第二章石油物性和分類new2

第二章石油及油品的物理性質(zhì)意義:油品質(zhì)量的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)；加工過程的控制參數(shù)；工藝設(shè)計(jì)的依據(jù)。特點(diǎn)：是組成中各種化合物性質(zhì)的綜合表現(xiàn)，與化學(xué)組成密切相關(guān)；性質(zhì)多通過條件性實(shí)驗(yàn)測(cè)定；廣泛使用經(jīng)驗(yàn)圖表和關(guān)聯(lián)式。1.蒸汽壓蒸汽壓是在某一溫度下一種物質(zhì)的液相與其上方的氣相呈平衡狀態(tài)時(shí)的壓力，也稱飽和蒸汽壓。蒸汽壓反映了油品蒸發(fā)和汽化的能力，是油品重要的物性數(shù)據(jù)和質(zhì)量指標(biāo)。第一節(jié)蒸汽壓、沸程和平均沸點(diǎn)1.1純烴的蒸汽壓取決于烴的本性，同一族烴類，同一溫度下，相對(duì)分子量較大的烴類蒸汽壓較小。就某一種純烴而言，其蒸汽壓隨溫度的升高而增大。1.2烴類混合物及石油餾分的蒸汽壓體系壓力不高，對(duì)于組分簡單的烴類混合物烴類混合物，在一定溫度下，只有其氣相、液相或整體組成一定，其蒸汽壓才是定值。對(duì)于石油餾分，由于組成難以確定，不能用上式計(jì)算；對(duì)于沸程窄的餾分，可通過K和平均沸點(diǎn)求定。2沸程

2.1純物質(zhì)沸點(diǎn)對(duì)于液態(tài)純物質(zhì)，其飽和蒸汽壓等于外壓時(shí)的溫度，稱為該液體在該外壓下的沸點(diǎn)。2.2混合物的沸程當(dāng)液體為混合物時(shí)，在一定外壓下其沸騰溫度并不是恒定的，隨著氣化過程中液相里較重組分的不斷富集，其沸點(diǎn)會(huì)逐漸升高；對(duì)于石油餾分這類組成復(fù)雜的混合物，一般常用沸點(diǎn)范圍來表征其蒸發(fā)和氣化性能，沸點(diǎn)范圍又稱沸程（餾程）。相同碳數(shù)烴類及非烴化合物與碳數(shù)的沸點(diǎn)為含氮芳香化合物>芳烴>環(huán)烷烴>正構(gòu)烷烴但對(duì)于石油復(fù)雜混合物，其沸點(diǎn)有不同的表示法，在實(shí)際應(yīng)用中用途不同石油餾分的餾程是生產(chǎn)控制和工藝計(jì)算的重要數(shù)據(jù)；條件性試驗(yàn)，蒸餾設(shè)備不同，測(cè)定結(jié)果不同；常用ASTM蒸餾(AmericanSocietyforTestingMaterials,美國材料試驗(yàn)學(xué)會(huì))或恩氏(Engler)蒸餾，GB6536-86。3、石油餾分的餾程測(cè)定初餾點(diǎn)：餾出第一滴冷凝液時(shí)的氣相溫度稱為初餾點(diǎn)；10％餾出溫度：餾出液達(dá)10ml時(shí)的氣相溫度；20％～90％餾出溫度；干點(diǎn)（終餾點(diǎn)）：當(dāng)氣相溫度升高到一定數(shù)值后，它就不再上升，反而回落，這個(gè)最高的氣相溫度稱為干點(diǎn)或終餾點(diǎn)；恩式蒸餾曲線：以氣相餾出溫度為縱坐標(biāo)，餾出體積百分?jǐn)?shù)為橫坐標(biāo)；曲線的10％～90％一段近似為直線，可以計(jì)算恩式蒸餾曲線斜率：該斜率表示油品餾程的寬窄，斜率越大，餾程越寬；蒸餾時(shí)液相溫度要低于350℃，以免油品分解；較重的餾分需在減壓下蒸餾，然后換算到常壓下；恩式蒸餾屬漸次汽化，無精餾作用，餾出的仍然是混合物；恩式餾程能粗略輕重組分的相對(duì)含量，是嚴(yán)格的條件試驗(yàn)。4.平均沸點(diǎn)為簡化起見，常用平均沸點(diǎn)表征其氣化性能。體積平均沸點(diǎn)（℃）質(zhì)量平均沸點(diǎn)（℃）立方平均沸點(diǎn)（K）

