新版石油及油品的物理性质省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

石油及油品物理性质石油及油品物理性质 The Physical Properties of Petroleum and Oil Products第1页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质为何要讨论石油及油品物理性质？为何要讨论石油及油品物理性质？油品物理性质数据特殊性油品物理性质数据特殊性条件性数据条件性数据 统一标准统一标准 GB 国家标准国家标准SY 原石油部颁标准原石油部颁标准SH 中国石油化工总企业标准中国石油化工总企业标准ASTM 美国材料试验学会美国材料试验学会JIS 日本工业标准日本工业标准ISO国际标准化组织国际标准化组织IP 英国石油学会标准英国石油学会标准 第2页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质蒸气压、沸程和平均沸点蒸气压、沸程和平均沸点 蒸气压蒸气压(Vapor Pressure)蒸气压概念蒸气压概念 定义定义在一定温度下，与同种物质液态（或固态）处于平衡状在一定温度下，与同种物质液态（或固态）处于平衡状态蒸汽所产生压强，称为饱和蒸气压态蒸汽所产生压强，称为饱和蒸气压讨论讨论纯物质蒸气压纯物质蒸气压f(本身特征本身特征,温度温度)同一温度下，沸点低物质蒸气压高同一温度下，沸点低物质蒸气压高纯物质蒸气压随温度升高而增大（纯物质蒸气压随温度升高而增大（P66图图3-1）蒸气压表示液体蒸发和气化能力。蒸气压越高，则越易蒸气压表示液体蒸发和气化能力。蒸气压越高，则越易气化气化 第3页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质纯烃蒸气压纯烃蒸气压 pf(T)Clapeyron-Clausius方程方程第4页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质经验和半经验法计算经验和半经验法计算 Antoine方程方程 适用范围：适用范围：1.3200kPa第5页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质临界参数临界参数偏心因数法偏心因数法 适用范围：适用范围：.不但适合用于烃类，也适合用于石油窄馏不但适合用于烃类，也适合用于石油窄馏分分 .Tr0.3，T 冰点冰点 .当当Tr0.5时为最可靠计算方法时为最可靠计算方法 第6页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质烃类混合物及石油馏分蒸气压烃类混合物及石油馏分蒸气压混合物蒸气压计算混合物蒸气压计算 对于完全理想体系，即液相为理想溶液，气相为理想气体，对于完全理想体系，即液相为理想溶液，气相为理想气体，其蒸气压可由拉乌尔定律和道尔顿定律计算其蒸气压可由拉乌尔定律和道尔顿定律计算液相：液相：pi pi*xi气相：气相：piPyi 混合物在指定温度和组成下总蒸气压为混合物在指定温度和组成下总蒸气压为 ppipi*xif(T,xi)对石油馏分对石油馏分 pf(T,xi)f(T,e)第7页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质讨论讨论 应用上式求得蒸气压是泡点蒸气压应用上式求得蒸气压是泡点蒸气压 若气化率不停增大，液相组成逐步变重，故蒸气压也若气化率不停增大，液相组成逐步变重，故蒸气压也必定逐步降低。当气化率为必定逐步降低。当气化率为100%时，最终一滴液体是最时，最终一滴液体是最重，蒸气压也最低，为露点蒸气压。重，蒸气压也最低，为露点蒸气压。真实蒸气压：普通所说液态烃类混合物或油品蒸气压，真实蒸气压：普通所说液态烃类混合物或油品蒸气压，是指是指e=0时泡点蒸气压，通常称为真实蒸气压时泡点蒸气压，通常称为真实蒸气压 雷德蒸气压：油品规格中条件蒸气压雷德蒸气压：油品规格中条件蒸气压 条件：条件：38、VV/VL4时测定蒸气压时测定蒸气压 数值：比真实蒸气压小数值：比真实蒸气压小 可经过图表换算成真实蒸气压可经过图表换算成真实蒸气压 第8页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质石油窄馏分蒸气压计算石油窄馏分蒸气压计算 图解法（馏分沸程图解法（馏分沸程30适用）适用）P6667图图3-12，“图表集图表集”P219.由常压沸点由常压沸点tb和和K，求某一温度，求某一温度T下下p*猜算方法猜算方法:由由tb、T查图查图3-1得得p*由由p*、K查图查图3-2得得 t tbtb t 由由tb、T查图查图3-1得得p*abs(p*p*)/p*？No则则p*p*，重复，重复 Yes打印结果打印结果第9页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质.