石油物性第四講

1、第四講第四講 石油烴類的粘度石油烴類的粘度 20092009年年3 3月月2525日日 石油烴類的粘度 粘度是評(píng)價(jià)油品流動(dòng)性的指標(biāo)粘度是評(píng)價(jià)油品流動(dòng)性的指標(biāo): 工藝計(jì)算、裝置設(shè)計(jì)（蒸餾塔、汽提塔等）工藝計(jì)算、裝置設(shè)計(jì)（蒸餾塔、汽提塔等） 油品輸送（管道設(shè)計(jì)、原油開采）油品輸送（管道設(shè)計(jì)、原油開采） 操作控制（萃取、沉降與過濾分離、反應(yīng)等）操作控制（萃取、沉降與過濾分離、反應(yīng)等） 產(chǎn)品性質(zhì)（燃料油、柴油、潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油）產(chǎn)品性質(zhì)（燃料油、柴油、潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油） 油品的粘度與化學(xué)組成密切相關(guān)，油品的粘度與化學(xué)組成密切相關(guān)， 反映了油品烴類組成的特點(diǎn)。反映了油品烴類組成的特點(diǎn)。 石油烴類的粘度 1686

2、年牛頓最早指出：年牛頓最早指出： 流體內(nèi)部各層發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，各層交界面上產(chǎn)生內(nèi)流體內(nèi)部各層發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，各層交界面上產(chǎn)生內(nèi) 摩擦力摩擦力F； 內(nèi)摩擦力大小與流體性質(zhì)有關(guān)，與壓力大小無關(guān)內(nèi)摩擦力大小與流體性質(zhì)有關(guān)，與壓力大小無關(guān) （40atm） 內(nèi)摩擦系數(shù)，內(nèi)摩擦系數(shù)， 動(dòng)力粘度動(dòng)力粘度 宏觀物體運(yùn)動(dòng)，摩擦系數(shù)反映的是表面的粗糙程度，宏觀物體運(yùn)動(dòng)，摩擦系數(shù)反映的是表面的粗糙程度， 流體流動(dòng)時(shí)，摩擦系數(shù)反映的是什么？流體流動(dòng)時(shí)，摩擦系數(shù)反映的是什么？ 石油烴類的粘度 單位單位 1、動(dòng)力粘度、動(dòng)力粘度 SI: N.S/m2=Pa.S cgs: dyne.s/cm2=P (Poises)=1000

3、CP 1Pa.S=10P=1000CP 2、運(yùn)動(dòng)粘度、運(yùn)動(dòng)粘度 t= t/ t SI: m2/S cgs: cm2/S (斯，斯，st) mm2/S（厘斯，（厘斯，cst） 石油烴類的粘度 3、條件粘度、條件粘度 名稱，單位名稱，單位符號(hào)符號(hào)應(yīng)用國(guó)家應(yīng)用國(guó)家試樣量，試樣量，ml換算式換算式 恩氏粘度恩氏粘度 Et俄法德意中俄法德意中200 賽氏通用粘度，賽氏通用粘度， 秒秒 Sut美美60 賽氏糠醛粘度，賽氏糠醛粘度， 秒（重油）秒（重油） SFt美美60 雷氏商用粘度，雷氏商用粘度， 秒（秒（1號(hào)）號(hào)） Rt美、英（聯(lián)美、英（聯(lián) 邦）邦） 50 雷氏海軍秒（雷氏海軍秒（2 號(hào)）號(hào)） RAt英

4、、美英、美50 貝爾，度貝爾，度 Bt法法1小時(shí)流出體小時(shí)流出體 積毫升數(shù)積毫升數(shù) 石油烴類的粘度 粘度測(cè)定方法：粘度測(cè)定方法： 一、毛細(xì)管型一、毛細(xì)管型 原理：泊氏公式原理：泊氏公式 t t=C=C C- C-毛細(xì)管常數(shù)（選擇剪切）毛細(xì)管常數(shù)（選擇剪切） 特點(diǎn)：簡(jiǎn)便、省油樣、價(jià)廉、準(zhǔn)確性足夠特點(diǎn)：簡(jiǎn)便、省油樣、價(jià)廉、準(zhǔn)確性足夠 問題：不能測(cè)定高粘、高壓、高溫問題：不能測(cè)定高粘、高壓、高溫 適用：淺、深色試樣適用：淺、深色試樣 二、二、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)旋轉(zhuǎn)粘度計(jì) 原理：一靜止與另一勻速旋轉(zhuǎn)的圓原理：一靜止與另一勻速旋轉(zhuǎn)的圓 筒（或錐等）間放置試樣，旋轉(zhuǎn)產(chǎn)筒（或錐等）間放置試樣，旋轉(zhuǎn)產(chǎn) 生剪切應(yīng)力，測(cè)

