第三講石油餾分的特性參數和組成預測2009年3月18日特性參數與組成預測石油是復雜的烴類混合物蒸餾是改變組成數量、不改變結構的物理分離過程其它二次加工過程均是改變組成和結構的過程組成的變化預示性質的改變<200oC汽油或低沸餾分180～350oC煤油、柴油餾分或中間餾分350～500oC減壓或高沸餾分潤滑油原料或裂化原料>500oC減壓渣油特性參數與組成預測

350～360oC餾分的物理性質物性大慶勝利大港孤島200.83420.84860.87630.9172M286.6288.8259.0283.8nD201.46631.47431.48821.5113100(mm2/s)2.332.73 2.663.25K>12.612.112.111.8

不同原油即使相同沸程的餾分油，由于化學組成差別，其物性也會有顯著不同。因而表征石油餾分特性僅用沸點和密度是不夠的。特性參數與組成預測幾種表征石油餾分特性的參數

一、石油餾分的特性參數1、平均沸點

tm

—

實分子平均沸點；tme—中平均沸點

恩氏蒸餾特性參數與組成預測tw=tv＋1tu=tv－2tcu=tv－3tme=tv－4特性參數與組成預測2、平均分子質量石油餾分的平均分子質量預測方法很多，舉主要幾例：圖表法：（1）Winn圖,tme,K,C/H,tAP(苯胺點)用任何二個值，求M（2）重餾分油98.9,37.8求得分子量（3）tme,,K,HV任二個求分子量關聯(lián)式：Winn圖關聯(lián)式特性參數與組成預測3、特性因數K(CharacterizationFactor(ofWatson)從烴類物性數據可見，不同烴類的密度、沸點不同，兩者結合可得到表征其結構特性的參數，并稱之為特性因數K。Tb原為Tm,后為TCU，現為Tme（單位，K)估算：1）計算式2）查圖表Winn圖等

特性參數與組成預測4、相關系數CI---CorrelationIndex

與K類似，由T、d表征石油餾分的烴類組成特征：隨油品石蠟性提高，CI下降

烷烴0～12環(huán)烷烴24～52芳香烴55～100特性參數與組成預測

5、粘重常數ViscosityGravityConstantVGC或粘重函數ViscosityGravityFactionVGF1928年HillandCoats提出

可貴之處是VGC有可加性。用于潤滑油餾分反映其粘溫性質及烴類分布。石蠟基原油潤滑油VGC<0.82中間基原油潤滑油VGC:0.82～0.85環(huán)烷基原油潤滑油VGC>0.85特性參數與組成預測與K規(guī)律相反,K:芳烴<環(huán)烷烴<烷烴VGC:芳烴<環(huán)烷烴<烷烴可見，石蠟性提高，K增大，CI下降，VGC下降。根據100單位或測定方法不同，VGC有不同計算式。用100oF和210oF的SSV（SayboltUniversalViscosity）秒表示粘度，則用下式計算：特性參數與組成預測因VGC與石油餾分化學組成有關，因此已用于估算石油餾分的P、N、A組成。對于M>200的用VGCM>200的用VGF式中100F

210F為100F和210F的運動粘度m2/S特性參數與組成預測6、交折點RI（Refractivityintercept）1936KurtzorWard不同族烴類的RI值不同，所以RI可作推算石油烴組成的特性參數。烷烴RI：1.048～1.05環(huán)烷烴RI:1.03～1.046芳烴RI:1.07～1.105特性參數與組成預測7、Huang特性因數I1977烷烴I=0.267～0.273環(huán)烷烴I=0.278～0.308芳烴I=0.298～0.362適用范圍:M:70～56720:0.62～1.07Tb:97～928K折光nD20:1.35～1.63M<200:偏差1%；M>200:1.1%特性參數與組成預測特征參數ParaffinsNaphtheneAromatics特點特性因數K13.1～13.510.5～13.29.5～12.5ANP相關指數CI0～1224～5255～100PNA分開粘重常數VGC0.74～0.750.89～0.940.95～1.13可加性\分開值小交折點RI1.048～1.051.03～1.0461.07～1.105分開、差小Huang特性因數I0.267～0.2730.278～0.3080.298～0.362PN分開NA重疊5種反映石油餾分烴組成特性參數的范圍

特性參數與組成預測二、石油餾分化學組成的預測方法

1、n-d-M法預測Cp,CN,CA

特性參數與組成預測1951年VanNesandVanWesten提出方法優(yōu)點：1）有一定實驗基礎，準確確定不含烯烴石油餾分碳和環(huán)的分布2）所需參數n、d、M較易測得3）使用方便，可計算亦可查圖4）可適用于純烴和不同基屬原油