實(shí)分子平均沸點(diǎn)（℃）中平均沸點(diǎn)（℃）只有tv可由餾程直接測(cè)定，其它由tv與s查圖求定；可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式換算；上述五種平均沸點(diǎn)使用時(shí)要注明；沸程<30℃，可以近似認(rèn)為相等。第二節(jié)密度、相對(duì)密度和平均分子量1、密度和相對(duì)密度1.1幾個(gè)定義密度：物質(zhì)的質(zhì)量與其條件的比值，g/cm3,kg/m3,要注明溫度。標(biāo)準(zhǔn)密度：20℃的密度。相對(duì)密度：與規(guī)定溫度下水的密度之比，如比重指數(shù)API。1.2油品密度與溫度、壓力的關(guān)系溫度升高，體積膨脹，密度下降；

γ：0.0006～0.0010/℃通常壓力下，對(duì)密度的影響可以忽略，只有在極高壓力下才考慮。1.3密度與化學(xué)組成的關(guān)系各族烴類的相對(duì)密度是有差別的烴類Ｃ６Ｃ７Ｃ８Ｃ９Ｃ１０正構(gòu)烷烴0.65940.68370.70250.71610.7300正構(gòu)α－烯烴0.67320.69700.71490.72920.7408正烷基環(huán)己烷0.77850.76940.78790.79360.7992正烷基苯0.87890.86700.86700.86200.8601石油餾分的相對(duì)密度原油及其餾分的相對(duì)密度的一般范圍油品相對(duì)密度，d204油品相對(duì)密度，d204原油0.8～1.0輕柴油0.82～0.87汽油0.74～0.77減壓餾分0.85～0.94航空煤油0.78～0.83減壓渣油0.92～1.00不同原油各餾分的相對(duì)密度沸點(diǎn)范圍，℃大慶原油勝利原油孤島原油羊三木原油初餾～2000.74320.7446-0.7650200～2500.80390.82040.86250.8630250～3000.81670.82700.88040.8900300～3500.82830.83500.89940.9100350～4000.83680.86060.91490.9320400～4500.85740.88740.93490.9433450～5000.87230.90670.93900.9483>5000.92210.96981.00200.9820原油0.85540.90050.94950.9492原油基屬石蠟基中間基環(huán)烷－中間基環(huán)烷基1.4密度的測(cè)定方法密度計(jì)法，GB1884-83比重瓶法，GB2540-812.平均分子量由于石油極其產(chǎn)品都是復(fù)雜的混合物，而所含化合物的分子量是各不相同的，范圍往往很寬，所以只能用平均分子量來加以表征。2.1數(shù)均分子量應(yīng)用最廣泛的一種平均分子量，它是根據(jù)溶液的依數(shù)性來測(cè)定的。

2.2重均分子量在石油上應(yīng)用較少，用光散射等方法測(cè)定。

對(duì)同一個(gè)混合體系，兩者是不相等的，這是由于混合物中低分子量部分對(duì)較大，而主要受其中高分子量部分的影響；一般而言，>,/的比值（多分散系數(shù)）>1，可以表征該體系的多分散程度，體系中分子量范圍越寬，比值越大。2.3、數(shù)均分子量的測(cè)定方法冰點(diǎn)下降法，適用于輕餾分(<350℃)蒸氣壓滲透法(VPO法)，只能測(cè)定沸點(diǎn)350℃以上的樣品，分子量上限35000。經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)方法（1）冰點(diǎn)下降法輕餾分(<350℃)(2)沸點(diǎn)升高法(3)蒸氣壓滲透法(VapourPressureOsmometry,簡稱VPO法)實(shí)際上并不涉及滲透或滲透壓，而是蒸氣壓平衡法，原理與沸點(diǎn)升高法相似，同樣根據(jù)稀溶液的依數(shù)性，只是它并不在沸騰的狀態(tài)，而是在低于其沸點(diǎn)的情況下測(cè)定的。只能測(cè)定沸點(diǎn)350以上的樣品，分子量上限35000。2.4石油餾分的數(shù)均分子量幾種原油餾分的相對(duì)分子量分布沸點(diǎn)范圍，℃大慶原油勝利原油歡喜嶺原油200～250193180185250～300240205190300～350270244234350～400323298273400～450392374337450～500461414362＞500112010801030原油基屬石蠟基中間基環(huán)烷基石油各餾分的平均相對(duì)分子質(zhì)量餾分沸點(diǎn)范圍，℃碳數(shù)范圍平均碳數(shù)分子量汽油餾分＜2005～118100～120輕柴油餾分200～35011～2016220～240減壓餾分350～50020～3530370～400減壓渣油＞500＞3570900～1100第三節(jié)油品的粘度

1.粘度的定義粘度是用來表示流體運(yùn)動(dòng)時(shí)分子間摩擦阻力大小的指標(biāo)。1.1絕對(duì)粘度（η，μ）

又稱動(dòng)力粘度，由牛頓剪切定律得出：FAF-相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩流層間的內(nèi)摩擦力（剪切力），NA－兩流層間的接觸面積，m2dν–相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，m/sdl-兩流層間距，mη–流層內(nèi)摩擦系數(shù)，即絕對(duì)粘度，Pa.s單位：泊（p），厘泊（cp),Pa.s1Pa.s=1000cp=10p2、運(yùn)動(dòng)粘度（ν）

