23,石油加工工程,65,2壓縮因子 (compressibility factor) 定義： 實(shí)際氣體的 P-V-T 關(guān)系常用下式表示： Z = PV / RT 式中的 Z 稱為壓縮因子，它表示實(shí)際氣體偏離理想氣體行為的程度 ; 實(shí)際氣體的 Z 值不但隨氣體種類而異，并且同一種氣體在不同狀態(tài)下

38、的 Z 值也是不同的； 當(dāng)實(shí)際氣體處于臨界點(diǎn)時(shí)，此時(shí)的壓縮因子稱為臨界壓縮因子 Zc。,2020/9/23,石油加工工程,66,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，許多實(shí)際氣體的臨界壓縮因數(shù)Zc比較接近，大多在0.250.31之間 如取 Zc=0.27，以 壓縮因子Z 及 對(duì)比壓力Pr 的對(duì)數(shù)值為縱坐標(biāo)及橫坐標(biāo)，即可得如 圖3-10 所示的實(shí)際氣體通用壓縮因子圖。 當(dāng)涉及的實(shí)際氣體的 Zc 并不等于0.27 時(shí)，所得數(shù)值會(huì)有一定誤差。,2020/9/23,石油加工工程,67,三、偏心因數(shù) (eccentric factor) 1定 義 由于實(shí)際氣體的Zc 并不都等于0.27，因而在使用圖3-10時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的誤差。

39、為了提高關(guān)聯(lián)的準(zhǔn)確性，便引入另一個(gè)參數(shù) 偏心因子，而把壓縮因子 Z 看作是 Pc、Tc與三者的函數(shù)。偏心因數(shù)是量度分子幾何形狀、極性和大小的參數(shù),Pr* 為 Tr=0.7 時(shí)的對(duì)比蒸氣壓 (P*/Pc),2020/9/23,石油加工工程,68,對(duì)于小的球形分子如氬、氪、氙等惰性氣體，其=0，這類物質(zhì)稱為簡(jiǎn)單流體。其余的物質(zhì)稱為非簡(jiǎn)單流體，它們的0。 換言之，偏心因子可表征特定物質(zhì)的對(duì)比蒸氣壓與簡(jiǎn)單球形分子間的偏差。,2020/9/23,石油加工工程,69,對(duì)于同一系列的烴類，相對(duì)分子質(zhì)量越大，其偏心因子也越大； 當(dāng)分子中碳數(shù)相同時(shí)，烷烴的偏心因子較大，環(huán)烷烴和芳香烴的較小。, 石油餾分偏心因子

40、的求定 石油餾分的偏心因子可根據(jù)其假臨界溫度、假臨界壓力和分子平均沸點(diǎn)，從圖3-11中求得。 石油餾分的偏心因子 還可用下列經(jīng)驗(yàn)式進(jìn)行估算：,2020/9/23,石油加工工程,70, 偏心因子的應(yīng)用 偏心因子在石油加工設(shè)備設(shè)計(jì)中的應(yīng)用范圍很廣泛，可用于求取石油餾分的壓縮因子、飽和蒸氣壓、熱焓、比熱容等，以及用于某些物性的關(guān)聯(lián)。 介紹了 偏心因子 在求取壓縮因子 Z 時(shí)的應(yīng)用,式中 Tb 為 中平均沸點(diǎn)，K Tc 為臨界溫度， K Pc 為臨界壓力，MPa,2020/9/23,石油加工工程,71,第五節(jié) 油品的熱性質(zhì)和燃燒性能,在石油加工過(guò)程中，石油及其餾分的溫度、壓力和相狀態(tài)都可能發(fā)生變化，同

41、時(shí)還往往伴隨有熱效應(yīng)。要計(jì)算熱效應(yīng)的大小，就必須知道其焓值、質(zhì)量熱容、氣化潛熱等熱性質(zhì)。這些性質(zhì)還常用作關(guān)聯(lián)石油餾分其它物性的參數(shù)。若過(guò)程中還發(fā)生化學(xué)變化，則尚需知道其反應(yīng)熱、生成熱等。,石油和石油產(chǎn)品大都是易燃易爆、作為重要燃料來(lái)使用，研究其燃燒性能，對(duì)于安全使用燃料和了解燃料的使用性能均非常重要，主要用閃點(diǎn)、燃點(diǎn)和自燃點(diǎn)來(lái)描述。,2020/9/23,石油加工工程,72,焓又稱熱函，是體系的熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)之一。通常用符號(hào) H 表示，其定義為： H = U + pV 焓是體系的單值函數(shù)，其增量 H = H2 H1 僅決定于體系的始態(tài)與終態(tài)，而與變化的途徑無(wú)關(guān)。在恒壓且只做膨脹功的條件下： H

