石油密度

石油密度，指單位體積石油的質量，以克/立方厘米表示。分為密度和相對密度。

基本介紹

• 中文名：石油密度
• 外文名：oil density,density of petroleum
• 學科：石油與天然氣地質學
• 釋義：單位體積石油的質量,克/立方厘米
• 分類：密度和相對密度
• 測定：實驗測定法

簡介

原油及油品的密度和相對密度在生產和儲運過程中有著重要意義，在原料及產品的計量以及煉油裝置的設計等方面都是必不可少的。有的石油產品如噴氣燃料，在質量標準中對其相對密度有嚴格的要求。此外，油品的相對密度還與其化學組成有密切的內在聯繫，可以它為基礎關聯出油品的其他重要的性質參數（如特性因數K值等）。

石油及油品的密度、相對密度

密度是物質的質量與其體積的比值，其單位為g/cm³或kg/m³。由於油品的體積隨溫度的升高而膨脹，而密度則隨之變小。所以，密度還應標明溫度。例如，油品在溫度為t時的密度用ρ_t來表示。

標準密度：我國規定油品在20℃時的密度為其標準密度，表示為ρ₀。

相對密度：物質的相對密度是其密度與規定溫度下水的密度之比，其量綱為1。因為水在4時的密度等於1.0000 g/cm³，所以通常以4℃水為基準，將溫度為t的油品密度對4℃時的水的密度之比稱為相對密度。常用來表示，它在數值上等於油品在溫度為t時的密度。我國常用表示相對密度。

液體油品相對密度與溫度關係

當溫度升高時，油品的體積就會膨脹，這就導致其密度和相對密度減小。當溫度變化不

大時，油品的體積膨脹係數γ只隨油品相對密度的不同而有所變化，其範圍為認。0.0006~0.0010℃^-1當溫度在0~50℃範圍內時，不同溫度下的相對密度可按下式換算：

其中的γ值可以查得。

液體油品相對密度與壓力關係

由於液體受壓後體積變化很小，通常壓力對液體油品密度的影響可以忽略，只有在幾十MPa的極高壓力下才考慮壓力的影響。

任意溫度和壓力下的石油餾分液體密度可用下式計算：

式中:

ρ——溫度T和壓力p下的密度， g/cm³；

P——壓力，MPa；

ρ₀——常壓下溫度T時的密度， g/cm³；

B_T——等溫正割體積模數。

相對密度與化學組成及相對分子質量的關係

下列出了部分烴類的相對密度，從中可以看出，各族烴類的相對密度是有相當差別的。當分子中碳原子數相同時，芳香烴的相對密度最大，環烷烴的次之，烷烴的最小，烯烴的稍大於烷烴的。可見烴類的相對密度與其分子結構相關，芳香烴的芳香環中碳與碳之間的鍵長最短，其結構最緊湊，按每個碳原子計的分子體積最小，所以它的相對密度最大。環烷烴的分子結構也較烷烴的緊湊，所以其相對密度也大於烷烴。

部分烴類的相對密度

烴類	C6	C7	C8	C9	C10
正構烷烴	0.6594	0.6837	0.7025	0.7161	0.7300
正構α-烯烴	0.6732	0.6970	0.7149	0.7292	0.7408
正烷基環己烷	0.7785	0.7694	0.7879	0.7936	0.7992
正烷基苯	0.8789	0.8670	0.8670	0.8620	0.8601

從表中還可以看出，就正構烷烴和正烷基環己烷而言，其相對密度都是隨其相對分子質量的增大而增大的。而正烷基苯則不然，它們的相對密度則是隨其相對分子質量的增大而減小的，這是由於當其相對分子質量增大時，其苯環在分子結構中所占的比例下降所致。

同時，上表表明石油中各餾分的相對密度是隨其沸程的升高而增大的，這一方面是由於相對分子質量的增大，但更重要的是由於較重的餾分中芳香烴的含量一般較高。至於減壓渣油，則不僅因為其中含有較多的芳香烴（尤其是多環芳烴），而且還含有較多的膠質和瀝青質，所以其相對密度最大。接近甚至超過1.0。

實驗測定方法

實驗儀器

1．密度計量筒2．密度計3．恆溫浴4．溫度計5．玻璃或塑膠攪拌棒

準備工作

1）樣品混合

混合樣品是使用於試驗的試樣儘可能的代表整個樣品所必須的步驟，但在混合操作中，應注意保持樣品的完整性。

2）採用下列給出的方法，處理不同性質的樣品，可以使輕組份的損失減少：

（1）RVP大於50KPa的揮發性原油和石油產品，為減少輕組份的損失，樣品應該在原來的容器和密閉系統中混合。

（2）含蠟原油：如果原油的傾點高於10℃或濁點高於15℃，在混合樣品前，要加熱到高於傾點9℃以上，或高於濁點3℃以上。為減少輕組份的損失，樣品應在原來的容器和密閉系統中混合。