石油產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中常用。單位：斯汑（st），厘斯（cst),mm2/s1cst=1mm2/s3、條件粘度在一定溫度下，在一定儀器中，使一定體積的油品流出，以其流出時(shí)間與同體積的水流出時(shí)間之比，作為粘度值。恩式粘度（EnglerViscosity）

油品從恩式粘度計(jì)流出200ml的時(shí)間與同體積的水在20℃流出的時(shí)間之比。源于德國，我國燃料油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。賽式粘度（SayboltViscosity）

它是以60ml油品從賽式粘度計(jì)中流出時(shí)間（s）作為指標(biāo)。具體有賽式通用粘度（SUS）、賽式重油粘度（SFS）。雷式粘度（RedwoodViscosity）

它是以50ml油品從雷式粘度計(jì)中流出時(shí)間（s）作為指標(biāo)。這幾種粘度之間的近似數(shù)值關(guān)系為：運(yùn)動(dòng)粘度（mm2/s）1恩式粘度（E）0.132賽式通用粘度（SUS）4.62雷式粘度（RIS）4.052粘度的測(cè)定方法2.1毛細(xì)管粘度計(jì)用來測(cè)定牛頓體系的運(yùn)動(dòng)粘度，GB625。油品在層流狀態(tài)時(shí)符合下列關(guān)系：Q/t－單位時(shí)間內(nèi)的體積流量；ΔP－兩端壓差，與密度成正比；R－毛細(xì)管半徑；l－毛細(xì)管長度；η－流體的絕對(duì)粘度；c－粘度計(jì)常數(shù)2、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)量非牛頓流體的粘度或流變性。3粘度與化學(xué)組成的關(guān)系粘度既然反映液體內(nèi)部分子間的摩擦力，必然與分子的大小、結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。對(duì)于同一系列的烴類，化合物的分子量越大，粘度越大；分子量相近時(shí)，環(huán)狀分子的粘度大于鏈狀分子，環(huán)數(shù)越多，粘度越大；有“環(huán)狀結(jié)構(gòu)是粘度載體”的說法；分子中環(huán)數(shù)相同，側(cè)鏈越長，則其粘度越大。4.1粘度－溫度關(guān)系的表示方法（1）粘度指數(shù)（ViscosityIndex,VI)H油：粘溫性質(zhì)良好的賓夕法尼亞原油，所有窄餾分的粘度指數(shù)人為地規(guī)定為100；

L油：粘溫性質(zhì)不好的得克薩斯海灣沿岸原油，所有窄餾分的粘度指數(shù)人為地規(guī)定為0；4.油品粘度與溫度的關(guān)系VI：0～100時(shí)VI≥100時(shí)四、粘度與溫度的關(guān)系

U－試樣在40℃條件下的運(yùn)動(dòng)粘度，mm2/s；H－與試樣100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度相同，粘度指數(shù)為100的H油在40℃條件下的運(yùn)動(dòng)粘度，mm2/s；L－與試樣100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度相同，粘度指數(shù)為0的L油在40℃條件下的運(yùn)動(dòng)粘度，mm2/s；Y－試樣在100℃條件下的運(yùn)動(dòng)粘度，mm2/s。4.2油品粘度與溫度的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式

T－絕對(duì)溫度，Ka,b,m－經(jīng)驗(yàn)常數(shù)

（2）粘度比

通常指50℃下的運(yùn)動(dòng)粘度與其100℃下運(yùn)動(dòng)粘度之比，即ν50℃/ν100℃3、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，分支程度越大，粘溫性質(zhì)越差；環(huán)狀烴（環(huán)烷烴、芳香烴）比鏈烴差，環(huán)數(shù)越多，粘溫性質(zhì)越差；環(huán)數(shù)相同時(shí)，側(cè)鏈越長，粘溫性質(zhì)越好。

5.石油餾分的粘度和粘溫性質(zhì)沸程升高，粘度增加；沸程相同，石蠟基<中間基<環(huán)烷基；粘溫性質(zhì)，石蠟基>中間基>環(huán)烷基。石油減壓餾分的粘度比和粘度指數(shù)原油沸程℃ν50mm2/sν100mm2/s粘度比ν50/ν100粘度指數(shù)大慶（石蠟基）350~400400~450450~5006.9115.82-2.664.658.092.603.40-200140-新疆（中間基）350~400400~450450~50013.0039.74128.83.707.4516.203.515.337.96807060孤島（環(huán)烷－中間基）350~400400~450450~50016.03102.0219.33.9912.1519.224.028.4011.4140120羊三木（環(huán)烷基）350~400400~450450~50023.27146.3356.94.7213.6623.274.9310.7115.270-35<-100輕脫油的萃取壓力、累計(jì)收率、粘度及粘度比

