石油加工概論(第一部分第3章)課件

1、石油加工概論石油加工概論（第一部分）（第一部分）張張 孔孔 遠遠15966832378159668323781350895924913508959249石油及其產(chǎn)品的理化性質(zhì)石油及其產(chǎn)品的理化性質(zhì) 評定石油和油品質(zhì)量、評定石油和油品質(zhì)量、 衡量儲運水平、控制加工衡量儲運水平、控制加工 裝置操作的重要指標(biāo)和參數(shù)，也是設(shè)計煉油裝置、裝置操作的重要指標(biāo)和參數(shù)，也是設(shè)計煉油裝置、 儲運設(shè)施和自動控制系統(tǒng)的重要依據(jù)。儲運設(shè)施和自動控制系統(tǒng)的重要依據(jù)。石油和油品的理化性質(zhì)與其化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)特石油和油品的理化性質(zhì)與其化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)特 點密切相關(guān)點密切相關(guān) 概述概述石油及其產(chǎn)品的主要理化性質(zhì)：石油及其

2、產(chǎn)品的主要理化性質(zhì)： 蒸發(fā)性質(zhì)、密度、流動性質(zhì)、蒸發(fā)性質(zhì)、密度、流動性質(zhì)、 燃燒性質(zhì)、熱性質(zhì)、燃燒性質(zhì)、熱性質(zhì)、 表面性質(zhì)、溶解度、表面性質(zhì)、溶解度、 光和導(dǎo)電性質(zhì)等光和導(dǎo)電性質(zhì)等 條件試驗：條件試驗： 在嚴(yán)格規(guī)定的儀器、方法和條件下進行的試驗，改在嚴(yán)格規(guī)定的儀器、方法和條件下進行的試驗，改 變某一條件，將會得到不同的測定結(jié)果變某一條件，將會得到不同的測定結(jié)果石油產(chǎn)品試驗方法石油產(chǎn)品試驗方法: : 國際標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)(ISO)(ISO)；國家標(biāo)準(zhǔn)（；國家標(biāo)準(zhǔn)（GBGB） 中國石油和石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（中國石油和石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（SHSH） 國家軍用標(biāo)準(zhǔn)（國家軍用標(biāo)準(zhǔn)（GJBGJB）; ; 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

3、（企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（QBQB）；）； ASTMASTM標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)（ASTMASTM）: : American Society for Testing and MaterialsAmerican Society for Testing and Materials 蒸發(fā)性質(zhì)蒸發(fā)性質(zhì)蒸氣壓：蒸氣壓： 在一定溫度下，物質(zhì)的液相與其上方的氣相呈平衡在一定溫度下，物質(zhì)的液相與其上方的氣相呈平衡狀態(tài)時的氣相壓力，稱為飽和蒸氣壓，簡稱蒸氣壓。狀態(tài)時的氣相壓力，稱為飽和蒸氣壓，簡稱蒸氣壓。顯然，顯然，蒸氣壓反映了液體在一定溫度下蒸發(fā)和氣化的蒸氣壓反映了液體在一定溫度下蒸發(fā)和氣化的能力。能力。雷德（雷德（Reid)Rei

4、d)蒸氣壓：蒸氣壓：在規(guī)定條件（在規(guī)定條件（37.837.80.10.1、氣、氣相體積與液相體積之比為相體積與液相體積之比為4 4：1 1）下測定的。）下測定的。真實蒸氣壓：真實蒸氣壓：汽化率為零時的蒸氣壓。汽化率為零時的蒸氣壓。沸點沸點: :在一定的外壓下，加熱某物質(zhì)到一定溫度時，其飽在一定的外壓下，加熱某物質(zhì)到一定溫度時，其飽和蒸氣壓等于外界壓力，此時液體就會沸騰，此溫和蒸氣壓等于外界壓力，此時液體就會沸騰，此溫度點稱為沸點。度點稱為沸點。純化合物的沸點純化合物的沸點 石油及其餾分：石油及其餾分：初餾點初餾點、10%10%點、點、30%.90%30%.90%、 干點（干點（或終餾點或終餾點

