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第四节 油品密度和相对密度

发布日期:2014-04-04 21:33  浏览次数:38043
核心提示:  一、油品的密度和相对密度  单位体积内油品的质量称为油品的密度。通常以g/cm³、kg/m³ 为单位,以表示。  =m/
   一、油品的密度和相对密度

  单位体积内油品的质量称为油品的密度。通常以g/cm³、kg/m³ 为单位,以ρ表示。

  ρ=m/V

  式中 m—物质的质量,g或kg;

  V—物质的体积,cm³ 或m³ 。

  液体油品的相对密度是其密度与规定温度下水的密度之比。通常以d表示,因为水在4℃时的密度为1 g/cm³ ,所以常以4℃水作为基准。将温度为t℃的油品与4℃水的密度之比,称为油品的相对密度,写成d4t。可以看出,液体油品的相对密度与密度在数值上是相等的,但相对密度是无量纲的的量,而密度是有量纲的量。 

  我国常用的相对密度是d,表示20℃油品和4℃水的密度之比。国外常用d表示15.6℃(60度 F)的油品与15.6℃(60度 F)水的密度之比。d 与d 的换算可用下式计算:

d = d -△d 式中△d为校正值,可从表2—1查出。

表2-1  相对密度(d 与d )换算表

d或d

校正值

d或d

校正值

0.700-0.710
0.710-0.720
0.720-0.730
0.730-0.740
0.740-0.750
0.750-0.760
0.760-0.770
0.770-0.780
0.780-0.790
0.790-0.800
0.800-0.810
0.810-0.820
0.820-0.830

0.0051
0.0050
0.0050
0.0049
0.0049
0.0048
0.0048
0.0047
0.0046
0.0046
0.0045
0.0045
0.0044

0.830-0.840
0.840-0.850
0.850-0.860
0.860-0.870
0.870-0.880
0.880-0.890
0.890-0.900
0.900-0.910
0.910-0.920
0.920-0.930
0.930-0.940
0.940-0.950

0.0044
0.0043
0.0042
0.0042
0.0041
0.0041
0.0040
0.0040
0.0039
0.0038
0.0038
0.0037

 注:d  =d - 校正值。

在欧美各国,常以比重指数( ºAPI )来表示油品相对密度。它与d 的关系式如下:  

 

随着相对密度的增大,比重指数减小。

  石油产品标准测定方法中规定,20℃密度为石油产品的标准密度,以ρ20表示,以代替原来的标准相对密度 ,在数值上,ρ20与 是相等的,但是它们的物理意义和单位则不同。

  二、液体油品密度与温度、压力的关系

  温度升高时,油品体积就会膨胀,因而它的密度减小。

表2-3  石油产品的平均密度温度系数

密度,g/cm

a

密度,g/cm

a

0.6700-0.6799
0.6800-0.6899
0.6900-0.6999
0.7000-0.7099
0.7100-0.7199
0.7200-0.7299
0.7300-0.7399
0.7400-0.7499
0.7500-0.7599
0.7600-0.7699
0.7700-0.7799
0.7800-0.7899
0.7900-0.7999
0.8000-0.8099

0.00093
0.00091
0.00090
0.00088
0.00086
0.00085
0.00083
0.00081
0.00080
0.00078
0.00077
0.00076
0.00074
0.00073

0.8100-0.8199
0.8200-0.8299
0.8300-0.8399
0.8400-0.8499
0.8500-0.8599
0.8600-0.8699
0.8700-0.8799
0.8800-0.8899
0.8900-0.8999
0.9000-0.9099
0.9100-0.9199
0.9200-0.9299
0.9300-0.9399
0.9400-0.9499

0.00071
0.00070
0.00069
0.00068
0.00066
0.00065
0.00064
0.00063
0.00062
0.00061
0.00060
0.00059
0.00058
0.00057

  在20±5℃的温度范围内,密度随温度的变化可近似地看作直线关系,可按下式来求。

  Pt=P20 -a(t-20)

  式中 a—油品密度的平均温度校正系数,即温度变化1℃时油品密度变化的数值。

  当温度变化不大时,a只随油品的密度不同而变化,其值见表2—3。

  上述校正方法只适用温度变化在15~25℃,若温度变化较大,此法就不够准确。为满足工业计算需要,当温度变化比较大时,可用图2-7求得任何温度下的相对密度。

图2—7石油馏分相对密度

  例1—7求上例的汽油在24℃时的密度。

  解 由表2-3查得a为0.00081

  一般在非极高的压力下,压力对液体油品密度的影响,可以忽略不计。但在高温、高压条件下,压力对液体密度就有一定的影响,此时应进行校正。

  三、油品的密度与组成的关系

  油品的密度取决于组成它的烃类的分子大小和分子结构。

  同一原油的各个馏分,随着沸点上升,分子量增大,密度也随着增大。但对不同原油的同一馏分,密度却有较大的差别,这主要是由于它们的化学组成不同所致。当碳原子数相同时,芳烃密度最大,环烷次之,烷烃最小。因此,当石油馏分的馏程相同时,含芳烃越多密度越大,含烷烃越多密度越小,因而通过密度的数据大致可判断油品中那种烃类的含量较多。各种油品的相对密度范围见表2—4。

油  品

相对密度d15.6

API

油  品

相对密度d15.6

API

原油
汽油
煤油

0.65~1.06
0.70~0.77
0.75~0.83

86~2
70~50
57~39

柴油
润滑油

0.82-0.87
>0.85

41-31
<35

  四、混合油品的密度

  当两种或更多种油品混合时,混合油品的密度可按加和性进行计算,即按比例取其平均值:

  p混=v1p1+ v2p2+……vipi

  式中 v1、v2…vi—混合油品中各组分的体积分率;

  p1、p2…pi—混合油品中各组分的密度,g/cm 。

  根据这一道理,当油品粘度很大又难以直接测定其密度时,可用等体积已知密度的煤油与之混合稀释,然后测定混合油品的密度,再利用下式即可求出该粘度较大的油品的密度。 p粘=2p混-p煤

  式中 p粘—粘度较大油品的密度,g/cm3;

  p混—混合油品的密度,g/cm3;

  p煤—煤油的密度,g/cm3。

  例1-8 用已知p20=0.8400 g/cm3的煤油测某一同体积粘性油品的密度,测得混合油品密度为p粘=0.8900 g/cm3 ,求粘性油品的密度p粘。

  解:粘性油品的密度

  p粘=2p混-p煤=2×0.8900-0.8400=0.94g/cm3

  五、石油气体的密度

  气体的密度是指在标准状态下(0℃,101.3kPa)的密度。标准状态下空气的密度为1.293kg/m 。

  气体的密度不仅与温度有关,与压力也有很大的关系。当压力较高时,要计算不同压力下气体的密度时,必须进行压力校正,在此不详述。