5、其扭轉(zhuǎn)力矩生剪切應(yīng)力，測(cè)其扭轉(zhuǎn)力矩M M，然，然 后計(jì)算粘度后計(jì)算粘度 適用：淺、深色試樣適用：淺、深色試樣 石油烴類的粘度 三、落球式三、落球式 原理：圓球（或錐）在流體中下降速度與粘度有關(guān)，原理：圓球（或錐）在流體中下降速度與粘度有關(guān)，StokesStokes 公式公式 適用：適用：常溫，亦可高溫、高壓。常溫，亦可高溫、高壓。 四、四、條件式條件式 恩氏粘度、賽氏粘度、雷氏粘度恩氏粘度、賽氏粘度、雷氏粘度 五、振動(dòng)探頭型（五、振動(dòng)探頭型（Vibrating Probe TypeVibrating Probe Type） 以恒定頻率振幅的探頭放入流體中，振幅發(fā)生變化以恒定頻率振幅的探頭放入流

6、體中，振幅發(fā)生變化 石油烴類的粘度 一、石油烴類氣體的粘度預(yù)測(cè)一、石油烴類氣體的粘度預(yù)測(cè) 石油烴類的粘度 氣體粘度產(chǎn)生：氣體粘度產(chǎn)生： 氣體受剪切力作用，可形成不同氣體層氣體受剪切力作用，可形成不同氣體層 氣體分子進(jìn)行無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)氣體分子進(jìn)行無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng) 當(dāng)氣體受剪切力以一定速度移動(dòng)時(shí)，氣體分子的運(yùn)動(dòng)為：當(dāng)氣體受剪切力以一定速度移動(dòng)時(shí)，氣體分子的運(yùn)動(dòng)為： 速度梯度熱運(yùn)動(dòng)速度梯度熱運(yùn)動(dòng) 不同速度移動(dòng)的不同層分子間：不同速度移動(dòng)的不同層分子間： 快層中分子具有較大動(dòng)量，飛向慢層中與慢層分子碰撞，動(dòng)量快層中分子具有較大動(dòng)量，飛向慢層中與慢層分子碰撞，動(dòng)量 傳遞，使慢層分子熱運(yùn)動(dòng)加快，即溫度上升和移動(dòng)

7、速度加快。傳遞，使慢層分子熱運(yùn)動(dòng)加快，即溫度上升和移動(dòng)速度加快。 宏觀情況是阻礙氣體層運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生內(nèi)摩擦。宏觀情況是阻礙氣體層運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生內(nèi)摩擦。 石油烴類的粘度 u與液體粘度差別與液體粘度差別 液體：內(nèi)摩擦；液體：內(nèi)摩擦； 氣體：氣體：分子間動(dòng)量交換分子間動(dòng)量交換，而非分子間摩擦。，而非分子間摩擦。 u當(dāng)氣體溫度上升，氣體分子隨機(jī)熱運(yùn)動(dòng)加劇，當(dāng)氣體溫度上升，氣體分子隨機(jī)熱運(yùn)動(dòng)加劇， 氣體分子層間分子擴(kuò)散加劇，運(yùn)動(dòng)速度加快，導(dǎo)致粘度上升。氣體分子層間分子擴(kuò)散加劇，運(yùn)動(dòng)速度加快，導(dǎo)致粘度上升。 石油烴類的粘度 1、定量關(guān)系、定量關(guān)系 變換：因?yàn)樽儞Q：因?yàn)?與分子碰撞頻率成反比，即頻率與同層中所有分與

8、分子碰撞頻率成反比，即頻率與同層中所有分 子體積面積成簡(jiǎn)單正比。子體積面積成簡(jiǎn)單正比。 石油烴類的粘度 石油烴類的粘度 當(dāng)考慮分子間相斥、相吸碰撞作用時(shí)，當(dāng)考慮分子間相斥、相吸碰撞作用時(shí)， ChampmanEnskog提出引入提出引入碰撞積分碰撞積分進(jìn)行修正進(jìn)行修正 石油烴類的粘度 2、粘度預(yù)測(cè)、粘度預(yù)測(cè) 現(xiàn)代流體理論把粘度視為以下兩項(xiàng)之和：現(xiàn)代流體理論把粘度視為以下兩項(xiàng)之和： k 分子自由運(yùn)動(dòng)碰撞時(shí)動(dòng)量分子自由運(yùn)動(dòng)碰撞時(shí)動(dòng)量 傳遞對(duì)粘度的貢獻(xiàn)傳遞對(duì)粘度的貢獻(xiàn) 分子引力對(duì)粘度分子引力對(duì)粘度 的貢獻(xiàn)的貢獻(xiàn) 石油烴類的粘度 石油烴類的粘度 真實(shí)氣體粘度預(yù)測(cè)真實(shí)氣體粘度預(yù)測(cè) 一般按其組成，一般按其組