42、= U +pV = Qp U 及 V 都是容量性質(zhì)，所以焓 H 也是體系的容量性質(zhì) ； 體系內(nèi)能的絕對(duì)值無(wú)法測(cè)得，因此焓的絕對(duì)值也無(wú)法確定，只能測(cè)定焓的變化值； 為了便于計(jì)算，往往人為地規(guī)定某個(gè)狀態(tài)下體系的焓值為零，稱該狀態(tài)為基準(zhǔn)狀態(tài)，而將體系從基準(zhǔn)狀態(tài)變化到指定狀態(tài)時(shí)發(fā)生的焓變稱為該體系在該指定狀態(tài)下的焓值 計(jì)算某個(gè)體系物理變化的焓變時(shí)，一定注意求取其始態(tài)和終態(tài)焓值的基準(zhǔn)狀態(tài)必須相同，否則無(wú)法比較。,為恒壓熱。公式表示體系所吸收的熱等于體系焓的增量,一、 焓 1焓的定義,2020/9/23,石油加工工程,73, 石油餾分焓值的求定 石油餾分的焓值是溫度、壓力及其性質(zhì)的函數(shù)。在相同溫度下，密度

43、小、特性因數(shù) K 值大的石油餾分具有較高的焓值，烷烴的焓值高于芳香烴的，輕餾分的焓值高于重餾分的。 當(dāng)壓力較低時(shí)（Pr 1.0），壓力對(duì)于液相石油餾分焓值的影響可以忽略。但壓力對(duì)于氣相石油餾分焓值的影響較大，因而當(dāng)壓力較高時(shí)必須對(duì)氣相的焓值進(jìn)行壓力校正。 石油餾分的焓值可從有關(guān)圖表中查得，也可借助有關(guān)的方程式計(jì)算 。,2020/9/23,石油加工工程,74,（1）用查圖法求定石油餾分的焓值 圖3-14是一種求取石油餾分焓值的經(jīng)驗(yàn)圖。其基準(zhǔn)溫度為-17.8（0F），是由特性因數(shù) K = 11.8 的石油餾分在常壓下的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)繪制而成。 圖中有兩組曲線，上方的一組表示氣相的焓值，下方的一組則表示液

44、相的焓值。 當(dāng)石油餾分的特性因數(shù)K值不等于11.8時(shí)，需用其中的兩張小圖對(duì)其氣相的或液相的焓值分別進(jìn)行校正； 而當(dāng)體系的壓力高于常壓時(shí)，還需用左上方的小圖對(duì)其氣相的焓值加以校正。,2020/9/23,石油加工工程,75,例題： 將一相對(duì)密度為0.7796、特性因數(shù) K 值為11.0的石油餾分，從100、1大氣壓下加熱并完全氣化至溫度為316、壓力為27.2大氣壓時(shí)，求其所需的熱量。, 由圖3-14下方曲線，可查得為0.7796、特性因數(shù)K值為11.8的液相石油餾分在100時(shí)的焓值為58 kcal/kg； 由液相的焓對(duì)K的校正圖可查得K =11.0時(shí)的校正因子為0.955，這樣校正后的液相焓值為

45、580.955 = 55 kcal/kg； 由圖3-14上方曲線，可查得為0.7796、特性因數(shù)K值為11.8的氣相石油餾分在常壓、316時(shí)的焓值為251 kcal/kg；,2020/9/23,石油加工工程,76, 由氣相的焓對(duì) K 的校正圖可查得 K =11.0 時(shí)的校正值為6 kcal/kg，再由氣相的焓對(duì)壓力的校正圖查得壓力為27.2大氣壓時(shí)的校正值為11 kcal/kg，如此校正后的在316、27.2大氣壓下的氣相焓值為： 251-6-11=234 kcal/kg 由此可見(jiàn)，將一相對(duì)密度為0.7796、特性因數(shù) K 值為11.0的石油餾分，從100、1大氣壓下加熱并完全氣化至溫度為31