不足：1）必須假定所有環(huán)（芳烴、環(huán)烷烴）均為六員環(huán)2）必須假定所有環(huán)均呈渺位縮合3）使用范圍限于不含烯的M>200的石油餾分特性參數與組成預測特性參數與組成預測

2、

RI、VGC預測石油烴組成1980年RiaziandDaubert提出計算石油餾分烴組成：

XP=a+bRI+cVGCXN=d+eRI+fVGCXA=g+hRI+IVGC其中，a,b……I為系數，XP、XN、XA為摩爾分率。當M:200～500時,式中用VGC計算.M<200式中用VGF計算需要相對密度和粘度等數據。特性參數與組成預測優(yōu)點：具備必要數據時（密度和粘度），可方便地得到石油餾分烴組成的摩爾分率。問題：此方法的基礎為42個輕餾分和16個重餾分，實驗數據少，經考察有下列特點：

1）適用范圍較窄2）需要輕餾分的粘度值

特性參數與組成預測系數輕餾分重餾分分子量范圍80～200200～500a-23.94-9.00b+24.21+12.53c-1.092-4.228d+41.14+18.66e-39.43-19.90f+0.627+2.973g-16.2-8.66h+15.22+7.37i+0.465+1.255特性參數與組成預測M<200輕餾分

M>200重餾分

P%=-1335.9+1445.9RI-131.34VGF①P%=257.37+101.33RI-357.3VGC④nN%=2398.2-2333.3RI+81.52VGF②N%=246.4-267.01RI+196.3VGC⑤A%=100-(P%+N%)③A%=100-(P%+N%)③VGF,VGC,RI同前，當無粘度數據時無法計算VGF、VGC，則用以下一組最佳關聯(lián)

P%=257-287S+2.876CH⑥C/HMnP%=198.42-27.72RI-15.64CH⑩C/Hn

N%=52.641-0.7494(P%)-2.181m⑦N%=59.77-76.17RI+6.805CH(11)A%=100-(P%+N%)③A%=100-(P%+N%)③特性參數與組成預測M<200輕餾分

M>200重餾分

orP%=373.87-408.29S+1.4772m⑧

MnP%=193.82+0.7485m-19.966CH(12)C/HMn

N%=-150.27+210.15S-2.388m⑨

N%=-42.26-0.777m+10.7625CH(13)A%=100-(P%+N%)③

A%=100-(P%+N%)③

上各式可得總芳烴含量，對煤液可細分為：MA%（單芳）+PA%（雙和縮芳）

MA%=-6282.45+5990.816RI-2.4835m(14)Mn因無實測組成數據，無關聯(lián)式PA%=1188.17-1122.13RI+2.3745m(15)A%=100-(P%+N%)③

注意：當無以上實測參數時，可按以下以Tb,S為函數的關聯(lián)式估算（基于純烴和石油餾分）M=70～300（至柴油）Tb=80～650F(27～343C)計算式（17～21）

M=300～600（減壓餾分油）Tb=650～1000F(343～538C)計算式（22～25）

特性參數與組成預測特性參數與組成預測特性參數與組成預測方法評述：1、n-d-M法僅可用于分子量大于200。P%>25%,準確性與10、11、3（C/H、RI）類似。2、無粘度數據時:以式6～9，3計算M<200的輕餾分，需C/H，M，n，

以10～13、3計算重餾分，需C/H，n，或C/H，M，n3、當有粘度、n，數據時：以式1～3和4、5、3估算無烯石油餾分的P、N、A最佳。方法評述：4、對于高芳烴餾分或煤液，為較好預測熱力學性質，用假組分法確定芳烴的類型是必要的，可用式14～16確定MA%、PA%。5、

計算中，如P、N、A、MA、PA出現<0，則取為0。6、注意式3比式16更準確。特性參數與組成預測課程討論1：汽油組成與其使用性能的關系？話題1——汽油烴族組成（PONA)與燃燒性能？話題2——汽油烴族組成與安定性？話題3——汽油中硫化合物的存在形態(tài)？

汽油脫硫的方法與優(yōu)缺點？（作業(yè)2）話題4——提高汽油性能的加工技術？特性參數與組成預測汽油組成變化對排放有害物的影響

COHCNOOzoneToxics*芳香烴45%20%-13%-6%==-=++烯烴20%5%=+6%-6%-10%=-==MTBE0%15%-11%-5%====+=T90182138℃=-22%+5%-10%----*苯、丁二烯、甲醛、乙醛注：=不變-減少+增加特性參數與組成預測生產新配方汽油時，選擇工藝的影響因素歸納如下：工藝選項蒸汽壓芳香烴苯烯烴硫T90氧辛烷值減少丁烷

=====無—加MTBE=+++++

+增加烷基化+++++=無+除去苯前身物=+

===無=減重整油量+

+—=

無—催化汽油加氫===

=無—FCC進料加氫脫硫====+