重脫油的萃取壓力、累計(jì)收率、粘度及粘度比

克拉瑪依輕脫油平均切割成五個(gè)餾分各餾分之間粘溫性接近粘度存在較大差異，隨累計(jì)收率的提高而增大克拉瑪依重脫油切割成四個(gè)餾分其粘度隨累計(jì)收率的提高而大幅增加粘溫性逐漸變差

第四節(jié)油品的熱性質(zhì)石油加工過程中，石油餾分的溫度、壓力和相態(tài)都可能發(fā)生變化，并伴有熱效應(yīng)。要計(jì)算熱效應(yīng)，必須知道焓值、質(zhì)量熱容、氣化潛熱等熱性質(zhì)；另外，熱性質(zhì)還可用來關(guān)聯(lián)石油餾分的其它物性參數(shù)。一、焓1、定義焓又稱熱函，是體系的熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)之一，用H表示：H=U+PV焓的量綱與能量相同；焓是體系的單值函數(shù)，其增量僅決定于體系的始末狀態(tài)，與變化的途徑無關(guān)；焓是體系的容量性質(zhì)；焓的絕對(duì)值無法測(cè)定，只能測(cè)定其變化值；人為規(guī)定某個(gè)狀態(tài)下的焓值為零，稱該狀態(tài)為基準(zhǔn)態(tài)，可將體系從基準(zhǔn)狀態(tài)變化到指定狀態(tài)時(shí)所發(fā)生的焓變稱為該體系在指定狀態(tài)下的焓值；基準(zhǔn)態(tài)：1大氣壓，0℃。2、石油餾分的焓值石油餾分的焓值是溫度、壓力及其它性質(zhì)的函數(shù)。同一溫度下，密度小、K值大的油品焓值高；烷烴的焓值高于芳香烴；輕餾分的焓值高于重餾分的；壓力對(duì)氣相餾分的影響較大，壓力高時(shí)需要校正；低壓下（Pr<1），壓力對(duì)液相餾分的影響可以忽略。

二、質(zhì)量熱容1、定義單位質(zhì)量的物質(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，單位是kJ/kg.℃。C與溫度有關(guān)，也與P、V的變化有關(guān)；等容質(zhì)量熱容等壓質(zhì)量熱容2、烴類的質(zhì)量熱容不論氣體、液體，溫度升高，C變大；壓力對(duì)液態(tài)烴的C影響可以忽略；氣態(tài)烴，壓力升高，C增加；液態(tài)烴的C值小于水的C，如液態(tài)烴在25℃下范圍是：1.6～3.0kJ/kg.℃，水為4.2kJ/kg.℃；分子量接近，烷烴>環(huán)烷烴>芳香烴三、氣化熱1、定義單位質(zhì)量的物質(zhì)在一定溫度下由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)時(shí)所吸收的熱量稱為氣化熱，單位是kJ/kg。氣化熱隨溫度、壓力而變化，溫度、壓力升高，氣化熱變??；通常所說的氣化熱是常壓下的氣化熱。2、烴類的氣化熱烴類的氣化熱比水小許多，約為～300

kJ/kg，而水為2250kJ/kg；烴類分子量增大，氣化熱降低；烴類分子量相近時(shí)，烷烴＝環(huán)烷烴<芳香烴第五節(jié)表面張力、折光率和溶解度一、表面張力1、定義液體表面分子不同于其內(nèi)部分子，表面分子受上方氣相分子的引力遠(yuǎn)小于受下方液體分子的引力，這種內(nèi)向引力使液體有盡量縮小其表面積的傾向。表面張力定義為液體表面相鄰兩部分單位長度上的相互牽引力，其方向與液面相切且與分界線垂直，單位為N/m，用δ表示。2、烴類的表面張力烴類表面張力，１０—３Ｎ／ｍ20℃40℃60℃80℃正戊烷16.013.911.89.7正己烷18.016.014.012.1正庚烷14.4正辛烷21.519.617.816.0環(huán)戊烷22.019.617.214.9環(huán)己烷25.222.920.618.4甲基環(huán)己烷23.521.519.517.5乙基環(huán)己烷25.223.321.519.6苯28.826.323.721.2甲苯28.526.223.921.7乙苯29.327.125.022.9丙苯29.027.024.923.0溫度、分子量相近，芳香烴>環(huán)烷烴>烷烴；溫度升高，δ降低；正構(gòu)烷烴，分子量增加，δ變大環(huán)烷烴，分子量增加，δ變化不定芳香烴，分子量增加，δ變化不大3、石油餾分的表面張力常溫下油品的表面張力在（24～39）×10－3N/m，其中汽油26×10－3N/m