9、成，T、P條件分為純氣體或混合氣體，各在低、條件分為純氣體或混合氣體，各在低、 中、高壓下幾種類型，方法極多?，F(xiàn)僅討論一類：基于中、高壓下幾種類型，方法極多?，F(xiàn)僅討論一類：基于 Chapman-Enskog理論及對(duì)應(yīng)狀態(tài)方程。理論及對(duì)應(yīng)狀態(tài)方程。 一純氣體一純氣體 a. Chapman-Enskog關(guān)系關(guān)系 低壓、極性和非極性氣體低壓、極性和非極性氣體 極性、非極性分子間引力不同，碰撞積分計(jì)算方法不同。極性、非極性分子間引力不同，碰撞積分計(jì)算方法不同。 石油烴類的粘度 非極性氣體： A、B、C、-F常數(shù)，常數(shù)，A=1.16145, B=0.14874, C=0.52487, D=0.77320

10、, E=2.16178, F=2.43787 適用適用0.3T*1.00 平均偏差平均偏差0.064%. 石油烴類的粘度 極 性 氣 體： b、對(duì)應(yīng)狀態(tài)關(guān)系、對(duì)應(yīng)狀態(tài)關(guān)系 從前面式中可以看到，從前面式中可以看到， 與與 有關(guān)，有關(guān)， 與與Vc有關(guān)，有關(guān)，Vc與與 RTc/Pc相關(guān)相關(guān)，所以，許多研究者根據(jù)對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理，提，所以，許多研究者根據(jù)對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理，提 出氣體粘度計(jì)算方法。出氣體粘度計(jì)算方法。 )(Trf r Reichenberg AIChE,19,854(73); 21,181(75) Ni-i型基團(tuán)數(shù)型基團(tuán)數(shù) Ci-i型基團(tuán)貢獻(xiàn)值。型基團(tuán)貢獻(xiàn)值。 2、較高壓力區(qū)較高壓力區(qū) 稠密氣體

11、稠密氣體 壓力較高時(shí)，一定溫度區(qū)，溫度升高，粘度下降，類壓力較高時(shí)，一定溫度區(qū)，溫度升高，粘度下降，類 似液體粘度。似液體粘度。 溫度很高時(shí)，再次出現(xiàn)溫度升高，粘度增大。溫度很高時(shí)，再次出現(xiàn)溫度升高，粘度增大。 ChapmanEnskog只適合稀薄氣體，對(duì)于稠密氣體，只適合稀薄氣體，對(duì)于稠密氣體， 要修正，修正方法：要修正，修正方法： 壓力下的粘度壓力下的粘度 （G）常根據(jù)對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理，）常根據(jù)對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理， 采用殘余粘度（采用殘余粘度（ - 0）或粘度比）或粘度比 / 0與與 r關(guān)系來關(guān)聯(lián)。關(guān)系來關(guān)聯(lián)。 A 殘余粘度關(guān)聯(lián)殘余粘度關(guān)聯(lián) 1）對(duì)非極性氣體）對(duì)非極性氣體 2)極性氣體極性氣體 b

12、粘度比關(guān)聯(lián)粘度比關(guān)聯(lián) (與與Tr, Pr關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)) Reichenberg 1975年提出，更適用于高壓。年提出，更適用于高壓。 適用：極性和非極性適用：極性和非極性 （二）氣體混合物的粘度（二）氣體混合物的粘度 I低壓區(qū)低壓區(qū) 混合物的粘度與組分是非線性的，對(duì)于極性或非極性混混合物的粘度與組分是非線性的，對(duì)于極性或非極性混 合物氣體，當(dāng)兩者的粘度差別不大時(shí)，出現(xiàn)最大值。合物氣體，當(dāng)兩者的粘度差別不大時(shí)，出現(xiàn)最大值。 根據(jù)根據(jù)ChapmanEnskog氣體動(dòng)力學(xué)理論，嚴(yán)格推導(dǎo)得：氣體動(dòng)力學(xué)理論，嚴(yán)格推導(dǎo)得： （2）HernugZipper 不宜于含氫體系不宜于含氫體系 II. 高壓區(qū)氣體混合物

