[科普中国]-石油密度

简介

原油及油品的密度和相对密度在生产和储运过程中有着重要意义，在原料及产品的计量以及炼油装置的设计等方面都是必不可少的。有的石油产品如喷气燃料，在质量标准中对其相对密度有严格的要求。此外，油品的相对密度还与其化学组成有密切的内在联系，可以它为基础关联出油品的其他重要的性质参数（如特性因数K值等）。

石油及油品的密度、相对密度密度是物质的质量与其体积的比值，其单位为g/cm3或kg/m3。由于油品的体积随温度的升高而膨胀，而密度则随之变小。所以，密度还应标明温度。例如，油品在温度为t时的密度用ρt来表示。

标准密度：我国规定油品在20℃时的密度为其标准密度，表示为ρ0。

相对密度：物质的相对密度是其密度与规定温度下水的密度之比，其量纲为1。因为水在4时的密度等于1.0000 g/cm3，所以通常以4℃水为基准，将温度为t的油品密度对4℃时的水的密度之比称为相对密度。常用来表示，它在数值上等于油品在温度为t时的密度。我国常用表示相对密度。

液体油品相对密度与温度关系

当温度升高时，油品的体积就会膨胀，这就导致其密度和相对密度减小。当温度变化不

大时，油品的体积膨胀系数γ只随油品相对密度的不同而有所变化，其范围为认。0.0006~0.0010℃-1当温度在0~50℃范围内时，不同温度下的相对密度可按下式换算：

其中的γ值可以查得。

液体油品相对密度与压力关系由于液体受压后体积变化很小，通常压力对液体油品密度的影响可以忽略，只有在几十MPa的极高压力下才考虑压力的影响。

任意温度和压力下的石油馏分液体密度可用下式计算：

式中:

ρ——温度T和压力p下的密度， g/cm3；

P——压力，MPa；

ρ0——常压下温度T时的密度， g/cm3；

BT——等温正割体积模数。

相对密度与化学组成及相对分子质量的关系

下列出了部分烃类的相对密度，从中可以看出，各族烃类的相对密度是有相当差别的。当分子中碳原子数相同时，芳香烃的相对密度最大，环烷烃的次之，烷烃的最小，烯烃的稍大于烷烃的。可见烃类的相对密度与其分子结构相关，芳香烃的芳香环中碳与碳之间的键长最短，其结构最紧凑，按每个碳原子计的分子体积最小，所以它的相对密度最大。环烷烃的分子结构也较烷烃的紧凑，所以其相对密度也大于烷烃。

|| || 部分烃类的相对密度

从表中还可以看出，就正构烷烃和正烷基环己烷而言，其相对密度都是随其相对分子质量的增大而增大的。而正烷基苯则不然，它们的相对密度则是随其相对分子质量的增大而减小的，这是由于当其相对分子质量增大时，其苯环在分子结构中所占的比例下降所致。

同时，上表表明石油中各馏分的相对密度是随其沸程的升高而增大的，这一方面是由于相对分子质量的增大，但更重要的是由于较重的馏分中芳香烃的含量一般较高。至于减压渣油，则不仅因为其中含有较多的芳香烃（尤其是多环芳烃），而且还含有较多的胶质和沥青质，所以其相对密度最大。接近甚至超过1.0。1

实验测定方法实验仪器1．密度计量筒2．密度计3．恒温浴4．温度计5．玻璃或塑料搅拌棒

准备工作1）样品混合

混合样品是使用于试验的试样尽可能的代表整个样品所必须的步骤，但在混合操作中，应注意保持样品的完整性。

2）采用下列给出的方法，处理不同性质的样品，可以使轻组份的损失减少：

（1）RVP大于50KPa的挥发性原油和石油产品，为减少轻组份的损失，样品应该在原来的容器和密闭系统中混合。

（2）含蜡原油：如果原油的倾点高于10℃或浊点高于15℃，在混合样品前，要加热到高于倾点9℃以上，或高于浊点3℃以上。为减少轻组份的损失，样品应在原来的容器和密闭系统中混合。