煤油30×10－3N/m

潤滑油34×10－3N/m

二、折射率1、定義折射率是光在真空中與在介質(zhì)中的速度之比，其數(shù)值大于1.0。nD表示鈉黃光的D線（波長589.3納米）的折射率。折射率受溫度的影響，溫度升高，折射率降低。2、烴類的折光率各族烴類中，烷烴<環(huán)烷烴<芳香烴；烷烴和環(huán)烷烴隨分子量的增大而增大；芳香烴（單環(huán)）隨分子量的增大而降低。餾分（沸程，℃）大慶原油勝利原油孤島原油羊三木原油200～2501.44511.45801.47741.4714250～3001.45611.46301.48881.4897300～3501.46271.46701.50091.5053350～4001.4493＊1.4583＊1.51021.5190400～4501.4598＊1.4770＊1.5024＊1.5230450～5001.4680＊1.4840＊1.5609＊1.5260原油基屬石蠟基中間基環(huán)烷—中間環(huán)烷基＊為７０℃的折射率3、石油餾分的折光率三、溶解度油品－溶劑、油品－水的相平衡問題所涉及的大量的是溶解度的問題。1、臨界溶解溫度－苯胺點(diǎn)烴類在溶劑中的溶解度主要取決于烴類和溶劑分子的相似程度，兩者的分子結(jié)構(gòu)越相似，溶解度越大，升高溫度，也會(huì)使溶解度增大當(dāng)溫度升高至兩者完全互溶，兩相界面消失，此時(shí)的溫度稱為臨界溶解溫度。臨界溶解溫度越低，表明互溶能力強(qiáng)，分子結(jié)構(gòu)相似程度大；溶劑比不同，臨界溶解溫度不同。苯胺點(diǎn)就是以苯胺為溶劑，與油品按體積比1：1混合時(shí)的臨界互溶溫度。變化規(guī)律碳原子數(shù)相同，多環(huán)芳香烴最低，單環(huán)芳烴次之，環(huán)烷烴和烯烴居中，烷烴最高；同一族烴，分子量越大，苯胺點(diǎn)越高。2、水在油品中溶解度水在油品中的溶解度雖然很小，但隨溫度升高會(huì)增大，當(dāng)溫度降低以后，溶解的水會(huì)重新析出，成為游離水，影響：油罐底部的游離水日益增多；使油品的低溫性能變差；使油品的儲(chǔ)存安定性變壞；引起設(shè)備腐蝕。水在不同烴類中的溶解度有較大差別水的溶解度芳香烴、烯烴>烷烴、環(huán)烷烴碳數(shù)相同，環(huán)烷烴<烷烴純烴中加入其它組分會(huì)顯著影響其溶解度第六節(jié)油品的燃燒性質(zhì)和低溫性質(zhì)一、閃點(diǎn)、燃點(diǎn)和自燃點(diǎn)這些性質(zhì)與油品的爆炸、燃燒有關(guān)，對(duì)油品儲(chǔ)存和安全使用有重要意義。

1、爆炸范圍－閃點(diǎn)在加入油品時(shí)，隨著油品溫度的上升，油品上方空氣中的油氣濃度逐漸增大，當(dāng)用外在火源去引燃油氣混合氣時(shí)，在一定濃度范圍內(nèi)，油品上方會(huì)出現(xiàn)瞬間閃火現(xiàn)象，這一濃度范圍稱為爆炸范圍，其上限濃度稱爆炸上限，下限濃度稱爆炸下限。2、燃點(diǎn)－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)的溫度。自燃點(diǎn)：如果油品被預(yù)先隔絕空氣加熱到很高溫度，然后與空氣接觸，油品發(fā)生劇烈的氧化而產(chǎn)生火焰自行燃燒，這時(shí)的油溫稱為自燃點(diǎn)。油品越輕，其閃點(diǎn)越低而自燃點(diǎn)越高。二、油品的凝點(diǎn)、濁點(diǎn)和結(jié)晶點(diǎn)各種油品都有可能在低溫下使用，其低溫性質(zhì)就是重要的指標(biāo)。1、油品凝固的本質(zhì)粘溫凝固：含蠟少的油品，當(dāng)溫度降低，粘度增大，油品逐漸喪失流動(dòng)性，這種凝固方式稱為粘溫凝固。構(gòu)造凝固：含蠟多的油品，當(dāng)溫度降低，蠟會(huì)結(jié)晶析出并形成結(jié)構(gòu)骨架，將油包裹在其中，使整個(gè)油品喪失流動(dòng)性，這種凝固方式稱為構(gòu)造凝固。2、凝點(diǎn)、濁點(diǎn)和結(jié)晶點(diǎn)凝點(diǎn):油品是一種復(fù)雜的混合物，它沒有固定的“凝點(diǎn)”，所謂的凝點(diǎn)是在規(guī)定的儀器中，按一定的試驗(yàn)條件測(cè)得油品失去流動(dòng)性時(shí)的溫度。GB510-83濁點(diǎn)：油品在試驗(yàn)條件下，因?yàn)殚_始烴類的微晶?；蛩F而使油品呈現(xiàn)渾濁時(shí)的最高溫度。結(jié)晶點(diǎn)：在測(cè)定濁點(diǎn)之后，繼續(xù)冷卻油樣，直至油中出現(xiàn)肉眼看得見的晶體，此時(shí)的溫度就是結(jié)晶點(diǎn)。濁點(diǎn)結(jié)晶點(diǎn)凝點(diǎn)冷濾點(diǎn)熔點(diǎn)軟化點(diǎn)第七節(jié)石油物性與組成關(guān)系1.平均沸點(diǎn)2.粘度3.分子量Joback和Reid(1987)認(rèn)為與基團(tuán)貢獻(xiàn)增量之和呈線性關(guān)系，建立了一個(gè)線性方程K.G.Joback,R.C.Reid,Chem.Eng.Commun.57(1987)233–243.Constantinou和Gani(1994)