5、）干點干點: : 蒸餾瓶中最低點的最后一滴液體氣化的一瞬間所蒸餾瓶中最低點的最后一滴液體氣化的一瞬間所 觀察到的溫度計讀數(shù)。觀察到的溫度計讀數(shù)。終餾點：終餾點： 全部液體從蒸餾瓶底部蒸發(fā)后，所觀察到溫度計全部液體從蒸餾瓶底部蒸發(fā)后，所觀察到溫度計 的最高讀數(shù)。的最高讀數(shù)。餾餾 程：程：從從初餾點到干點（或終餾點初餾點到干點（或終餾點）的溫度范）的溫度范 圍稱為餾程。圍稱為餾程。餾餾 分：分：在餾程范圍內(nèi)蒸出的部分叫餾分。在餾程范圍內(nèi)蒸出的部分叫餾分。 實沸點蒸餾與恩氏蒸餾實沸點蒸餾與恩氏蒸餾大多數(shù)液體燃料規(guī)格中，只要求測定其具有代表性大多數(shù)液體燃料規(guī)格中，只要求測定其具有代表性的初餾點、的初餾

6、點、10%10%、5050和和9090的餾出溫度及干點。的餾出溫度及干點。主要油品的餾程主要油品的餾程 汽油的餾程汽油的餾程 4040200200， 輕柴油的餾程輕柴油的餾程 200200350350， 潤滑油的餾程潤滑油的餾程350350520520。餾程的數(shù)據(jù)基本能反映油品組分輕重的相對含量餾程的數(shù)據(jù)基本能反映油品組分輕重的相對含量，所以在原油評價中常用。所以在原油評價中常用。平均沸點平均沸點 體積平均沸點體積平均沸點 tv= ttv= t1010+t+t3030+t+t5050+t+t7070+t+t9090/5/5 重量平均沸點重量平均沸點 t tw w=w wi it ti i 分子

7、平均沸點分子平均沸點 t tm m =x xi it ti i 立方平均沸點立方平均沸點 t tcucu=(=(v vi it ti i1/31/3) )3 3 中平均沸點中平均沸點 t tmeme= (t= (tm m + t + tcucu)/2)/2 密度、相對密度、特性因數(shù)和平均分子質(zhì)量密度、相對密度、特性因數(shù)和平均分子質(zhì)量密度密度在規(guī)定溫度下，單位體積內(nèi)所含物質(zhì)的質(zhì)量在規(guī)定溫度下，單位體積內(nèi)所含物質(zhì)的質(zhì)量 國標(biāo)國標(biāo)GB/T1884-3GB/T1884-3油品密度與規(guī)定溫度下水密度之比稱為油品的相油品密度與規(guī)定溫度下水密度之比稱為油品的相 對密度。對密度。6.156.15420420,

8、dddtt密度的測定方法密度的測定方法 密度計密度計: :簡單易行、準(zhǔn)確度略差簡單易行、準(zhǔn)確度略差 比重瓶法：比重瓶法：準(zhǔn)確度較高準(zhǔn)確度較高 混合法：混合法：準(zhǔn)確度差準(zhǔn)確度差比重指數(shù)：比重指數(shù)：液體的相對密度。液體的相對密度。 5.1315.1416.156.15dAPIo第第1212屆世界石油會議規(guī)定對原油的分類：屆世界石油會議規(guī)定對原油的分類：q APIAPI度度31.131.1的原油為輕質(zhì)原油；的原油為輕質(zhì)原油；q APIAPI度在度在31.131.122.322.3之間之間，為中質(zhì)原油；，為中質(zhì)原油；q APIAPI度在度在22.322.310.010.0之間之間，為重質(zhì)原油；，為重質(zhì)

9、原油；q APIAPI度度10.0 環(huán)烷烴環(huán)烷烴 烯烴烯烴 烷烴烷烴 如在如在2020時：苯時：苯0.87740.8774；環(huán)己烷；環(huán)己烷0.77800.7780； 正己烷正己烷 0.65720.6572， 分子環(huán)數(shù)越多，密度越大；分子環(huán)數(shù)越多，密度越大； 與與原油基屬原油基屬有關(guān)，不同原油的相同沸程的餾分：有關(guān)，不同原油的相同沸程的餾分： 環(huán)烷基環(huán)烷基 中間基中間基 石蠟基石蠟基 對同一種原油，隨餾分沸程升高，密度逐漸增大對同一種原油，隨餾分沸程升高，密度逐漸增大 與溫度、壓力的關(guān)系與溫度、壓力的關(guān)系 同一油品，溫度上升，相對密度減小同一油品，溫度上升，相對密度減小 在一定壓力范圍內(nèi)，壓力升