46、6、壓力為27.2大氣壓時(shí)，其所需的熱量為： 234 - 55 = 179 kcal/kg = 749 kJ/kg,2020/9/23,石油加工工程,77,（2）用計(jì)算法求定石油餾分的焓值 上述借助查圖以求定石油餾分焓值的方法比較簡(jiǎn)便，但不夠準(zhǔn)確。此外，當(dāng)壓力超過(guò)70大氣壓或接近體系的臨界點(diǎn)時(shí)，便無(wú)法使用此圖。 介紹一種由Lee-Kesler提出的計(jì)算烴及其混合物液體和實(shí)際氣體焓值的方法： 第一步，用所得數(shù)據(jù)，求石油餾分的假臨界溫度和假臨界壓力； 第二步，求取石油餾分的偏心因子； 第三步，計(jì)算其對(duì)比溫度和對(duì)比壓力。若該石油餾分處于氣相狀 態(tài)，或雖處于液相但其Tr0.8、Pr1.0，則直接進(jìn)行第

47、五步； 第四步，用式（3-67）計(jì)算石油餾分液相的焓值； 第五步，用式（3-67）計(jì)算石油餾分時(shí)的 T=0.8Tc 時(shí)的HL*； 第六步，用式（3-69）計(jì)算壓力對(duì)焓的影響項(xiàng)，當(dāng)Pr0.01時(shí)此步驟可以略去； 第七步，用式（3-68）計(jì)算石油餾分氣相或Tr0.8、Pr1.0液相的焓值。 上述計(jì)算方法中所涉及的臨界常數(shù)均為石油餾分的假臨界常數(shù)，同時(shí)用本法算得的焓值是以-129（-200F）下的飽和液體為基準(zhǔn)狀態(tài)的。,2020/9/23,石油加工工程,78,二、質(zhì)量熱容 1. 質(zhì)量熱容的定義 單位質(zhì)量物質(zhì)溫度升高1所吸收的熱量稱為該物質(zhì)的質(zhì)量熱容C，其單位是kJ/（kg）。 在工藝計(jì)算中，為簡(jiǎn)便起

48、見(jiàn)，常采用平均質(zhì)量熱容。即當(dāng)單位質(zhì)量物質(zhì)的溫度從 T1 改變到 T2 時(shí)，吸收的熱量為Q，則其平均質(zhì)量熱容為：,若溫度變化范圍不大，則可近似地取平均溫度（T1 +T2）/2 處的質(zhì)量熱容為平均質(zhì)量熱容。,2020/9/23,石油加工工程,79,3. 石油餾分質(zhì)量熱容的求取 石油餾分的質(zhì)量熱容可用查圖法或計(jì)算法求取。但是，相對(duì)而言，在熱平衡計(jì)算中若采用焓值則更為準(zhǔn)確。,2. 烴類的質(zhì)量熱容 實(shí)驗(yàn)測(cè)定烴類的質(zhì)量熱容時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，不論是液態(tài)還是氣態(tài)，其質(zhì)量熱容都隨溫度的升高而逐漸增大; 壓力對(duì)于液態(tài)烴類質(zhì)量熱容的影響一般可以忽略；但氣態(tài)烴類的質(zhì)量熱容隨壓力的增高而明顯增大 ; 就不同族的烴類而言，當(dāng)分

49、子量接近時(shí)，烷烴的質(zhì)量熱容最大，環(huán)烷烴的次之，芳香烴的最小 。,2020/9/23,石油加工工程,80,三、氣化熱 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)所吸收的熱量稱為氣化熱，其單位為kJ/kg。物質(zhì)的氣化熱是隨其溫度、壓力的變化而變化的，當(dāng)溫度和壓力升高時(shí)其氣化熱逐漸減小。如不特殊說(shuō)明，通常所謂的氣化熱是指在常壓沸點(diǎn)下的氣化熱。 烴類的氣化熱比水的小許多，一般在300kJ/kg左右，其數(shù)值隨分子量的增大而減小。當(dāng)分子量相近時(shí)，烷烴與環(huán)烷烴的氣化熱相差不多，而芳香烴的氣化熱稍高一些。 對(duì)于石油餾分，可查取或計(jì)算其在該條件下氣相和液相的焓值，此兩者的差值即為其氣化熱。 石油餾分的常壓氣化熱還