已知压力已知压力p下沸点下沸点t，求常压沸点，求常压沸点tb。假如假如K12，由，由p、t查图查图3-1得得tb 假如假如K12，由，由p、t查图查图3-1得得tb 由由p、K查图查图3-2得得 t 则则tb tb t第10页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质公式计算公式计算 当当p*0.27kPa时时 当当0.27kPap*101.3kPa时时 当当p*101.3kPa时时第11页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质 其中其中 当当p*0.1MPa或或Tb200时，时，f1 当当Tb95时，时，f0 当当p*0.1MPa、Tb95200时时 第12页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质馏程（沸程）馏程（沸程）(Distillation or Boiling Range)纯物质纯物质p*f(T)混合物混合物p*f(T,e)若若PConst.，则，则tbf(e)（tbf(x)）T升高至气化，则升高至气化，则p*下降，要继续气化，则必须升高下降，要继续气化，则必须升高T馏程定义馏程定义在一定外压下，加热石油馏分使其气化，其液相蒸气压在一定外压下，加热石油馏分使其气化，其液相蒸气压随气化率增加而不停下降，其沸点表现为一定宽度温度随气化率增加而不停下降，其沸点表现为一定宽度温度范围，此温度范围称为馏程或沸程范围，此温度范围称为馏程或沸程 第13页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质馏程测定馏程测定蒸馏装置蒸馏装置实沸点蒸馏（实沸点蒸馏（TBP：True Boiling Point）平衡气化（平衡气化（EFV：Equilibrium Flash of Vapor-liquid）恩氏蒸馏（恩氏蒸馏（ASTM：American Society for Testing Material）恩氏恩氏(Engler)蒸馏蒸馏初馏点（初馏点（IBP）：要求量油品在恩氏蒸馏设备中按要求：要求量油品在恩氏蒸馏设备中按要求条件加热时，流出第一滴冷凝液时气相温度条件加热时，流出第一滴冷凝液时气相温度10%点、点、20%点点50%点点90%点点：当馏出物体积为：当馏出物体积为10%、20%50%90%时气相温度时气相温度终馏点或干点（终馏点或干点（FBP或或EP）：蒸馏最终到达最高气相温：蒸馏最终到达最高气相温度（有时用度（有时用98%点或点或97.5%表示）表示）ASTM馏程或沸程：从馏程或沸程：从IBP到到EP这一温度范围这一温度范围第14页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质ASTM曲线及其斜率曲线及其斜率恩氏蒸馏曲线恩氏蒸馏曲线馏出体积分数，馏出体积分数，%馏出温度，馏出温度，第15页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质恩氏蒸馏曲线斜率恩氏蒸馏曲线斜率(Slope)斜率斜率S10%90%(90%馏出温度馏出温度10%馏出温度馏出温度)/(9010)物理意义：每馏出物理意义：每馏出1%体积，沸点升高度数。此值越大，体积，沸点升高度数。此值越大，馏分越宽；越小，馏分越窄馏分越宽；越小，馏分越窄例，上图中例，上图中10%点为点为60，90%点为点为126，则斜率，则斜率 S10%90%(126-60)/(90-10)0.825(/%)第16页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质平均沸点（平均沸点（Average Boiling Point）平均沸点种类和用途平均沸点种类和用途体积平均沸点体积平均沸点tv（）用于求其它难以直接测定平均沸点用于求其它难以直接测定平均沸点质量平均沸点质量平均沸点tw（）式中：式中：i各组分质量分率各组分质量分率 ti各组分沸点，各组分沸点，用于求定油品真临界温度用于求定油品真临界温度 第17页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质立方平均沸点立方平均沸点Tcu（K）式中：式中：i各组分体积分率各组分体积分率 Ti各组分沸点，各组分沸点，K用于求定油品特征因数用于求定油品特征因数K和运动粘度和运动粘度实分子平均沸点实分子平均沸点tm（）式中：式中：xi各组分摩尔分率各组分摩尔分率用于求定油品假临界温度和偏心因数用于求定油品假临界温度和偏心因数第18页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质中平均沸点中平均沸点tme（）用于求油品氢含量、特征因数、假临界压力、燃烧热和用于求油品氢含量、特征因数、假临界压力、燃烧热和平均分子量等平均分子量等各平均沸点求定各平均沸点求定 