10、高，對油品相對在一定壓力范圍內(nèi)，壓力升高，對油品相對密度的影響可以忽略，只有當(dāng)壓力極大密度的影響可以忽略，只有當(dāng)壓力極大( (幾十幾十兆帕兆帕) )時，才考慮壓力對相對密度的影響時，才考慮壓力對相對密度的影響 )20(2044tddt油品的混合密度油品的混合密度 屬性相近油品混合，混合密度可近似按可加性計算屬性相近油品混合，混合密度可近似按可加性計算niiiiniiwv111混 屬性相差很大的兩類組分屬性相差很大的兩類組分( (如烷烴和芳香烴如烷烴和芳香烴) )混合混合時，時， 體積可能增大體積可能增大 密度相差懸殊的兩個組分密度相差懸殊的兩個組分( (如重油和輕烴如重油和輕烴) )混合時，混

11、合時，體積可能收縮體積可能收縮 特性因數(shù)特性因數(shù)在研究各族烴類性質(zhì)時在研究各族烴類性質(zhì)時, ,發(fā)現(xiàn)絕對溫度表示的烴類沸發(fā)現(xiàn)絕對溫度表示的烴類沸點與相對密度呈直線關(guān)系。不同族烴類直線不同。點與相對密度呈直線關(guān)系。不同族烴類直線不同。反映石油或石油餾分化學(xué)組成特性的一種特性數(shù)據(jù)。反映石油或石油餾分化學(xué)組成特性的一種特性數(shù)據(jù)。6.156.153/1216.1dTK TT一般為中平均沸點一般為中平均沸點芳烴多的油品，芳烴多的油品， K K值值=9.70-11.0=9.70-11.0含環(huán)烷烴多的油品，含環(huán)烷烴多的油品， K K值值=11.0-12.0=11.0-12.0含烷烴多的油品，含烷烴多的油品，

12、K K值值=12.0-13.0=12.0-13.0 特性因數(shù)對于了解特性因數(shù)對于了解原油的分類原油的分類和和確定原油的加工方案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油品的化學(xué)組成及油品的其它特性是十分有用的。是十分有用的。平均分子質(zhì)量平均分子質(zhì)量石油餾分的相對分子質(zhì)量是其各組分相對分子質(zhì)量石油餾分的相對分子質(zhì)量是其各組分相對分子質(zhì)量 的平均值。的平均值。niiinMnM1niiinMwM1數(shù)均相對分子質(zhì)量數(shù)均相對分子質(zhì)量重均相對分子質(zhì)量重均相對分子質(zhì)量TKTKTTM20256222. 010329. 12332. 0295. 25 .184）（壽德清壽德清向正為關(guān)系式向正為關(guān)系式

13、石油餾分隨沸點的升高而平均分子量增大。石油餾分隨沸點的升高而平均分子量增大。 汽汽 油油 100-120 100-120 煤煤 油油 180-200180-200 輕柴油輕柴油 210-240 210-240 輕質(zhì)潤滑油輕質(zhì)潤滑油 300-380300-380 重質(zhì)潤滑油重質(zhì)潤滑油 370-470370-470油品的流動性油品的流動性粘粘 度度: :表示液體流動時，分子間因摩擦而產(chǎn)生阻力的大小。表示液體流動時，分子間因摩擦而產(chǎn)生阻力的大小。是噴氣燃料、柴油、重油和潤滑油的重要質(zhì)量指標(biāo)是噴氣燃料、柴油、重油和潤滑油的重要質(zhì)量指標(biāo)。對潤滑油的質(zhì)量分級和油品輸送時的流量和壓降影對潤滑油的質(zhì)量分級和油

14、品輸送時的流量和壓降影響大響大動力粘度（絕對粘度）動力粘度（絕對粘度）液體在一定剪切力下流動時內(nèi)摩擦力的量度。液體在一定剪切力下流動時內(nèi)摩擦力的量度。運動粘度：運動粘度：在相同的溫度下，動力粘度與密度的比值。采用毛在相同的溫度下，動力粘度與密度的比值。采用毛細管粘度計測定細管粘度計測定恩氏粘度：恩氏粘度：在規(guī)定條件下，被測定油品從特定儀在規(guī)定條件下，被測定油品從特定儀器中流出器中流出200ml200ml所需時間（所需時間（S S）與）與2020時流出時流出200ml200ml蒸蒸餾水所需時間（餾水所需時間（S S）的比值。）的比值。賽氏粘度賽氏粘度: :(60ml); (60ml); 雷氏年度