13、的粘度高壓區(qū)氣體混合物的粘度 API推薦推薦 DeanStiel 對(duì)應(yīng)狀態(tài)，類似殘余粘度對(duì)應(yīng)狀態(tài)，類似殘余粘度 適用：高壓、非極性、低分子量氣體，可用于高溫液體。適用：高壓、非極性、低分子量氣體，可用于高溫液體。 四、石油烴類液體粘度預(yù)測(cè)四、石油烴類液體粘度預(yù)測(cè) 液體粘度預(yù)測(cè)無可靠理論依據(jù)，主要為經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)，因液體粘度預(yù)測(cè)無可靠理論依據(jù)，主要為經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)，因 而其準(zhǔn)確性比氣體粘度差。而其準(zhǔn)確性比氣體粘度差。 有關(guān)液體粘度有很多假說，但不完善：有關(guān)液體粘度有很多假說，但不完善： 氣體與液體可連續(xù)互相轉(zhuǎn)變（汽化與冷凝），二者的力學(xué)關(guān)系有相氣體與液體可連續(xù)互相轉(zhuǎn)變（汽化與冷凝），二者的力

14、學(xué)關(guān)系有相 似點(diǎn)，而液體與固體在熱容量與密度相差不多，表明液體與固體分似點(diǎn)，而液體與固體在熱容量與密度相差不多，表明液體與固體分 子間距離較接近，在液體中不能忽略分子間力。所以液體可從氣體子間距離較接近，在液體中不能忽略分子間力。所以液體可從氣體 或固體理論出發(fā)?；蚬腆w理論出發(fā)。 1）Jegon曾企圖將氣體粘度成因直接用于液體粘度，即認(rèn)為液曾企圖將氣體粘度成因直接用于液體粘度，即認(rèn)為液 體粘度也是因分子由一層轉(zhuǎn)移到另一層的結(jié)果，但溫度升高，分子體粘度也是因分子由一層轉(zhuǎn)移到另一層的結(jié)果，但溫度升高，分子 運(yùn)動(dòng)加劇，液體粘度應(yīng)上升，但與實(shí)際結(jié)果：溫度上升，液體粘度運(yùn)動(dòng)加劇，液體粘度應(yīng)上升，但與實(shí)際

15、結(jié)果：溫度上升，液體粘度 下降相矛盾。下降相矛盾。 2）Andrade從液體與固體類似出發(fā)；認(rèn)為一層流動(dòng)液體傳遞從液體與固體類似出發(fā)；認(rèn)為一層流動(dòng)液體傳遞 動(dòng)量給另一層，不是因?yàn)榉肿愚D(zhuǎn)移，而是分子間相互定向吸引動(dòng)量給另一層，不是因?yàn)榉肿愚D(zhuǎn)移，而是分子間相互定向吸引 在邊界上暫時(shí)組合造成的。因?yàn)闊徇\(yùn)動(dòng)擾亂此定向，所以溫度在邊界上暫時(shí)組合造成的。因?yàn)闊徇\(yùn)動(dòng)擾亂此定向，所以溫度 升高，定向作用穩(wěn)定性下降，導(dǎo)致液體粘度下降。升高，定向作用穩(wěn)定性下降，導(dǎo)致液體粘度下降。 3）Gemant認(rèn)為氣體粘度是真實(shí)分子碰撞引起動(dòng)量傳遞。液認(rèn)為氣體粘度是真實(shí)分子碰撞引起動(dòng)量傳遞。液 體粘度是兩相鄰液層分子引力場(chǎng)的結(jié)

16、果，液體分子運(yùn)動(dòng)必須克體粘度是兩相鄰液層分子引力場(chǎng)的結(jié)果，液體分子運(yùn)動(dòng)必須克 服此引力場(chǎng)。所以，一定剪切力下，引力強(qiáng)的分子流動(dòng)慢，即服此引力場(chǎng)。所以，一定剪切力下，引力強(qiáng)的分子流動(dòng)慢，即 粘度大?？梢哉f明：粘度大?？梢哉f明： A）溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，有利于克服分子間力，而）溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，有利于克服分子間力，而 使液體粘度下降；而氣體，溫度升高，熱運(yùn)動(dòng)加劇，動(dòng)量傳遞使液體粘度下降；而氣體，溫度升高，熱運(yùn)動(dòng)加劇，動(dòng)量傳遞 上升，所以氣體粘度增大。上升，所以氣體粘度增大。 B）壓力升高，分子間距離下降，吸引力增大，所以液體粘）壓力升高，分子間距離下降，吸引力增大，所以液體粘 度升高