50、可根據(jù)其中平均沸點(diǎn)、平均相對(duì)分子質(zhì)量和相對(duì)密度三個(gè)參數(shù)中的兩個(gè)，從圖3-19中查得,2020/9/23,石油加工工程,81,四、 油品的閃點(diǎn) (flash point) 1爆炸上限和下限,石油和石油產(chǎn)品大都是易燃易爆、作為重要燃料來(lái)使用，研究其燃燒性能，對(duì)于安全使用燃料和了解燃料的使用性能均非常重要，主要用閃點(diǎn)、燃點(diǎn)和自燃點(diǎn)來(lái)描述。,2020/9/23,石油加工工程,82,在加熱油品時(shí)，隨著油品溫度的升高，油品上方空氣中的油氣濃度逐漸增大，當(dāng)用外來(lái)火源去引燃油氣混合氣時(shí)，發(fā)現(xiàn)在一定濃度范圍內(nèi)，油品上方會(huì)出現(xiàn)瞬間閃火或爆炸現(xiàn)象。 當(dāng)油氣濃度低于這一范圍，油氣不足，而高于這一范圍，則空氣不足，都不

51、能閃火爆炸，因此稱這一油氣濃度范圍為爆炸極限（燃燒極限）。其下限濃度稱為爆炸下限，上限濃度稱為爆炸上限。 在儲(chǔ)存油品時(shí)，應(yīng)使油品上方的油氣濃度在爆炸極限之外，這樣在有外來(lái)火源時(shí)，才不至于發(fā)生閃火爆炸事故。,2020/9/23,石油加工工程,83,閃點(diǎn)是指在規(guī)定條件下，加熱油品所溢出的蒸氣和空氣組成的混合物與火焰接觸時(shí)發(fā)生瞬間閃火時(shí)的最低溫度。 汽油的閃點(diǎn)是相當(dāng)于爆炸上限的油品溫度，而煤、柴油和潤(rùn)滑油等的閃點(diǎn)是相當(dāng)于爆炸下限時(shí)的油品溫度。 石油產(chǎn)品的餾程越輕，蒸汽壓越大，閃點(diǎn)越低。 閃點(diǎn)越低表明其著火危險(xiǎn)性越大。因此石油產(chǎn)品以其閃點(diǎn)作為著火危險(xiǎn)等級(jí)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。,2020/9/23,石油加工工程,

52、84,表3-20 可燃物質(zhì)在空氣中的爆炸極限,2020/9/23,石油加工工程,85,2020/9/23,石油加工工程,86,閃點(diǎn)是一個(gè)嚴(yán)格的條件性試驗(yàn)參數(shù)，實(shí)驗(yàn)時(shí)的條件不同，閃點(diǎn)也不同。輕質(zhì)油品采用閉口杯法測(cè)定（GB/T261）；重質(zhì)油品和潤(rùn)滑油采用開(kāi)口杯法（GB/T267）。同一油品的閃點(diǎn)：開(kāi)口杯 閉口杯 重質(zhì)油品中混入少量輕質(zhì)油時(shí)，閃點(diǎn)大大下降，而且開(kāi)口杯閃點(diǎn)與閉口杯閃點(diǎn)的差別也大大增大?？梢酝ㄟ^(guò)某種油品閃點(diǎn)的大小來(lái)判斷其是否摻雜了其他油品。 通過(guò)油品閃點(diǎn)的大小來(lái)確定油品儲(chǔ)存或使用時(shí)應(yīng)采用的溫度。從防火角度來(lái)看，敞開(kāi)裝油容器或傾倒油品時(shí)的溫度應(yīng)比油品的閃點(diǎn)低至少17。 混合油品的閃點(diǎn)不具備加和性，其閃點(diǎn)總是低于按可加性計(jì)算的混合油閃點(diǎn)。,2020/9/23,石油加工工程,87,二、燃點(diǎn)和自燃點(diǎn) 燃點(diǎn)：油品在規(guī)定條件下加熱到能被外部火源引燃并連續(xù)燃燒不少于5秒鐘時(shí)的最低溫度 自燃點(diǎn)：把油品預(yù)熱到很高溫度，然后使其與空氣接觸，則不需引火，油品即可能因劇烈氧化而產(chǎn)生火焰自行燃燒，能產(chǎn)生自燃的最低溫度稱為自燃點(diǎn),2020/9/23,石油加工工程,88,通過(guò)定義我們可以看到，測(cè)閃點(diǎn)與燃點(diǎn)時(shí)需外部火源引燃；而自燃點(diǎn)卻不需要，但它也有條件，就是油品在具有高溫時(shí)才會(huì)出現(xiàn)自燃。象煉廠高溫法蘭處漏油時(shí)發(fā)生的火災(zāi)就屬于油品的自燃。