2015-9-27 油船安全管理 第二章 石油的特性 2
• 燃点 – 将物质在空气中加热时，开始并继续燃烧的最低温度叫做燃 点。 • 自燃点 – 在不接触火源的情况下，发生自动燃烧现象时的最低温度。 – 分为受热自然和蓄热自然。 • 可燃下限： – 系指混和气中的油气浓度已低到不足以导致和蔓延燃烧的最 低浓度值。 • 可燃上限： – 混和气中的油气浓度已高到使其中的空气含量再也不足以导 致和扩延燃烧的最高浓度值。
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• 毒气浓度临界极限值： – 系指每天反复接触都不会对人体产生毒害作用的气体、蒸汽、 雾的最大浓度极限值，又称中毒浓度临界极限值，用PPM表 示。 • 实际蒸汽压： – 系指温度一定时，液面上产生的饱和蒸汽压力。 • 酸性原油： – 系指含有较多数量的硫化氢和/或硫醇的原油。 • 石油气： – 系指石油散发出来的气体。主成分是烃，含有少量其它物质， 如硫化氢等。 • 粘附性： – 指原油及重油、柴油等不透明的石油产品在低温时，流动性 减小而粘结成糊状或块状的性能。一般用凝固点和粘度来表 示。
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8、膨胀系数
• 单位容积液体每增加1℃时所膨胀出的容积数与原容积数的比值。 • 比重在0.905以下的原油，在20~78℃之间，膨胀系数为 0.00072~0.00076 之间。 • 油运或者储油中应当加以考虑，留一定的空档。
9、扩散性
石油挥发出的油气比空气略重，在无气流的情况下（风速小于 5m/s），油气通常覆盖在石油液体上方，不会扩散，不会上升。 在5m/s的风速下，油气仍可密集扩散到很远的距离，不易被吹散。 在10m/s的风速下，油气可迅速扩散，使远离石油区的空气中存在 可燃石油气。
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（二）公约分类
在《经 1978 年议定书修订的 1973 年国际防止船舶造成污染公约 》 （MARPOL 73/78）附则1中列出了油轮可以载运的油类名单，共 计8小类44种油品： 石脑油 Naphtha 喷气燃料类 Jet Fuels 汽油类 Gasolines 汽油调和料类 Gasoline Blending Stocks 馏分油 Distellates 轻柴油 Gas Oil 油类 Oils 沥青溶液 Asphalt Solutions
第二章 石油特性
第一节 石油技术用语和计量单位 第二节 原油及其产品的性质 第三节 石油及有关物质的毒性和预防
第一节 石油技术用语和计量单位
一、石油技术用语
• 抗静电添加剂 – 抗静电添加剂是一种增加油品电导率的化合物，其作用不是 “抗”静电，而是当加入微量的这种物质，可以成倍成百倍地 增加油品的电导率，使其电荷得不到积聚，而又不影响油品的 质量。抗静电添加剂的种类很多，如油酸盐、环琮酸盐、铬盐、 合成脂肪酸盐等。 • 烃气 – 由碳氢化合物组成的气体。分为轻烃气和重烃气。 • 闪点 – 在燃油加热过程中，当着火源接近燃油蒸汽和周围空气所形 成的混合气时，可产生一闪即灭蓝色火焰现象时的最低温度。 – 分为开杯式和闭杯式。同一油品，在条件相同时，闭杯式比 开杯式测定的闪点低约10度。
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（四）根据原油经蒸馏后所剩的残留物性质分为：
• 石蜡基原油： • 其残剩物以固体石蜡为主，不含或者含极少量的柏油，质地轻，含 挥发性物质较多，质量好。 • 环烷基原油： • 此种原油色较浓而且重质油分较多，蒸馏残剩物多为柏油。故又称 为柏油基原油。粘性很高，质量差，精炼费用高。 • 中间基原油： • 此种原油性质介于石蜡基原油和环烷基原油之间。系石蜡烃和环烷 烃含量都较高的原油，所以通常也称为混合基原油。产量最多，含 硫量居中。 • 还有少数地区生产芳香烃原油。
不燃不爆区域% 燃烧区域% 0~1.2,31.2以上 7.2~31.2
乙醇
15.0 13.0 12.0
71.7
62.1 57.3
3.3~18 2.6~12.8 1.85~ 36.5
0~3.3,28.3以上 0~2.6,37.9以上
18~28.3
丙酮 乙醚
12.8~37.9
0~1.85,42.7以上 36.5~42.7
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四、原油的物理性
1、色泽 黄褐色、棕褐色、黑色； 颜色越深则比重越大、质量越差 2、气味 原油中的臭味主要来自原油中的硫化合物，主要是硫醇。 3、溶解性 原油能溶于普通的有机溶剂，却难溶于水，但仍有少量水分会 “包容”于原油中。 4、状态 液态、半固态和固态 取决于温度和含蜡量。
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二、原油的组成
主要元素：C、H • 组成元素： 少量元素：O、N、S 微量元素：Cl、I、Sn、P、K、Na、Ca等 烃类：烷烃（直链和支链烃）、环烷烃、烯 烃和芳香烃 非烃类：含氧、氮和硫化合物及胶质、沥青质
• 组成物质：