17、，但因?yàn)橐后w可壓縮性小，所以中壓下，壓力影響不明度升高，但因?yàn)橐后w可壓縮性小，所以中壓下，壓力影響不明 顯。顯。 液體組成、溫度、壓力對(duì)粘度的影響液體組成、溫度、壓力對(duì)粘度的影響 1、組成的影響、組成的影響 相同溫度，隨異構(gòu)基數(shù)和長(zhǎng)度增加，粘度增大相同溫度，隨異構(gòu)基數(shù)和長(zhǎng)度增加，粘度增大 帶一個(gè)或兩個(gè)雙鍵不飽和烴，室溫下，不飽和烴帶一個(gè)或兩個(gè)雙鍵不飽和烴，室溫下，不飽和烴 飽和烴飽和烴 環(huán)烷烴：隨正構(gòu)基鏈長(zhǎng)的增長(zhǎng)，粘度增大環(huán)烷烴：隨正構(gòu)基鏈長(zhǎng)的增長(zhǎng)，粘度增大 正構(gòu)烷烴中引入正構(gòu)烷烴中引入-OH-OH、-Cl-Cl、-SO-SO3 3等極性基團(tuán)，粘度增加等極性基團(tuán)，粘度增加 同系物，分子量增加，

18、粘度增加。同系物，分子量增加，粘度增加。 2、 溫度對(duì)液體粘度的影響溫度對(duì)液體粘度的影響 粘度比、粘度指數(shù)和粘溫系數(shù)：粘度比、粘度指數(shù)和粘溫系數(shù)： 室溫下，相同粘度的不同烴，粘溫性質(zhì)不同。室溫下，相同粘度的不同烴，粘溫性質(zhì)不同。 粘溫系數(shù)在同系列中，依次增加。粘溫系數(shù)與粘溫系數(shù)在同系列中，依次增加。粘溫系數(shù)與-CH-CH2 2的關(guān)系比的關(guān)系比 粘度關(guān)系更為復(fù)雜。粘度關(guān)系更為復(fù)雜。 正構(gòu)烷烴與一個(gè)異構(gòu)基的異構(gòu)烷烴，其粘溫曲線平行；隨鏈正構(gòu)烷烴與一個(gè)異構(gòu)基的異構(gòu)烷烴，其粘溫曲線平行；隨鏈 分支的增加，粘溫系數(shù)增加。分支的增加，粘溫系數(shù)增加。 鏈烴中雙鍵對(duì)粘溫系數(shù)基本無影響。鏈烴中雙鍵對(duì)粘溫系數(shù)基本

19、無影響。 環(huán)烷烴粘溫系數(shù)大于相應(yīng)的脂鏈烴，且隨環(huán)數(shù)增加，粘溫系環(huán)烷烴粘溫系數(shù)大于相應(yīng)的脂鏈烴，且隨環(huán)數(shù)增加，粘溫系 數(shù)增加。數(shù)增加。 環(huán)烷烴上烷基側(cè)鏈?zhǔn)拐硿叵禂?shù)下降；側(cè)鏈的影響隨鏈長(zhǎng)的增環(huán)烷烴上烷基側(cè)鏈?zhǔn)拐硿叵禂?shù)下降；側(cè)鏈的影響隨鏈長(zhǎng)的增 加而增大。加而增大。 粘溫關(guān)系隨液體粘度的增加而增加。粘溫關(guān)系隨液體粘度的增加而增加。 3 3、液體粘度與密度的關(guān)系、液體粘度與密度的關(guān)系 低分子烴的粘度很小，較好的服從上式，其他烴則不服從。低分子烴的粘度很小，較好的服從上式，其他烴則不服從。 原因如下：分子量較大的液體烴類分子間發(fā)生較牢固的原因如下：分子量較大的液體烴類分子間發(fā)生較牢固的“締合締合”。 除

20、分子間通常的引力外，增加了除分子間通常的引力外，增加了“締合締合”，增加了對(duì)剪切，增加了對(duì)剪切 的阻力，從而使粘度增加。的阻力，從而使粘度增加。 締合分子間的體積大于分子團(tuán)中單個(gè)分子體積之和，因締締合分子間的體積大于分子團(tuán)中單個(gè)分子體積之和，因締 合分子團(tuán)中有空隙，也使液體粘度增加。合分子團(tuán)中有空隙，也使液體粘度增加。 因?yàn)橐后w中締合分子和未締合分子的比例和溫度有關(guān)，溫度升因?yàn)橐后w中締合分子和未締合分子的比例和溫度有關(guān)，溫度升 高，締合分子減少，則粘度降低。高，締合分子減少，則粘度降低。 總之，粘溫關(guān)系取決于：分子所占體積（總之，粘溫關(guān)系取決于：分子所占體積（）和締合作用。）和締合作用。 11

