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货油的特性与危害性. 一、原油的分类. 构成原油的主要成分是烃 (HYDROCARBON) ，它又分为：石蜡烃、烯烃和芳香烃等。通常根据原油蒸馏后所剩残余物的性质 , 将石油分为下列三种： ( 一 ) 石蜡基原油 其残剩物以固体石蜡为主，不含或含极少量的柏油。此种原油的烃类主要含石蜡烃，质地轻，含挥发性轻物质较多 · 而固体残剩物较少，可作为生产石蜡和优质机油的基础油，这种油的汽油产量较多。.
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一、原油的分类 • 构成原油的主要成分是烃(HYDROCARBON)，它又分为：石蜡烃、烯烃和芳香烃等。通常根据原油蒸馏后所剩残余物的性质,将石油分为下列三种： • (一)石蜡基原油 其残剩物以固体石蜡为主，不含或含极少量的柏油。此种原油的烃类主要含石蜡烃，质地轻，含挥发性轻物质较多·而固体残剩物较少，可作为生产石蜡和优质机油的基础油，这种油的汽油产量较多。
(二)环烷基原油 此种原油色较浓且重质油分也多，其蒸馏之残剩物多为柏油，故又称柏油基原油。此类原油粘性很高，以致在精炼时费用较高。(三)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，通常也称之为混合基原油。目前此种原油产品最多，含硫量居中。 一般原油中芳香烃含量不多，也有少数地区生产出含较多芳香烃的原油，因此也有人称其为芳香烃基原油。
二、原油的物理性 • (一)色泽 原油的色泽依产地和成分不同，一般有黄褐色、棕褐色、深棕色和黑色。通常颜色愈深则比重愈大，同时含低沸点成分就愈少，反之亦然。然而原油中纯粹烃类为无色物质，原油的颜色是由石油中含有其它物质的缘故而形成的。
(二)气味 所有原油都有一股难闻的臭味，只是程度不同罢了。此种臭味主要来自于原油中所含的硫化合物，主要是硫醇。此外尚有少数不饱和烃类和若干氮化合物也能产生出类似的臭味。通常含硫量愈高，臭味愈浓。
(三)溶解性 原油甚难溶于水中，但却能溶于普通的有机溶剂，如苯、氯仿、酒精、乙醚、四氯化碳等。虽然原油几乎完全不能和水相溶解，但仍有少量水分会“包溶”于原油中，这可说明在储油舱、柜底常有积水现象，这些积水就是原油中的水析出的缘故。
四)比重 目前仍习惯用比重来代替密度。油的比重为200C 的油重量与40C时同体积水的重量之比，以符号d表示之。 原油的比重约在0．75～0．95之间， 国外有使用A．P．I比重指数的，计算公式为 A．P．I=141．5／d一131．5 deg 式中:d为油的比重，指温度为15．50C(60。F)时同体积的油与水的重量之比。
五)粘度 粘度是液体内分子摩擦的量度，是评定油流动性的指标。液体的粘度值有绝对粘度和条件粘度(又称相对粘度)两种表示法。前者表示内摩擦系数的绝对值，后者是在一定条件下测得的相对值，并因测定仪器而异。 属于绝对粘度的有：动力粘度和运动粘度； 属于条件粘度的有：恩氏粘度、赛氏粘度和雷氏粘度。 (1)动力粘度。动力粘度是两个相距为1cm、面积为lcm2。的液层，相对运动速度为lcm／s时所产生阻力的数值。 工程单位制为g／cm·s(泊)，国际单位制为Pa·s(帕·秒)，1Pa·s=10g／cm·s。