tv能够由能够由ASTM数据由定义式计算数据由定义式计算 其它平均沸点由其它平均沸点由tv确定确定 应用应用P69图图3-4 由由tv和和ASTM曲线斜率查得沸点校正值曲线斜率查得沸点校正值 t，ti tv t 应用周佩正关联式求算（应用周佩正关联式求算（P70式式3-2023）沸程沸程30窄馏分，用中沸点直接代替其它平均沸点窄馏分，用中沸点直接代替其它平均沸点第19页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质【注意注意】恩氏蒸馏温度校正恩氏蒸馏温度校正当当ASTMt246时，必须考虑裂化作用影响，需进行时，必须考虑裂化作用影响，需进行温度校正：温度校正：logD0.00852t1.691 式中：式中：D加在原温度上校正值，加在原温度上校正值，t馏出温度，馏出温度，若馏出温度系由减压蒸馏换算得出，则无需校正若馏出温度系由减压蒸馏换算得出，则无需校正第20页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质密度、相对密度、特征因数和平均相对分子质量密度、相对密度、特征因数和平均相对分子质量密度和相对密度（密度和相对密度（Density and Relative Density）油品密度和相对密度油品密度和相对密度 定义定义密度密度 t：单位体积物质在真空中质量，：单位体积物质在真空中质量，kg/m3标准密度标准密度 20：油品在：油品在20密度密度相对密度：相对密度：密度与要求温度下水密度之比，无量纲密度与要求温度下水密度之比，无量纲第21页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质比重指数（比重指数（API）t与与 20，d4t、d420与与API换算，可查阅换算，可查阅“石油密度计算表石油密度计算表”（GB 1885-83）及）及“相对密度与比重指数换算表相对密度与比重指数换算表”（“图表集图表集”P21）等）等第22页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质油品密度与温度、压力关系油品密度与温度、压力关系与温度关系与温度关系 t，V，t 已知已知d420，求，求d4t（GB 1885-83）d4t d420 (t20)工程设计计算中工程设计计算中d420确实定（确实定（P72图图3-5）tf(t，K，tme）f(t，K，d15.615.6）f(t，tme，d15.615.6）第23页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质与压力关系与压力关系当当p很小（不高）时，很小（不高）时，p对液体密度影响可忽略对液体密度影响可忽略任意温度任意温度T和压力和压力p下液体石油馏分密度计算下液体石油馏分密度计算 第24页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质混合油品密度混合油品密度 属性相近油品混合时，密度可认为含有可加性，即属性相近油品混合时，密度可认为含有可加性，即 密度相差悬殊油品混合时，体积可能缩小；性质相差密度相差悬殊油品混合时，体积可能缩小；性质相差悬殊油品混合时，体积可能增大。此时应考虑体积改悬殊油品混合时，体积可能增大。此时应考虑体积改变变原油与低分子烃混合时，体积改变可查图表集原油与低分子烃混合时，体积改变可查图表集P153第25页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质油品密度与组成关系油品密度与组成关系烃类分子量相近时，烃类分子量相近时，：烷烃环烷烃芳香烃；且环：烷烃环烷烃芳香烃；且环数数 （P73表表3-1）对同一原油，随对同一原油，随tb，M （P74表表3-23）不一样原油同一沸程馏分油，密度相差较大不一样原油同一沸程馏分油，密度相差较大 ：石蜡基中间基环烷基：石蜡基中间基环烷基第26页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质气体烃类密度气体烃类密度气体密度气体密度 f(T,p)pVnZRTZRTG/M pM/ZRT p0.3MPa时，时，Z 1气体相对密度气体相对密度指标准状态指标准状态(0，0.101MPa)下气体密度与空气密度之比下气体密度与空气密度之比 气体相对密度标态下气体密度气体相对密度标态下气体密度/1.2928气、液混合物密度气、液混合物密度 第27页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质特征因数特征因数K特征因数特征因数K定义定义特征因数特征因数K引出引出沸程和沸程和d与油品化学组成关系与油品化学组成关系烃类沸点（烃类沸点（R）立方根与其相对密度成直线关系）立方根与其相对密度成直线关系 (T R)1/3Kd15.615.6 对不一样烃类，其斜率对不一样烃类，其斜率K不一样不一样定义斜率定义斜率K为特征因数为特征因数（Watson K值，值，UOP K值）值）第28页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质K值是表征油品化学组成主要参数值是表征油品化学组成主要参数烷烃烷烃K12.8，带支链，带支链K 含烷烃多馏分含烷烃多馏分K12.513.0环烷环烷K11.0，带支链，带支链K 含环烷多馏分含环烷多馏分K11.012.5芳烃芳烃K10.0，带支链，带支链K 含芳烃多馏分含芳烃多馏分K10.011.0 原油原油K值分类法值分类法石蜡基原油石蜡基原油 K12.1中间基原油中间基原油 K11.512.1环烷基原油环烷基原油 K10.511.5 第29页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质K值求算值求算按公式计算按公式计算 沸点：纯烃用其沸点，油品用平均沸点沸点：纯烃用其沸点，油品用平均沸点图表法图表法石油馏分特征因数和分子量图（石油馏分特征因数和分子量图（P76图图3-6）已知已知d、M、A、tme、H/C中任意两个，作直线即可得到中任意两个，作直线即可得到K值值对高沸馏分对高沸馏分 先用图表集，由先用图表集，由99和和37.8运动粘度查得运动粘度查得M，再由，再由M与与d、H/C（重）之一查（重）之一查P76图图3-6 可得到可得到K值值 第30页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质K值应用值应用可粗略了解石油及其馏分化学组成，进行原油分类可粗略了解石油及其馏分化学组成，进行原油分类求直馏油品物理性质和热性质求直馏油品物理性质和热性质【注意注意】用公式求石油馏分用公式求石油馏分K值时，值时，T用中平均沸点用中平均沸点对二次加工油品，用对二次加工油品，用K值表征其特征时，准确性较差值表征其特征时，准确性较差 第31页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质相关指数相关指数BMCIBMCI(U.S.Bureau of Mines Correlation Index)定义定义烃类烃类BMCI值（值（P75表表3-4，P77表表3-5）烷烃烷烃(0)环烷烃环烷烃(环己烷环己烷52)芳烃芳烃(苯苯100)BMCI 芳香性芳香性，BMCI 石蜡性石蜡性 用途：表征裂解制乙烯原料化学组成用途：表征裂解制乙烯原料化学组成第32页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质粘重常数粘重常数VGC(Viscosity-gravity constant)定义定义烃类烃类VGC值（值（P77表表3-5）烷烃烷烃VGC较小，芳烃较小，芳烃VGC较大较大第33页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质平均相对分子质量平均相对分子质量平均相对分子质量定义平均相对分子质量定义数均相对分子质量数均相对分子质量重均相对分子质量重均相对分子质量注意注意普通普通第34页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质石油及其馏分平均相对分子质量石油及其馏分平均相对分子质量油品平均分子量随沸点升高而增大油品平均分子量随沸点升高而增大相同沸程馏分，化学组成不一样，平均分子量也有差异相同沸程馏分，化学组成不一样，平均分子量也有差异（P78表表3-6）石油各馏分平均相对分子质量馏馏 分分沸点范围沸点范围/碳数范围碳数范围平均碳数平均碳数M汽油馏分汽油馏分200C5C118100120煤油馏分煤油馏分150280C8C1512180200轻柴油馏分轻柴油馏分200350C11C2016220240减压馏分减压馏分350500C20C3530370400减压渣油减压渣油500C35709001100第35页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质石油馏分平均分子量近似计算方法石油馏分平均分子量近似计算方法图解法图解法P76图图3-6 已知已知d、K、A、tme、H/C中任意两个，作直线即可得到中任意两个，作直线即可得到M查图表集查图表集P67图图I-2-11（适合用于重质石油馏分）（适合用于重质石油馏分）由由99和和37.8运动粘度查得运动粘度查得M查图表集查图表集P69图图I-2-12 已知已知tme、d、K和蒸发烧中任意两个，可得到和蒸发烧中任意两个，可得到M 