（3）含蜡馏分油：样品在混合前，应加热到浊点3℃以上。

（4）残渣燃料：在混合样品前，把它加热到试验温度。2

3）试验温度

把样品加热到使它能充分流动，但温度不能高到引起轻组份损失，或低到样品中的蜡析出。

对原油样品，要加热到20℃，或高于倾点9℃以上，或高于浊点3℃以上中较高的一个温度。

4）仪器检定与准备

（1）密度计要用可溯源于国家标准的标准密度计或可溯源于标准物质的密度作为定期检定，至少五年复检一次。

温度计要用可溯源于国家标准的标准温度计定期检定。

（2）检查温度计的基准点确定密度计是否处于干管内的正确位置，如果刻度已移动，应废弃这支密度计。使密度计量筒和密度计的温度接近试样的温度。

实验步骤1）在试验温度下把试样转移到温度稳定，清洁的密度计量筒中，避免试样飞溅和生成空气泡，并要减少轻组份的挥发。

2）用一片清洁的滤纸除去试样表面上形成的所有气泡。

3）把装有试样的量筒垂直地放在没有空气流动的地方。在整个试验期间，环境温度变化应不大于2℃。当环境温度变化大于±2℃时，应使用恒温浴以免温度变化太大

4）用合适的温度计或搅拌棒作垂直旋转运动搅拌试样，如果使用电阻温度计，要用搅拌棒，使整个量筒中的试样的密度和温度达到均匀。记录温度接近到0.1℃。从温度计量筒中取出温度计或搅拌棒。

5）把合适的密度计放入液体中，达到平衡位置时放开，让密度计自由漂浮，要注意避免弄湿液面以上的干管。把密度计按到平衡点以下1mm或2mm，并让它回到平衡位置，观察弯月面形状，如果弯月面形状改变，应清洗密度计干管，重复此项操作直到弯月面形状保持不变。

6）对于不透明的粘稠液体，要等到密度计慢慢地沉入液体中。

7）对于透明低粘稠度的液体，将密度计压入液体中约两个刻度，再放开。由于干管上多余的液体会影响读数，在温度计干管叶面以上部分应尽量减少残留液。

8）在放开时要轻轻地转动一下密度计，使它能字离开量筒壁的地方静止下来自由漂浮。要有充分的时间让密度计静止，并让所有气泡升到表面，读数前要除去所有气泡。

9）当使用塑料量筒时。要用湿布擦拭量筒外壁，以除去所有静电。

10）当密度计离开量筒壁自由漂浮并静止的时候，按11或12读取密度计刻度，读到最接近刻度间隔的1/5。

11）测定透明液体，先使眼睛稍低于液面位置，慢慢升到表面，先看到一个不正的椭圆，然后变成一条与密度计刻度相切的直线。密度计读数为液体主液面与密度计刻度相切的那一点。

12）测定不透明液体，使眼睛稍高于液面的位置观察。密度计读数为液面弯月上缘与密度计刻度相切的那一点。

13）记录密度计读数后，立即小心地取出密度计，并用温度计垂直地搅拌试样。记录温度接近到0.1℃如这个温度与开始实验的温度相差大于0.5℃应重新读取温度计和密度计的读数，直到温度变化稳定在±0.5℃以内。如果不能得到稳定的温度，把密度计量筒及其内容无放在恒温浴内，再从3重新操作。

14）铅弹蜡封型密度计在高于38℃下使用，要垂直地晾干和冷却。

15）计算

（1）对于13观察到的温度计读数作有关修正后记录接近到0.1℃

（2）由于密度计读数是按液体主液面检定的，对不透明液体，应按弯月面修正值对观察到的密度计读数做弯月修正。

（3）对观察到的密度计读数作有关修正后，记录到0.1千克每立方米（0.0001克每立方厘米）

16）报告结果

密度最终结果报告到0.1千克每立方米（0.0001克每立方厘米），20℃。3