21、 liq 4、 壓力對(duì)液體粘度的影響壓力對(duì)液體粘度的影響 描述方法：粘度的壓力系數(shù)描述方法：粘度的壓力系數(shù) 0 0 21 21 log 1 1 p p pp dp d 壓力壓力110004000800012000 n-C5 00.3150.8471.0601.846 (1.545)(1.419)(1.483)(1.742)(2.252) n-C6 0.00.3320.5141.803 (1.547)(1.449)(1.633)(2.070) n-C7 0.00.3271.088 (1.549)(1.493)(2.113) i-C5 0.00.3440.8941.4311.947 (1.510)

22、(1.416)(1.510)(1.786)(2.996) 0.00.347 (1.718)(1.845) 0.00.2740.8371.699 (1.600)(1.618)(1.995)(3.258) 0.00.2900.967 (1.559)(1.626)(2.138) 可見可見: 隨壓力增大隨壓力增大,粘度增加粘度增加;低壓時(shí)低壓時(shí),增加較慢增加較慢;高壓時(shí)高壓時(shí),增大較快增大較快. 對(duì)于烴對(duì)于烴,大多數(shù)隨鏈長(zhǎng)增加大多數(shù)隨鏈長(zhǎng)增加,壓力影響增加壓力影響增加; 異構(gòu)烷烴對(duì)壓力敏感性比正構(gòu)烷烴大異構(gòu)烷烴對(duì)壓力敏感性比正構(gòu)烷烴大; 烴結(jié)構(gòu)復(fù)雜性增加烴結(jié)構(gòu)復(fù)雜性增加, 粘度的壓力系數(shù)增加粘度的壓力

23、系數(shù)增加. Verb等提出等提出: 當(dāng)當(dāng)P0.70.75 粘度隨溫度升高而迅速下降，也不適用。粘度隨溫度升高而迅速下降，也不適用。 方法：由已知兩個(gè)溫度下的粘度，得到方法：由已知兩個(gè)溫度下的粘度，得到A和和B值。值。 烴類：平均偏差烴類：平均偏差2%. T B L Ae 2、中等溫度，基團(tuán)貢獻(xiàn)類型、中等溫度，基團(tuán)貢獻(xiàn)類型 1）OrrickErbar PGL P474 2)VanVelzen Cardozo et al 研究結(jié)構(gòu)與粘度關(guān)系，提出研究結(jié)構(gòu)與粘度關(guān)系，提出“當(dāng)量鏈長(zhǎng)當(dāng)量鏈長(zhǎng)N*”概念，概念， 并修正了并修正了Andrade式。式。 3、高溫下液體粘度、高溫下液體粘度 液體烴類混合物粘

24、度液體烴類混合物粘度 恒溫下，二元液體混合物粘度可能有如下四種情況：恒溫下，二元液體混合物粘度可能有如下四種情況： 情況情況a: 近似直線近似直線無化學(xué)作用的正常液體無化學(xué)作用的正常液體 情況情況b:有最低點(diǎn)有最低點(diǎn)締合組分締合組分A在在B組分影響下離解使粘度先下降，組分影響下離解使粘度先下降， 后因后因B的粘度高而上升的粘度高而上升。 情況情況c：有突出最大粘度點(diǎn)：有突出最大粘度點(diǎn)一個(gè)組分高極性或一定組分成比例一個(gè)組分高極性或一定組分成比例 時(shí)產(chǎn)生松散締合，最大粘度稱奇異點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生松散締合，最大粘度稱奇異點(diǎn)。 情況情況d: 有緩和最大粘度有緩和最大粘度產(chǎn)生離解化合現(xiàn)象產(chǎn)生離解化合現(xiàn)象。 對(duì)于液

25、態(tài)烴及石油等非極性組分混合物，一般室溫或較高溫度時(shí)屬對(duì)于液態(tài)烴及石油等非極性組分混合物，一般室溫或較高溫度時(shí)屬 a類，且溫度升高，曲線變直，溫度下降，曲度增加。類，且溫度升高，曲線變直，溫度下降，曲度增加。 當(dāng)溫度迅速下降，如某一組分締合很多，當(dāng)加入另一組分后，使締當(dāng)溫度迅速下降，如某一組分締合很多，當(dāng)加入另一組分后，使締 合部分離解成合部分離解成b型。型。 石油餾分粘度預(yù)測(cè)：石油餾分粘度預(yù)測(cè)： 2、API圖表圖表 TCU，API計(jì)算計(jì)算500C和和1000C粘度粘度 不互溶液體的混合粘度：不互溶液體的混合粘度： 1） 分散相的體積分率分散相的體積分率0.03時(shí)時(shí) 形成乳狀液形成乳狀液 組別組