第36页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质经验关联式计算法经验关联式计算法改进改进Riazi关联式关联式 M42.928exp(2.09710-4T-7.78712S+2.0848 10-3TS)T1.26007S4.98308 式中：式中：T为为Tme，S为为15.6相对密度相对密度寿德清寿德清向正为关联式向正为关联式 M184.52.295T-0.2332KT1.32910-5(KT)2-0.6222 T 式中：式中：T为为Tme，K为特征因数，为特征因数，为为20密度密度第37页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质混合油品平均分子量混合油品平均分子量 第38页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质油品粘度油品粘度 粘度定义与单位粘度定义与单位定义定义牛顿粘性定律牛顿粘性定律 F=A(du/dl)=F/A=(du/dl)动力粘度（绝对粘度）动力粘度（绝对粘度）=/(du/dl)单位：单位：Pas (1Pas10P1000cP)物理意义：速度梯度为物理意义：速度梯度为1时，单位面积上剪应力时，单位面积上剪应力 牛顿型流体牛顿型流体 粘度实质是流体分子间相互吸引力粘度实质是流体分子间相互吸引力 第39页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质粘度表示法和单位粘度表示法和单位 运动粘度运动粘度 定义：动力粘度与相同温度、压力下该流体密度比值定义：动力粘度与相同温度、压力下该流体密度比值 /单位：单位：m2/s,cm2/s(斯斯St),mm2/s(厘斯厘斯cSt)1 St100 cSt，1 mm2/s 1 cSt【讨论】【讨论】“运动粘度运动粘度”是粘度和密度综合是粘度和密度综合 运动粘度引入，便于不一样物料粘性对比。运动粘度运动粘度引入，便于不一样物料粘性对比。运动粘度兼顾了粘度和密度两方面，较全方面地反应了物料在这兼顾了粘度和密度两方面，较全方面地反应了物料在这方面表现方面表现 第40页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质相对粘度（条件粘度，比粘度）相对粘度（条件粘度，比粘度）相对粘度：用特定仪器，在要求条件下测定粘度相对粘度：用特定仪器，在要求条件下测定粘度恩氏粘度恩氏粘度(Engler Viscosity)（1）测定方法：）测定方法：200mL试样在试样在t时流经恩氏粘度计中要时流经恩氏粘度计中要求尺寸小孔所需时间与同体积蒸馏水在求尺寸小孔所需时间与同体积蒸馏水在20时流经该孔时流经该孔所需时间比值，称为恩氏粘度所需时间比值，称为恩氏粘度（2）单位：条件度或恩氏度（）单位：条件度或恩氏度（E）（3）我国、前苏联、东欧各国惯用）我国、前苏联、东欧各国惯用 赛氏粘度赛氏粘度(Saybolt Viscosity)（1）测定方法：在要求条件下，）测定方法：在要求条件下，60mL试样流经赛氏粘度试样流经赛氏粘度计所需时间称为赛氏粘度计所需时间称为赛氏粘度（2）单位）单位:赛氏秒（赛氏秒（s），），(SUS，SFS）（3）美国惯用）美国惯用 第41页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质雷氏粘度雷氏粘度(Redwood Viscosity)（1）测定方法：在要求条件下，）测定方法：在要求条件下，50mL试样流经雷氏粘度试样流经雷氏粘度计所需时间称为雷氏粘度计所需时间称为雷氏粘度（2）单位）单位:雷氏秒（雷氏秒（s,RIS）（3）分）分型（号）和型（号）和型（号）两种。型（号）两种。型（不注明）用于型（不注明）用于商业，商业，型用于海军型用于海军（4）英国惯用）英国惯用 几个粘度相交换算几个粘度相交换算查图表查图表近似关系近似关系 (mm2/s):(E):(SUS):(RIS)1:0.132:4.62:4.05第42页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质粘度测定方法粘度测定方法毛细管粘度计法（毛细管粘度计法（GB 265）层流时流动状态关系式层流时流动状态关系式适应范围适应范围只能用于测定牛顿型流体，浅色油品只能用于测定牛顿型流体，浅色油品深色油品用逆流法深色油品用逆流法非牛顿型流体用旋转式粘度计测量非牛顿型流体用旋转式粘度计测量第43页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质油品粘度与组成关系（油品粘度与组成关系（P81表表3-810）对同类烃，普通粘度随分子量增大而增大对同类烃，普通粘度随分子量增大而增大环数相同时，侧链越长，粘度越大环数相同时，侧链越长，粘度越大同碳数烃类，粘度随支链化程度提升和环数增多而增大同碳数烃类，粘度随支链化程度提升和环数增多而增大粘度（烷烃芳烃环烷烃）粘度（烷烃芳烃环烷烃）不一样原油相同馏分，不一样原油相同馏分，K值大，粘度小；值大，粘度小；K值小，粘度值小，粘度大大特征因数特征因数K有时也称为油品石蜡化程度指数有时也称为油品石蜡化程度指数 