． (2)运动粘度。运动粘度是动力粘度与同温度下液体密度之比。工程单位制为St(斯)，1St=1cm2／s，国际单位制为m2／s。1斯的百分之一称为厘斯(厘沲)，用符号cSt表示，lcSt=lmm2／s。ISO组织规定自1975年开始采用500C时的运动粘度作为国际通用 粘度单位。运动粘度一般用品氏毛细管粘度计测定，测定一定体积的液体流出毛细管所需的 时间即可算出液体在测定温度下的运动粘度。动力粘度可由测得的运动粘度计算得出。
(3)恩氏粘度。恩氏粘度是200ml液体在测定温度下从恩氏粘度计流出所需的时间与(3)恩氏粘度。恩氏粘度是200ml液体在测定温度下从恩氏粘度计流出所需的时间与 蒸馏水在200C时流出相同体积所需的时间之比。它是一个无因次量，符号为。Et。恩氏粘度 曾是我国和部分欧州国家常用的粘度表示法。 (4)赛氏粘度。赛氏粘度是液体在37．8℃(100。F)温度下从赛氏粘度计流出60ml所 需的时间(s)。赛氏粘度分有通用粘度(SSU)和重油粘度(SSF)，常用的是SSU。
(5)雷氏粘度。雷氏粘度是液体在37．80C(1000F)温度下从雷氏粘度计流出50ml所需的时间(s)。雷氏粘度有一号雷氏粘度(Red N01)和二号雷氏粘度(Red N02)，常用的是Red N01。赛氏粘度和雷氏粘度是美英国家常用的粘度表示法。压力和温度对油的粘度有很大的影响，油的粘度随压力增大而增加，随温度的升高而降低，
国际标准化组织推荐用运动粘度为统一表示油品粘度，常用厘沲作为单位。我国生产的原油，其运动粘度为10 ～ 56厘沲(50 ℃)；中东原油的运动粘度为7～18厘沲(37．8℃)；拉美地区生产的原油运动粘度为7厘沲左右(37．8‘C)；欧洲地区产原油的运动粘度为3～7厘沲(37．8℃)。
(六) 凝点、浊点和倾点 凝点、浊点和倾点都是说明油低温流动性和泵送性的重要指标。 油冷却到停止流动时的最高温度称为凝点。在凝点之前油开始变得混浊时称为浊点。倾点表示油尚能保持流动性的最低温度，倾点高于凝点2.70C(50F)， 浊点高于凝点8.50C(15.30F)。
(七)膨胀系数 通常把单位容积液体增加1℃时所膨胀出的容积数与原容积的比称为流体的膨胀系数。据霍耳德氏的研究结论，比重在0．905以下的原油，在20℃ ～78℃之间，其膨胀系数为0.00072～0．00076之间。所以在原油运输中，应考虑其油品的膨胀系数影响，利用好热带航行与寒带航行的舱顶空当高度 • (八)比热 ． 单位质量的物质使其温度升高一摄氏度所需要的热量。所以，比热大的原油在改善输送性能时所需之热量是较多的。
(九)闪点 油加热时，油蒸汽与空气的混合气同火焰接触发生闪光燃烧的最低温度，依据实验的方法不同，可分为开杯闪点和闭杯闪点。通常，原油的闪点跨度较大，在一120c～1100c(100F～2300F)之间，这不同于石油产品油料，其闪点一般保持在某一较固定的数值上
(十)着火点 原油加热到闪点之后，再继续加热，使其所产生的油气与空气混合之后，一经点燃不再熄灭，达到此情况的最低温度称为原油的着火点，通常在20c ～1540c (360F ～3100F)之间。(十一)含盐量 原油从油井采出，其中含有大量的盐分，最高可达1 000ppm。它们多为钠、钙、镁和氧化物的混合物。通常原油含盐量在0.02～0.055％之间。 • (十二)密度: 单位体积的质量，单位为kg／m3
三、原油的化学性 • 原油是由各种烃类及其它微量成分之混合物，故原油的化学性质可视为其主要成j烃类之化学性质的综合。(一)氧化 在常温下，原油能和空气中的氧起缓慢的氧化作用，使其中不饱和烃形成不稳定的过氧化物，渐渐发生聚合作用，使原油本质发生变化，出现粘度和沥青质增加等现象。