對(duì)Joback模型進(jìn)行了大的改進(jìn)，在沸點(diǎn)與基團(tuán)貢獻(xiàn)增量之和的關(guān)系上選用對(duì)數(shù)方程式。L.R.Constantinou,R.Gani,AIChEJ.40(10)(1994)1697–1710.1.GroupContribution(GC)-BoilingPoint（1）Marrero-Morejon和Pardillo-Fontdevila(1999)

采用如下方程：J.Marrero-Morejon,E.Pardillo-Fontdevila,AIChEJ.45(3)(1999)615–621.Ni

-一級(jí)i基團(tuán)的數(shù)量Ci

-一級(jí)i基團(tuán)的貢獻(xiàn)值Mi

-二級(jí)i基團(tuán)的數(shù)目Di

-二級(jí)i基團(tuán)的貢獻(xiàn)值M -相對(duì)平均分子質(zhì)量（2）其中

Ni，Ci定義同公式（1）、（2）n-分子中除氫以外的原子個(gè)數(shù)a，b，c為可調(diào)參數(shù)：a=0.6713，b=1.4442，c=59.344(K)W.Cordes,J.Rarey,FluidPhaseEquilibria201(2002)409–433

Cordes和Rarey(2002)

提出了新的模型

N-alkanesN-alknolsN-alkanesN-alknols2.粘度與性質(zhì)組成及溫度壓力的關(guān)聯(lián)式壽德清等對(duì)國內(nèi)7種主要原油如大慶、勝利、遼河、大港、任丘、孤島、羊三木等以及7種直餾餾分及二次反應(yīng)餾分油

壽德清、王從崗、向正為、萬重英、陳澤輝、楊朝合，我國石油餾分10種物性德預(yù)測(cè)方法，煉油設(shè)計(jì)，23（3），39－45，1993

應(yīng)用中平均沸點(diǎn)的關(guān)聯(lián)式（1）、（3）較（2）、（4）準(zhǔn)確（2）、（4）不適用于V50/v100>6的餾分油各式不宜反過來應(yīng)用。3.相對(duì)分子質(zhì)量Riazi-Daubert(1980):Sim-Daubert:Lee-Kesler(1976):壽德清適用于國產(chǎn)原油餾分油的關(guān)聯(lián)式：(直餾餾分)（直餾、二次油）4臨界性質(zhì)4.1基團(tuán)貢獻(xiàn)法Lyderson方法Joback改進(jìn)的Lyderson方法

Tc-臨界溫度，

K;Tb-正常沸點(diǎn)，KPc-臨界壓力，MPaVc-臨界體積，cm3/molΔTci-i基團(tuán)對(duì)Tc的貢獻(xiàn)值Δpci-i基團(tuán)對(duì)Pc的貢獻(xiàn)值Δvci-i基團(tuán)對(duì)Vc的貢獻(xiàn)值m-基團(tuán)類型數(shù)nA-分子中原子個(gè)數(shù)

ThePropertiesofGasesandLiquidsRobertC.Reid,JohnM.Prausnitz,BruceE.Poiling,4thed.,McGraw-Hill,1987氣體和液體性質(zhì),石油工業(yè)出版社，19944.2經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)

臨界溫度Roess：

tc-石油餾分的臨界溫度，℃D=S(1.8tv+132)S-石油餾分的相對(duì)密度，15.6℃/15.6℃tv-石油餾分的體積平均沸點(diǎn)，℃適用范圍：