相同原油不一样馏分，随馏分变重，分子量增大，则粘相同原油不一样馏分，随馏分变重，分子量增大，则粘度快速增大度快速增大 第44页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质粘度与温度关系粘度与温度关系粘度与温度普通关系粘度与温度普通关系普通地，普通地，T ，改变程度因油品不一样而异改变程度因油品不一样而异粘温特征（粘温性能）：油品粘度随温度改变而改变特粘温特征（粘温性能）：油品粘度随温度改变而改变特征征粘温性能表示方法粘温性能表示方法粘度比粘度比粘度比粘度比 50/100粘度比粘度比 20/50粘度系数粘度系数(0 100)/50以上比值越小，则粘温性能越好以上比值越小，则粘温性能越好 第45页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质粘度指数粘度指数(Viscosity Index,VI)粘度指数：油品粘度随温度改变程度与标准油粘度改变粘度指数：油品粘度随温度改变程度与标准油粘度改变程度对比相对值程度对比相对值VI越高，表示油品粘度受温度影响越小越高，表示油品粘度受温度影响越小粘度指数测定方法粘度指数测定方法（1）H组油，要求其组油，要求其VI100 L组油，要求其组油，要求其VI0（2）标准油：两组中）标准油：两组中100 粘度相同两个（粘度相同两个（H油和油和L油）油）窄馏分成对地组合起来（窄馏分成对地组合起来（H和和 L表示它们在表示它们在40粘度）粘度）LUH40100粘度粘度第46页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质（3）测定试样）测定试样40和和100粘度粘度 40和和 100（4）确定与试油）确定与试油 100相同相同H和和LAVI100时时 若若2 10070mm2/s，U 40 若若 10070mm2/s，Y 100 L0.8353Y214.67Y216 D0.6669Y22.82Y119第47页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质BVI100时时 若若2 10070mm2/s 若若 10070mm2/s H0.1684Y211.85Y97第48页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质粘温关系图粘温关系图已知沸点以下任两温度时粘度，求其它温度下粘度已知沸点以下任两温度时粘度，求其它温度下粘度（1）公式计算）公式计算 lglg(Ta)bmlgT（2）作图法）作图法 lgT为横坐标，为横坐标，lglg(T 0.6)为枞坐标。由两个已知温度为枞坐标。由两个已知温度下下 T 在图中得两个点作直线。由此直线可求其它温度下在图中得两个点作直线。由此直线可求其它温度下粘度粘度 T第49页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质粘温特征与化学组成关系粘温特征与化学组成关系粘温特征与分子结构关系（粘温特征与分子结构关系（P83表表3-11）链烷烃链烷烃 分支程度越小，分支程度越小，VI越高越高环状烃环状烃 环数越多，环数越多，VI越低越低 环数相同，侧链越长，环数相同，侧链越长，VI越高越高VI（链烷烃环状烃）（链烷烃环状烃）VI（正构烷烃少分支长侧链环状烃、分支程度低异（正构烷烃少分支长侧链环状烃、分支程度低异 构烷烃多环短侧链环状烃）构烷烃多环短侧链环状烃）粘温特征与油品基属关系（粘温特征与油品基属关系（P84表表3-12）VI（石蜡基中间基环烷基）（石蜡基中间基环烷基）第50页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质油品粘度与压力关系油品粘度与压力关系普通地，普通地，p 当当p20MPa 时，可忽略其影响时，可忽略其影响由由K、d查图表集可得常压运动粘度查图表集可得常压运动粘度 p20MPa时，随时，随p ，应对常压粘度进行校正，应对常压粘度进行校正第51页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质油品混合粘度油品混合粘度 油品混合物粘度完全没有可加性油品混合物粘度完全没有可加性 油品混合粘度确实定方法油品混合粘度确实定方法 计算法计算法lg m A lg A Blg B 