26、別 字母字母 燃料類型燃料類型組成組成 G 氣體燃料氣體燃料 甲烷、乙烷或它們混合組成的石油甲烷、乙烷或它們混合組成的石油 氣體燃料氣體燃料(天然氣、煉廠氣）天然氣、煉廠氣） L 液化氣燃料液化氣燃料 C3、C4液化石油氣燃料液化石油氣燃料 D 餾分燃料餾分燃料 汽油、煤油和柴油，重質(zhì)餾份油可汽油、煤油和柴油，重質(zhì)餾份油可 含少量蒸餾殘油含少量蒸餾殘油 R 殘?jiān)剂蠚堅(jiān)剂?由蒸餾殘油組成的石油燃料由蒸餾殘油組成的石油燃料 類別類別 名稱名稱使用范圍使用范圍 汽油機(jī)燃料汽油機(jī)燃料 航空汽油航空汽油活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)、快速艦艇活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)、快速艦艇 發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī) 車用汽油車用汽油 汽油機(jī)汽車、

27、艦艇汽油發(fā)動(dòng)機(jī)汽油機(jī)汽車、艦艇汽油發(fā)動(dòng)機(jī) 柴油機(jī)燃料柴油機(jī)燃料 輕柴油輕柴油 軍用柴油軍用柴油 各種柴油機(jī)汽車及牽引機(jī)、坦各種柴油機(jī)汽車及牽引機(jī)、坦 克柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、艦艇柴油發(fā)動(dòng)克柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、艦艇柴油發(fā)動(dòng) 機(jī)機(jī) 重柴油重柴油中速柴油機(jī)中速柴油機(jī) 大功率低速柴油機(jī)大功率低速柴油機(jī) 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī) 燃料燃料 航煤航煤 （噴氣燃料）（噴氣燃料） 渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪風(fēng)扇發(fā)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪風(fēng)扇發(fā) 動(dòng)機(jī)、渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪螺動(dòng)機(jī)、渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪螺 槳發(fā)動(dòng)機(jī)、槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)槳發(fā)動(dòng)機(jī)、槳扇發(fā)動(dòng)機(jī) 鍋爐燃料鍋爐燃料艦船艦船鍋爐鍋爐 大型船舶鍋爐燃料油大型船舶鍋爐燃料油 大型低速柴油機(jī)燃料大型低速柴油機(jī)

28、燃料 各種工業(yè)爐或鍋爐燃料各種工業(yè)爐或鍋爐燃料 燃燃 料料 油油 餾分燃料油餾分燃料油 殘?jiān)剂嫌蜌堅(jiān)剂嫌?內(nèi)燃機(jī) 外燃機(jī) 燃料油產(chǎn)量燃料油產(chǎn)量：年全國(guó)燃料油產(chǎn)量達(dá)到年全國(guó)燃料油產(chǎn)量達(dá)到2005萬噸萬噸 （電力與小煉廠的再加工）（電力與小煉廠的再加工） 燃料油進(jìn)口：進(jìn)口量達(dá)到燃料油進(jìn)口：進(jìn)口量達(dá)到2379萬噸萬噸 燃料油進(jìn)口途徑：韓國(guó)燃料油進(jìn)口途徑：韓國(guó)27.6、新加坡、新加坡23.5、 俄羅斯俄羅斯23.4 用途用途1999年年2002年年 電力電力2740 建材建材419 化工化工2518 輕工輕工138 交通交通56 冶金冶金165 民用燃?xì)饷裼萌細(xì)?1 鐵路鐵路12 其它其它71 行

29、業(yè)行業(yè)需求量，萬噸需求量，萬噸 電力電力850 石油石化石油石化560 建材建材340 冶金冶金330 交通交通900 其它其它200 合計(jì)合計(jì)3180 餾分燃料油餾分燃料油 殘?jiān)剂嫌蜌堅(jiān)剂嫌?原油原油 常壓渣油常壓渣油 減壓渣油減壓渣油 燃料油主要的調(diào)和組分與來源：燃料油主要的調(diào)和組分與來源： 渣油減粘裂化油渣油減粘裂化油 焦化蠟油焦化蠟油 催化裂化油漿催化裂化油漿 常壓或減壓渣油常壓或減壓渣油 其它（如糠醛抽出油）其它（如糠醛抽出油） 各種牌號(hào)燃料油的生產(chǎn)配比要按各種調(diào)和特性來決定各種牌號(hào)燃料油的生產(chǎn)配比要按各種調(diào)和特性來決定 決定煉廠燃料油生產(chǎn)的因素： 燃料油組分燃料油組分 輕質(zhì)油品