15、雷氏年度: : (50ml) (50ml)油品的粘溫性：油品的粘溫性： 油品粘度隨溫度變化的性質(zhì)，稱為油品的粘溫性油品粘度隨溫度變化的性質(zhì)，稱為油品的粘溫性粘度比：粘度比： 5050與與100100運動粘度的比值。運動粘度的比值。粘度與溫度的關(guān)系：粘度與溫度的關(guān)系： 溫度升高，液體粘度降低，油蒸氣的粘度升高。溫度升高，液體粘度降低，油蒸氣的粘度升高。粘度與餾分密度的關(guān)系：粘度與餾分密度的關(guān)系： 餾分愈重、沸點愈高，密度大，粘度越大。餾分愈重、沸點愈高，密度大，粘度越大。粘度與化學(xué)組成的關(guān)系：粘度與化學(xué)組成的關(guān)系： 同一系列的化合物，相對分子量越大，粘度越大；同一系列的化合物，相對分子量越大，粘

16、度越大； 相對分子量相近時，烷烴含量高的餾分粘度小，環(huán)相對分子量相近時，烷烴含量高的餾分粘度小，環(huán) 狀烴含量高的餾分粘度大。當(dāng)烴類分子中環(huán)數(shù)相同狀烴含量高的餾分粘度大。當(dāng)烴類分子中環(huán)數(shù)相同 時，側(cè)鏈越長粘度越大。時，側(cè)鏈越長粘度越大。粘溫性與化學(xué)組成的關(guān)系：粘溫性與化學(xué)組成的關(guān)系： 正構(gòu)烷烴粘溫性最好正構(gòu)烷烴粘溫性最好 環(huán)狀烴粘溫性較差環(huán)狀烴粘溫性較差 多環(huán)短側(cè)鏈環(huán)狀烴最差多環(huán)短側(cè)鏈環(huán)狀烴最差 油品的低溫性油品的低溫性 濁點濁點 結(jié)晶點結(jié)晶點 冰點冰點 凝點凝點 傾點傾點 冷濾點冷濾點 軟化點軟化點 熔點熔點 滴點滴點 濁濁 點：點：油品在規(guī)定的條件下降溫，因出現(xiàn)結(jié)晶使原油品在規(guī)定的條件下降溫

17、，因出現(xiàn)結(jié)晶使原 本清澈的液態(tài)油品出現(xiàn)霧狀或混濁的最高溫本清澈的液態(tài)油品出現(xiàn)霧狀或混濁的最高溫 度。度。 是煤油的重要指標(biāo)。是煤油的重要指標(biāo)。結(jié)晶點：結(jié)晶點：油品在規(guī)定的條件下降溫，出現(xiàn)肉眼可分辨油品在規(guī)定的條件下降溫，出現(xiàn)肉眼可分辨 結(jié)晶時的最高溫度。在結(jié)晶點時仍處在可流結(jié)晶時的最高溫度。在結(jié)晶點時仍處在可流 動狀態(tài)。動狀態(tài)。是航空汽油和噴氣燃料的重要指標(biāo)。是航空汽油和噴氣燃料的重要指標(biāo)。冰冰 點：點：油品在規(guī)定的條件下冷卻出現(xiàn)結(jié)晶后，再使油品在規(guī)定的條件下冷卻出現(xiàn)結(jié)晶后，再使 其升溫至原來生成的結(jié)晶消失時的最低溫度。其升溫至原來生成的結(jié)晶消失時的最低溫度。 同一油品的冰點比結(jié)晶點高同一油品

18、的冰點比結(jié)晶點高1-31-3。 是航空汽油和噴氣燃料的重要指標(biāo)。是航空汽油和噴氣燃料的重要指標(biāo)。傾傾 點：點：油品從規(guī)定的儀器中流出的最低溫度。油品從規(guī)定的儀器中流出的最低溫度。 是柴油、潤滑油和燃料油的重要指標(biāo)。是柴油、潤滑油和燃料油的重要指標(biāo)。冷濾點：冷濾點：在規(guī)定的壓力和冷卻速度下，測定在規(guī)定的壓力和冷卻速度下，測定20ml20ml油品油品 開始不能通過開始不能通過363363目目/in/in2 2過濾網(wǎng)的最高溫度。過濾網(wǎng)的最高溫度。 是柴油、潤滑油和燃料油的重要指標(biāo)。是柴油、潤滑油和燃料油的重要指標(biāo)。凝凝 點：點：在嚴(yán)格規(guī)定的儀器和操作條件下，油品剛剛在嚴(yán)格規(guī)定的儀器和操作條件下，油品