图解法（图解法（P84图图3-8）【注意注意】以上方法适合用于牛顿流体以上方法适合用于牛顿流体对粘度全部公式、图表所得结果误差均较大，参加工艺对粘度全部公式、图表所得结果误差均较大，参加工艺计算能够，但不能作为衡量实际产品质量指标（必须实计算能够，但不能作为衡量实际产品质量指标（必须实测）测）第52页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质气体粘度气体粘度气体粘度随温度升高而增大气体粘度随温度升高而增大石油馏分蒸气粘度石油馏分蒸气粘度可由可由M和和T查查P85图图3-9求得求得 第53页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质临界性质、压缩因数及偏心因数临界性质、压缩因数及偏心因数石油馏分临界性质石油馏分临界性质纯物质或纯烃类临界性质纯物质或纯烃类临界性质临界参数临界参数临界温度临界温度Tc 纯物质能够保持液体状态最高温度纯物质能够保持液体状态最高温度临界压力临界压力pc 对应于临界温度对应于临界温度Tc时饱和蒸汽压时饱和蒸汽压临界体积临界体积Vc 物质在物质在Tc、pc时摩尔体积时摩尔体积临界压缩因数临界压缩因数Zc 物质在物质在Tc、pc时压缩因数时压缩因数临界状态：临界参数所代表特殊状态临界状态：临界参数所代表特殊状态 ZcpcVc/RTc第54页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质烃类混合物临界性质烃类混合物临界性质 液相区ACTApAp0T0pcTc气相区两相区密相流区TBCGED温度压力临界冷凝温度临界冷凝压力第55页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质假临界点轨迹假临界点轨迹真临界点轨迹真临界点轨迹ABCACBC1C2C3123温度压力第56页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质真临界点真临界点混合物真临界点应是气液两相性质到达无法区分时温度、混合物真临界点应是气液两相性质到达无法区分时温度、压力条件，即这里压力条件，即这里C点点真临界点能够由试验测定真临界点能够由试验测定 假临界点假临界点虚拟点虚拟点C定义定义 假临界温度：假临界温度：TcxiTc,i 假临界压力：假临界压力：pcxipc,i 石油馏分临界性质石油馏分临界性质 石油馏分真临界性质可用试验测定石油馏分真临界性质可用试验测定假临界性质是一虚拟值，不能用试验测定，可查图得到假临界性质是一虚拟值，不能用试验测定，可查图得到 第57页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质石油馏分临界性质求定石油馏分临界性质求定关联图：关联图：P89图图3-12求真临界参数，用重量平均沸点求真临界参数，用重量平均沸点Tw求假临界参数，用分子平均沸点求假临界参数，用分子平均沸点Tm和中平均沸点和中平均沸点Tme【注意注意】用要求平均沸点用要求平均沸点温度高于温度高于246时，需进行裂化校正时，需进行裂化校正 第58页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质对比状态和压缩因数对比状态和压缩因数对比状态对比状态对比参数对比参数prp/pcTrT/TcVrV/Vc对比状态定律对比状态定律各种不一样物质三个对比参数中，只要有两个对应相等，各种不一样物质三个对比参数中，只要有两个对应相等，则第三个也相等或近似相等则第三个也相等或近似相等对比参数物理意义：表示物质状态与其临界状态靠近程对比参数物理意义：表示物质状态与其临界状态靠近程度度烃类混合物和石油馏分对比参数应采取假临界参数烃类混合物和石油馏分对比参数应采取假临界参数 第59页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质压缩因数压缩因数 压缩因数定义压缩因数定义实际气体体积与按理想气体方程计算体积之比实际气体体积与按理想气体方程计算体积之比 即即 ZV/(RT/p)pV/RT 或或 pVZRT怎样求怎样求Z？纯化合物、烃类（由纯化合物、烃类（由Tr、pr，查图，查图3-13Z）烃类混合物及石油馏分（由烃类混合物及石油馏分（由Tr、pr，查图，查图3-13Z）对烃类混合物也可按下式计算对烃类混合物也可按下式计算 ZmixniZi第60页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质偏心因数偏心因数 偏心因数定义偏心因数定义偏心因数定义偏心因数定义lg pr*,0.71.0pr*,0.7：Tr0.7时对比饱和蒸汽压（时对比饱和蒸汽压（p*/pc）是一个度量分子几何形状和极性参数是一个度量分子几何形状和极性参数简单流体和非简单流体简单流体和非简单流体简单流体：升高压力时，分子间引力恰好在分子中心，简单流体：升高压力时，分子间引力恰好在分子中心，这种分子普通是球形对称。如氢、氩等，其这种分子普通是球形对称。如氢、氩等，其0。