30、輕質(zhì)油品 ? 技術(shù)可能技術(shù)可能 性性 經(jīng)濟(jì)可行經(jīng)濟(jì)可行 性性 原油性質(zhì)原油性質(zhì) 產(chǎn)量產(chǎn)量 q 市場(chǎng)對(duì)輕質(zhì)油品的需求市場(chǎng)對(duì)輕質(zhì)油品的需求（需求增加且不可替代）（需求增加且不可替代） q 煉廠經(jīng)濟(jì)效益煉廠經(jīng)濟(jì)效益 （燃料油價(jià)格（燃料油價(jià)格 汽柴油價(jià)格重油輕質(zhì)化成本）汽柴油價(jià)格重油輕質(zhì)化成本） q 原油性質(zhì)原油性質(zhì) （渣油的可轉(zhuǎn)化性能）（渣油的可轉(zhuǎn)化性能） q 煉油技術(shù)、裝置配置煉油技術(shù)、裝置配置轉(zhuǎn)化深度轉(zhuǎn)化深度 q 煉廠熱量的自平衡煉廠熱量的自平衡 （瓦斯氣、（瓦斯氣、FCC再生熱、聯(lián)產(chǎn)造氣）再生熱、聯(lián)產(chǎn)造氣） 煉廠燃料油生產(chǎn)的基本思想：煉廠燃料油生產(chǎn)的基本思想： 在技術(shù)與經(jīng)濟(jì)不許可的前提下，不能

31、進(jìn)一步轉(zhuǎn)化的在技術(shù)與經(jīng)濟(jì)不許可的前提下，不能進(jìn)一步轉(zhuǎn)化的 加工剩余物。加工剩余物。 燃料油生產(chǎn)的趨勢(shì)：燃料油生產(chǎn)的趨勢(shì)： 原油劣質(zhì)化原油劣質(zhì)化 燃料油產(chǎn)量增加燃料油產(chǎn)量增加 煉油技術(shù)進(jìn)步煉油技術(shù)進(jìn)步 燃料油產(chǎn)量降低燃料油產(chǎn)量降低 煉廠節(jié)能降耗煉廠節(jié)能降耗 燃料油產(chǎn)量增加燃料油產(chǎn)量增加 q 在船舶運(yùn)營(yíng)成本中，燃料油用一般占在船舶運(yùn)營(yíng)成本中，燃料油用一般占5060左右，左右， 隨著燃料油價(jià)格上漲，殘?jiān)剂吓c餾份燃料價(jià)格差越隨著燃料油價(jià)格上漲，殘?jiān)剂吓c餾份燃料價(jià)格差越 來越大，從經(jīng)濟(jì)性考慮，船舶采用重質(zhì)燃料油的比例來越大，從經(jīng)濟(jì)性考慮，船舶采用重質(zhì)燃料油的比例 不斷增大。不斷增大。 重質(zhì)燃料油用在

32、大缸徑柴油機(jī)上，關(guān)鍵是燃燒高硫燃重質(zhì)燃料油用在大缸徑柴油機(jī)上，關(guān)鍵是燃燒高硫燃 料油的潤(rùn)滑問題。料油的潤(rùn)滑問題。 粘度：粘度：充分霧化，燃燒安全，降低油耗，減少積炭與磨損。充分霧化，燃燒安全，降低油耗，減少積炭與磨損。 十六烷值：十六烷值：正常啟動(dòng)，平穩(wěn)燃燒。正常啟動(dòng)，平穩(wěn)燃燒。 硫含量：硫含量： 減少腐蝕與空氣污染。減少腐蝕與空氣污染。 凝點(diǎn)：凝點(diǎn)：便于輸送。便于輸送。 穩(wěn)定性：穩(wěn)定性：防止氧化，減少油泥生成，保障正常供油。防止氧化，減少油泥生成，保障正常供油。 水分：水分：減少腐蝕與減少腐蝕與殘?jiān)伞堅(jiān)伞?防止油泥生成和對(duì)已生成的沉淀進(jìn)行分散防止油泥生成和對(duì)已生成的沉淀進(jìn)行分散 乳化劑和脫水劑是兩個(gè)不同方面解決油中含水問題。乳化劑和脫水劑是兩個(gè)不同方面解決油中含水問題。 使用添加劑可降低燃油消耗使用添加劑可降低燃油消耗2以上，再考慮燃料油生以上，再考慮燃料油生 產(chǎn)過程減少的投入，如減少優(yōu)質(zhì)高價(jià)輕質(zhì)油的調(diào)入。