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5、密度（比重）
是指在温度t时，单位体积石油的质量，以ρt表示，单位为g/cm3 或kg/l。 1）视密度 用石油密度计测得温度t℃(非20℃)时的密度为视密度，以ρt ’表示， 单位为g/cm3。 2）标准密度 20℃时单位体积石油的质量为标准密度，以ρ20表示，单位为g/cm3。
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可燃范围（爆炸范围）
碳可燃范围。在该范围内，混合气能被点燃或燃烧，甚至爆炸，故 又称爆炸范围。 一些常见易燃液体的基本参数如下列：
品名
汽油
最低含氧量% 14.4
最低空气含量% 68.8
爆炸范围% 1.2~7.2
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（三）按闪点对油类的分类：
• 目前国内对石油的分类，主要从其火灾危险性分为三级： • 一级——闭杯闪点这28 ℃以下的石油，如汽油、石脑油和某些 原油； • 二级——闭杯闪点在28 ℃及以上，60 ℃以下的石油，如煤油； • 三级——闭杯闪点为60 ℃及以上的石油，如柴油、润滑油等。 • 石油的闭杯式试验闪点在60 ℃以下的为挥发性石油。 • 石油的闭杯式试验闪点在60 ℃及以上的为非挥发性石油。
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丁烷的球棍模型
几种烷烃的球棍模型
含氧化合物
• 原油中的含氧化合物大多数以胶状、沥青状物质的形态存在于 高沸点的馏分和渣油中，主要以石油酸的形式，如环烷酸，在 250-350度的馏分中最多。这些酸性物质对金属、尤其是有色金 属和合金的腐蚀性更为严重。 • 原油中的含酸量用“酸值”表示。酸值是指中和1克石油中的酸 所消耗的氢氧化钾的毫克数。
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胶质
• 是棕黄色到黑色粘稠液体或半固体，在馏分油中以双环稠和系为 主，在渣油中以高稠和系为主。 • 胶质的化学稳定性和热稳定性较差，在230-360度能聚合成沥青 质。 • 胶质主要影响原油的凝固性和流动性。
沥青质
• 沥青质是以“胶粒”状态存在，直径约10-30纳米。主要是稠环 芳香烃和杂环化合物。影响原油的凝固性、流动性和产生沉淀。
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3）石油体积温度系数f 石油温度每变化l℃时，其体积变化的百分值为石油 体积温度系数，用f表示，单位为l/℃。 V2 - V1 f= ———— V1(t2 - t1)
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（4）石油体积系数K 石油及其产品的密度随温度的升降而变化，温度增高时，密度减 小，体积膨胀，反之则密度增大，体积缩小。这反映原油及其产 品的体积随温度的升降而变化的规律。我国规定温度为20℃时的 石油体积为标准体积，以V20表示，单位为升(l)或m3。石油在 20℃时的体积V20与在t℃时的体积Vt的比值为石油体积系数，以k 表示： k= V20/ Vt
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• 积聚静电的货油： – 系指电导率较低，从而能够在其自身积聚相当数量静电荷 的货油，如白油。 • 非积聚静电的货油： – 系指电导率较高，致使电荷易失也易得，因而不会在其自 身积蓄有效静电荷的货油，如黑油。 在油、水、气喷溅及有水滴在油中运动时，无论白油或黑 油均会带电。
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含硫化合物
• 原油中除溶解硫化氢和少量单质外，硫元素主要以有机硫化物 形态存在，有： • 酸性硫化物（硫醇、硫酚、硫化氢）； • 对热不稳定硫化物（硫醚、二硫醚） • 对热稳定硫化物（噻吩、烷基噻吩、苯并噻吩等） • 含硫化合物主要有毒性和腐蚀性
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5）石油密度温度系数 r
石油温度每变化l℃时，其密度的变化值为石油密度温度 系数，用r表示，单位为g/cm3/℃。 ρt1 - ρt2 r = ———— t2 - t1
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6、粘度
• 是评定油品流动性的指标，表现液体分子间因力的作用所引起的移动 阻力。 • 决定粘度的内因：液体分子的大小、形态和分子间力； • 决定粘度的外因：温度、压力等环境条件。 • 通常，比重越大的原油，其粘度也越大，品位越差。 • 粘度可用相对粘度、动力粘度和运动粘度表示。
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烃类种类
• 原油中含1— 60个C的烃类化合物及其衍生物，共500多 种化合物的混合物。 • 原油按“结构族组成”分为3类： 直链基原油 是由各种烃类所占有的碳原子百分数 环烷基原油 和环数来表示，并以占优势的组成来 表示原油所属类别。 芳香基原油