19、剛剛 失去流動性的最高溫度。失去流動性的最高溫度。 是柴油、潤滑油和燃料油的重要指標(biāo)。是柴油、潤滑油和燃料油的重要指標(biāo)。熔熔 點：點：在規(guī)定條件下測定已熔解樣品的冷卻曲線，在規(guī)定條件下測定已熔解樣品的冷卻曲線， 以冷卻曲線中溫降最小的一段曲線的起始溫以冷卻曲線中溫降最小的一段曲線的起始溫 度作為試樣的熔點。度作為試樣的熔點。( (石蠟石蠟 地蠟地蠟) )滴滴 點：點：在規(guī)定條件下加熱試樣，試樣由儀器在規(guī)定條件下加熱試樣，試樣由儀器小孔滴小孔滴 出第一滴的溫度出第一滴的溫度( (潤滑脂潤滑脂 凡士林凡士林) )軟化點：軟化點：將規(guī)定尺寸和質(zhì)量的鋼球放在預(yù)先裝好瀝青將規(guī)定尺寸和質(zhì)量的鋼球放在預(yù)先裝

20、好瀝青 試樣的銅環(huán)上，然后放入水浴，加熱水浴至試樣的銅環(huán)上，然后放入水浴，加熱水浴至 小球靠自身重量穿過軟化了的瀝青落下，此小球靠自身重量穿過軟化了的瀝青落下，此 時的溫度即軟化點。時的溫度即軟化點。 油品的燃燒性能油品的燃燒性能閃點：閃點：指油品在規(guī)定條件下加熱，油蒸汽與空指油品在規(guī)定條件下加熱，油蒸汽與空 氣形成的混合氣，在有火焰接觸時，能發(fā)氣形成的混合氣，在有火焰接觸時，能發(fā) 生閃火現(xiàn)象的最低溫度。一閃即滅。生閃火現(xiàn)象的最低溫度。一閃即滅。開口閃點開口閃點（重油、潤滑油）（重油、潤滑油） 閉口閃點閉口閃點（輕油）（輕油）油品閃點與沸點有關(guān)，沸點越低，閃點越低，安全油品閃點與沸點有關(guān)，沸點

21、越低，閃點越低，安全性越差性越差石油產(chǎn)品以其閃點作為失火危險等級的分級標(biāo)準(zhǔn)石油產(chǎn)品以其閃點作為失火危險等級的分級標(biāo)準(zhǔn)油品名稱閃點失火危險等級備注溶劑油、汽油、苯煤油柴油、重油潤滑油、潤滑脂2828-4545-1251201級2級3級4級易燃石油產(chǎn)品易燃石油產(chǎn)品可燃石油產(chǎn)品可燃石油產(chǎn)品燃燃 點：點： 指油品在規(guī)定條件下加熱，當(dāng)火焰靠近油品表面指油品在規(guī)定條件下加熱，當(dāng)火焰靠近油品表面的油氣和空氣混合物時發(fā)生閃火并能持續(xù)燃燒至少的油氣和空氣混合物時發(fā)生閃火并能持續(xù)燃燒至少5 5秒以上的最低溫度。秒以上的最低溫度。（一般比開口杯閃點高（一般比開口杯閃點高20-6020-60）自燃點：自燃點： 指油品

22、在無外界火源的情況下，由于空氣的劇烈指油品在無外界火源的情況下，由于空氣的劇烈氧化而導(dǎo)致自行燃燒的最低溫度。氧化而導(dǎo)致自行燃燒的最低溫度。閃點和燃點與烴類的蒸發(fā)性能有關(guān)閃點和燃點與烴類的蒸發(fā)性能有關(guān)，自燃點與其氧化性能有關(guān)自燃點與其氧化性能有關(guān)油品沸程升高，閃點和燃點升高，油品沸程升高，閃點和燃點升高， 自燃點降低自燃點降低油品的折射率、導(dǎo)電性、酸度油品的折射率、導(dǎo)電性、酸度/ /酸值、硫含量酸值、硫含量油品的折射率：油品的折射率： 光在真空中的傳播速度與在物質(zhì)中的傳播速度光在真空中的傳播速度與在物質(zhì)中的傳播速度 之比?？諝夂捅豢諝怙柡偷奈镔|(zhì)之比。與波長、之比?？諝夂捅豢諝怙柡偷奈镔|(zhì)之比。與波長、 油品的化學(xué)組成、密度、壓力和溫度有關(guān)。油品的化學(xué)組成、密度、壓力和溫度有關(guān)。導(dǎo)電性：導(dǎo)電性： 航空汽油和噴氣燃料加抗靜電劑航空汽油和噴氣燃料加抗靜電劑酸度酸度/ /酸值：酸值：表示油品中酸性物質(zhì)含量的指標(biāo)。表示油品中酸性物質(zhì)含量的指標(biāo)。 酸度酸度-mgKO