Zf(Tr,pr)非简单流体：升高压力时，分子间引力不在分子中心，非简单流体：升高压力时，分子间引力不在分子中心，这种分子含有极性、微极性和偶极矩。如这种分子含有极性、微极性和偶极矩。如H2S、CO2、各、各种烃类等，种烃类等，00.4。Zf(Tr,pr,)第61页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质一些烃类偏心因子化合物化合物偏心因子偏心因子化合物化合物偏心因子偏心因子甲烷甲烷0.0115正己烷正己烷0.2957乙烷乙烷0.09082-甲基戊烷甲基戊烷0.2791正十六烷正十六烷0.7468环己烷环己烷0.2144正二十烷正二十烷0.9065苯苯0.2100甲苯甲苯0.2566第62页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质偏心因子求法偏心因子求法对纯烃类对纯烃类已知已知Tr0.7时对比饱和蒸汽压时对比饱和蒸汽压pr*，由定义式计算，由定义式计算查相关图表查相关图表 对烃类混合物对烃类混合物mix=xii 对石油馏分对石油馏分由由Tc、pc、Tm，查，查P92图图3-14公式计算公式计算 第63页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质偏心因子应用偏心因子应用求压缩因子求压缩因子ZZ Z(0)Z(1)式中：式中：Z非简单流体压缩因数非简单流体压缩因数 Z(0)简单流体压缩因数（简单流体压缩因数（0）Z(0)f(pr,Tr)，查图，查图P94图图3-15 Z(1)非简单流体压缩因数校正值非简单流体压缩因数校正值 Z(1)f(pr,Tr)，查图，查图P95图图3-16Z Z(0)/(h)(Z(h)Z(0)(h)0.3978第64页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质计算非简单流体其它参数计算非简单流体其它参数饱和蒸汽压、焓值、逸饱和蒸汽压、焓值、逸度系数等度系数等 第65页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质油品热性质油品热性质 焓焓基本概念基本概念焓定义焓定义HUpVHU(pV)UQW对封闭体系恒压过程对封闭体系恒压过程非体积功为非体积功为0，则，则 Wp(V2V1)pV2pV1 Qp(U2p2V2)(U1p1V1)H2H1H 第66页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质对稳定流动系统对稳定流动系统Hu2gZQW轴轴若系统不作轴功，则若系统不作轴功，则 物系能量增量物系能量增量QW 即即 HH2H1Q基准状态基准状态基准状态定义基准状态定义为计算方便，人为地要求某个状态下焓值为零为计算方便，人为地要求某个状态下焓值为零，此状态，此状态称为基准状态称为基准状态焓值：指定状态与基准状态焓差称为指定状态焓值，单焓值：指定状态与基准状态焓差称为指定状态焓值，单位位kJ/kg或或kJ/kmol 第67页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质基准状态选择基准状态选择基准状态可任意选择基准状态可任意选择 基准状态压力基准状态压力p：101kPa（1atm）基准状态温度基准状态温度T：-129(-200)，-17.8(0)，0，0K【注意注意】从焓图查得焓，不能用来计算化学反应中热效应从焓图查得焓，不能用来计算化学反应中热效应 对物理改变过程，只要基准温度相同，同一组分可经对物理改变过程，只要基准温度相同，同一组分可经过焓值加减计算过程热效应过焓值加减计算过程热效应 在计算混合物焓值时，每个组分焓基准温度无须统一在计算混合物焓值时，每个组分焓基准温度无须统一第68页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质影响油品焓值原因影响油品焓值原因不一样物质在相同温度下焓值不一样不一样物质在相同温度下焓值不一样密度小、特征因数大油品比焓较高密度小、特征因数大油品比焓较高同一物质，温度越高，焓值越高同一物质，温度越高，焓值越高对液相油品，对液相油品，pr1.0时，可忽略时，可忽略p对焓值影响；当压力对焓值影响；当压力较高时，需对压力进行校正较高时，需对压力进行校正对气相油品，对气相油品，p对其焓值影响较大。压力愈高，焓值愈对其焓值影响较大。压力愈高，焓值愈小小 第69页石油加工石油加工石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质焓值求定焓值求定 纯烃、纯物质焓值纯烃、纯物质焓值理想气体焓值理想气体焓值（1）HCpdT（2）用下式计算）用下式计算 式中式中 H00：基准焓值，对烃类：基准焓值，对烃类H00=0(-129时饱和液相时饱和液相 焓焓)，对非烃类则以，对非烃类则以0K时理想气体时理想气体H00=0理想