S-0.660-0.975,pc=1.7-4.8MPa,tc=290-540℃,平均偏差±3.3％，最大絕對(duì)溫度為12K

Riazi－DaubertTc-石油餾分的臨界溫度，KTb-石油餾分的體積平均沸點(diǎn)，K平均偏差1.3％，最大10.6%

Sim-DaubertTc-石油餾分的臨界溫度，KTm-石油餾分的分子平均沸點(diǎn)，℉

Lee-Kesler°R

臨界壓力Sim-Daubert,psiaLee-Kesler

Tb-°R,Pc-psiaCavett:

psia壽德清方法：Tm，餾分中沸點(diǎn)，餾分寬度≤30K,取中值，否則取餾程的50％溫度ρ-20℃密度，g/cm3v-20℃運(yùn)動(dòng)粘度，mm2/s

石油大學(xué)（北京）張建忠等Pade近似＋擾動(dòng)

以同沸點(diǎn)的正構(gòu)烷烴為基礎(chǔ)正構(gòu)烷烴臨界性質(zhì)烴類及石油餾分臨界性質(zhì)Absoluteaveragedeviationsofvariouscriticalpropertypredictionmethods第八節(jié)石油的分類

1.簡單分類（1）相對(duì)密度進(jìn)行分類（2）按硫含量分類低0.5%,含硫0.5%-2.0%,高硫2.0%（3）按蠟含量分類低含蠟0.5%-2.5%,蠟2.5%-10%,高含蠟>10%（4）按膠質(zhì)分類低膠質(zhì)<5%,含膠質(zhì)5-15%,膠質(zhì)>15%2.1特性因數(shù)K

特性因數(shù)K，又稱WatsonK或UOPK，是油品平均沸點(diǎn)和相對(duì)密度的函數(shù)。2.2純烴的特性因數(shù)烷烴：～12.7環(huán)烷烴：11～12芳香烴：10～112.原油的化學(xué)分類法同族烴類對(duì)作圖成一直線斜率對(duì)不同烴類不同,烷烴K最大，芳烴最小，該斜率稱為特性因數(shù).2.3石油餾分的特性因數(shù)富含烷烴的餾分：K=12.5～13.0

富含芳烴的餾分：K=10.0～11.0是表征油品化學(xué)組成的重要參數(shù)；可用來關(guān)聯(lián)油品的其它物理性質(zhì)；二次加工產(chǎn)物，含大量的烯烴、二烯烴和芳烴，K不能用來反映其化學(xué)屬性.3.原油分類3.1UOPK分類T為中平均沸點(diǎn)(實(shí)分子平均沸點(diǎn)+立方平均沸點(diǎn)/2),以絕對(duì)溫度K表示K>12.1石蠟基原油大慶K=12.611.5<K<12.1中間基原油勝利K=12.1，孤島K=11.810.5<K<11.5環(huán)烷基原油原油的中平均沸點(diǎn)難以測(cè)定,通常用50或100的粘度與比重通過查圖確定.缺陷:

(1)不能分別表明原油低沸點(diǎn)餾分和高沸點(diǎn)餾分中烴類的分布規(guī)律;(2)

原油組成復(fù)雜,粘度測(cè)定不夠準(zhǔn)確,加上圖表本身的誤差,有時(shí)不完全符合原油組成的實(shí)際情況.3.2關(guān)鍵餾分特性分類法

1935年美國礦務(wù)局（U.S.BureauofMines）提出,關(guān)鍵餾分分類法更能反映原油的化學(xué)組成特性.(1)在常壓下蒸得250-275℃餾分作為第一關(guān)鍵餾分(輕關(guān)鍵餾分),(2)沸點(diǎn)395-425℃的餾分(減壓下40mmHg為275-300)為第二關(guān)鍵餾分(重關(guān)鍵餾分)比重指數(shù)

原油分類舉例-幾種國產(chǎn)原油BMCI(U.S.BureauofMinesCorrelationIndex)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)最大，如苯為100；環(huán)烷烴的相關(guān)指數(shù)居中，如環(huán)己烷為52；廣泛用于表征乙烯原料的化學(xué)組成3、相關(guān)指數(shù)BMCI俄羅斯原油比混合原油收率高1倍常規(guī)原油一次加工所得渣油---我國原油實(shí)際加工量2.4億噸，渣油約1.2億噸重質(zhì)原油（我國年產(chǎn)1800萬噸）二次加工的殘?jiān)停ㄎ覈戤a(chǎn)約500萬噸）什么是重質(zhì)油？隨著原油的重質(zhì)化及加工量的提高，不斷增加渣油及重油3.重質(zhì)油的定義

5.1分類方法

HeavyoilclassificationinChina

Accordingthisclassification,theconventionalheavyoilreserveis65%,Extra-heavyoilis12%,andSuper-heavyoilis23%.HeavyOilResourceDistributioninChina