（3）含蠟餾分油：樣品在混合前，應加熱到濁點3℃以上。

（4）殘渣燃料：在混合樣品前，把它加熱到試驗溫度。

3）試驗溫度

把樣品加熱到使它能充分流動，但溫度不能高到引起輕組份損失，或低到樣品中的蠟析出。

對原油樣品，要加熱到20℃，或高於傾點9℃以上，或高於濁點3℃以上中較高的一個溫度。

4）儀器檢定與準備

（1）密度計要用可溯源於國家標準的標準密度計或可溯源於標準物質的密度作為定期檢定，至少五年復檢一次。

溫度計要用可溯源於國家標準的標準溫度計定期檢定。

（2）檢查溫度計的基準點確定密度計是否處於乾管內的正確位置，如果刻度已移動，應廢棄這支密度計。使密度計量筒和密度計的溫度接近試樣的溫度。

實驗步驟

1）在試驗溫度下把試樣轉移到溫度穩定，清潔的密度計量筒中，避免試樣飛濺和生成空氣泡，並要減少輕組份的揮發。

2）用一片清潔的濾紙除去試樣表面上形成的所有氣泡。

3）把裝有試樣的量筒垂直地放在沒有空氣流動的地方。在整個試驗期間，環境溫度變化應不大於2℃。當環境溫度變化大於±2℃時，應使用恆溫浴以免溫度變化太大

4）用合適的溫度計或攪拌棒作垂直旋轉運動攪拌試樣，如果使用電阻溫度計，要用攪拌棒，使整個量筒中的試樣的密度和溫度達到均勻。記錄溫度接近到0.1℃。從溫度計量筒中取出溫度計或攪拌棒。

5）把合適的密度計放入液體中，達到平衡位置時放開，讓密度計自由漂浮，要注意避免弄濕液面以上的乾管。把密度計按到平衡點以下1mm或2mm，並讓它回到平衡位置，觀察彎月面形狀，如果彎月面形狀改變，應清洗密度計乾管，重複此項操作直到彎月面形狀保持不變。

6）對於不透明的粘稠液體，要等到密度計慢慢地沉入液體中。

7）對於透明低粘稠度的液體，將密度計壓入液體中約兩個刻度，再放開。由於乾管上多餘的液體會影響讀數，在溫度計乾管葉面以上部分應儘量減少殘留液。

8）在放開時要輕輕地轉動一下密度計，使它能字離開量筒壁的地方靜止下來自由漂浮。要有充分的時間讓密度計靜止，並讓所有氣泡升到表面，讀數前要除去所有氣泡。

9）當使用塑膠量筒時。要用濕布擦拭量筒外壁，以除去所有靜電。

10）當密度計離開量筒壁自由漂浮並靜止的時候，按11或12讀取密度計刻度，讀到最接近刻度間隔的1/5。

11）測定透明液體，先使眼睛稍低於液面位置，慢慢升到表面，先看到一個不正的橢圓，然後變成一條與密度計刻度相切的直線。密度計讀數為液體主液面與密度計刻度相切的那一點。

12）測定不透明液體，使眼睛稍高於液面的位置觀察。密度計讀數為液面彎月上緣與密度計刻度相切的那一點。

13）記錄密度計讀數後，立即小心地取出密度計，並用溫度計垂直地攪拌試樣。記錄溫度接近到0.1℃如這個溫度與開始實驗的溫度相差大於0.5℃應重新讀取溫度計和密度計的讀數，直到溫度變化穩定在±0.5℃以內。如果不能得到穩定的溫度，把密度計量筒及其內容無放在恆溫浴內，再從3重新操作。

14）鉛彈蠟封型密度計在高於38℃下使用，要垂直地晾乾和冷卻。

15）計算

（1）對於13觀察到的溫度計讀數作有關修正後記錄接近到0.1℃

（2）由於密度計讀數是按液體主液面檢定的，對不透明液體，應按彎月面修正值對觀察到的密度計讀數做彎月修正。

（3）對觀察到的密度計讀數作有關修正後，記錄到0.1千克每立方米（0.0001克每立方厘米）

16）報告結果

密度最終結果報告到0.1千克每立方米（0.0001克每立方厘米），20℃。