Fourmajorheavyoilproductionbasesestablished:Liaohe,Xinjiang,ShengliandHenan

Liaohe

oilfieldisalargestheavyoilproductionbasewithover55%ofprovedreservesandproductionofheavyoilinChinaDaqingJilinLiaoheShengliHuabeiDagangHenanKaramayTalimuTuhaThedistributionoftheheavyoilbearingareasonshoreChinaChina’sHeavyOilReservoirCharacteristicsVarioustypesofreservoirswithcomplexgeology,multi-layeredcombination,reservoirrocksdominatedbyterrestrialclasticrockswhicharestronglyheterogeneous

Mostofthereservoirspossessingedgeandbottomwaterswhichresultinacomplicatedoil-waterrelationshipMorethan60%ofthetotalprovedheavyoilreserveinChinabeingover900mindepth,andhalfofthatburiedbetween1300and1700mdeepWiderangeofcrudeviscosityChina’sHeavyOilReservoirCharacteristicsMainheavyoilreservoirparametersseveralareasinChinaStatusofHeavyOilDevelopmentinChina

ASof2004,provenheavyoilreservesis1.81×109tinwhich1.195×109thasbeenputintoproductionandremaining0.615×109thasnotbeendevelopedinChinaChina’sHeavyOilReservesin2004StatusofHeavyOilDevelopmentinChinaIn2004,annualheavyoilproductionis13.55×106t,inwhich1.16×106twasrecoveredwithCyclicSteamStimulation(CSS)(85.8％)，0.769×106twithsteamfloodingandotherswithprimaryprocessInCNPC,theheavyoilproductionin2004is11.36×106t,accountingfor84%ofChina’stotalheavyoilproduction什么是油砂？Oilsands油砂中含10～15％瀝青；回收率可達(dá)90％以上加拿大油砂簡介露天采礦400噸大卡車油砂熱水萃取生產(chǎn)油砂瀝青油砂瀝青Bitumen油砂瀝青改質(zhì)工藝－生產(chǎn)合成原油熱加工產(chǎn)物加氫處理合成原油Syntheticcrudeoil0100200300400常規(guī)原油重油油砂瀝青CanadaWorld(billionm)3Wightman(1997)加拿大油砂瀝青儲(chǔ)量與世界石油儲(chǔ)量比較

與世界常規(guī)原油儲(chǔ)量相當(dāng)Sources:OilandGasJournal–Dec2002,AEUBAlberta300+UltimatelyRecoverableEdmontonCalgary

FortMcMurrayPeaceRiverColdLakeAthabascaShellImperialOil KochAlbertaEnergy MurphyCdnNaturalResources SuncorPetrovera HuskyBlackRock NumacSyncrudeSuncor Albian(Shell)GulfTrueNorth(Koch)PetroCanadaJapanCanadaOilSandsNorthstarExxonMobil CNRLPanCanadian OptiDeerCreek SynEnCoAlbertaEnergyCdnNaturalResources(CNRL)Mining;Others“InSitu”Source:AOSD目前有多家公司在Alberta省開采油砂瀝青ThousandsofCubicMetersperannumSource:StatisticsCanadaTable126-0001,Survey2198Keymessage:

油砂瀝青的產(chǎn)量呈不斷上升趨勢(shì)Alberta石油產(chǎn)量TheOilSandsinPerspective每天開采400萬桶，可開采100年

油砂瀝青可持續(xù)供應(yīng)很長時(shí)間油砂資源展望每天開采400萬桶，可開采100年EdmontonDetroitVancouverFortMcMurrayCalgaryCasperSarniaMontrealPortlandNewOrleansHoustonMidlandCushingChicagoSaintPaulSaltLakeCityWoodRiverPortlandUNITEDSTATESCRUDEIMPORTS*NigeriaCanada*SaudiArabia*Venezuela*Mexico*Non-AnnexCountriesSource:USDeptofEnergy目前主要市場(chǎng)是美國Technologyadvancesover20+yearshavereducedoilsandsproductioncostsfrom>$30to<$10perbarrel預(yù)計(jì)產(chǎn)能將大幅度上升

風(fēng)險(xiǎn)和出路？ProjectedAtRiskMaximumCase多家公司不斷加入這一行業(yè)SeatransportfromPrinceRupertisthesamedistancetoChinaastheMiddleEastEstimatedDeliveryCosts(US$/bbl)GatewayToll(Edm.toCdn.WestCoast) $1.75TankerRate(approx.5000NMiles)

$1.25*

TotalDeliveredCost/bbl

$3.00(*Analysisbasedonhistoric2002postedratesfor250,000DWTVLCCs)Costs–Edmonton,AlbertatoFarEast(US$/bbl)Ara