(二)燃烧 几乎所有的原油都具有可燃烧性能，有些一经点火便发生燃烧；有些则需加热至着点火后才会燃烧。原油燃烧的快慢与其成分中含挥发性成分的多少有关。一般而言，石油比中间基原油易燃烧，中间基原油比环烷基原油易燃烧。
(三)微量物质的处理 硫酸能溶去原油中所含氧、氮和硫等化合物，使原油的颜色、臭味和稳定性得以改喾 氢氧化钠溶液能中和原油中的酸性物质，如酚、脂肪酸和其它有机酸等。故氢氧化物能除去原油中的酸性杂质。
二石油与石油产品的特性 • 一、石油的特性 (一)挥发性 在常温下(20℃，试验室为22℃)，常压下(大气条件下)石油液体表面的分子不断其表面而转变为气态，石油的这一特性称为挥发性。与其它液态物质一样，石油的挥发。温度和压力的影响。石油挥发出的气体称为石油气(PETROLEUM GAS)或称为油 气(OIL GAS)。 石油按其挥发性可分为： ①易挥发性石油——闪点(FLASH POINT)以闭杯法试验在60℃以下的石油，如煤油。 ②不易挥发性石油——闪点以闭杯法试验在60℃以上的石油，如：燃料油、重柴油。
(二)可燃性(可爆性)由于石油气闪点低，易于燃烧。石油蒸发的油气与空气混合后，遇火即可燃烧。但空气中浓度过高或过低，均不能持续燃烧。石油的燃烧是燃烧的石油气，并非燃烧的石剃若在封闭空间油气燃烧，气体膨胀、压力升高，便会发生爆炸。(三)扩散性石油挥发出的油气比空气略重。在无气流的情况下，油气常覆盖于石油液体上方，散，不会上升。(二)可燃性(可爆性)由于石油气闪点低，易于燃烧。石油蒸发的油气与空气混合后，遇火即可燃烧。但空气中浓度过高或过低，均不能持续燃烧。石油的燃烧是燃烧的石油气，并非燃烧的石剃若在封闭空间油气燃烧，气体膨胀、压力升高，便会发生爆炸。(三)扩散性石油挥发出的油气比空气略重。在无气流的情况下，油气常覆盖于石油液体上方，散，不会上升。
通常，油气在气流韵作用下，便产生了扩散性。在5m／s的风速下，油气仍密集扩散很远的距离。若在lOm／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。(四)膨胀性 ． 石油及其产品与大多数物质一样，遵循热胀冷缩之特性。石油的膨胀系数较之水要大 多，所以在油运中或储油中应考虑这一特性，按规定需要留有“空当”。
(五)流动性 石油的流动性与其粘度、温度关系很大。通常，石油的粘度小或温度高，J流动性好，反则差。然而，石油的粘度又受其温度的影响，温度高则可降低粘度。所以，石油及产品的流动最终表现为温度。实际的输送石油过程也是以温度为操作指标。
(六)毒性 石油液体和石油气，均能危害人的生命，少量吸入可使人的反应和感觉迟钝、意识减弱 晕眩，大量吸入可伤害致命。对人的毒害途径是：油气通过呼吸吸入；皮肤接触油液；误吞油}1 (七)其它特性 ①带电性——石油在装运中很容易产生静电荷，这就是油的带电性。其原理将在第五章 介绍。 ②石油蒸发气的分层性——前面说过，原油由不同种的烃类所共同组成，石油所挥发出气体也同样有不同种的烃气，
石油产品 • 由于石油产品繁多，以下按七大类加以区别：(一)气体类油品 • 包括天然气、石油液化气、丁烷等。 (二)燃料类油品 包括：汽油、石脑油、柴油、燃料油等。(三)润滑油、脂 包括：机械润滑油脂，发动机机油、脂，工业用润滑油、脂。(四)柏油类油品 包括：铺路柏油、涂料柏油、防水柏油、绝缘柏油等。(五)溶剂类油品 包括：通用溶剂、稀释剂、清洁剂等。 ． 、
(六)石油化学品 所谓石油化学品，包括由石油分离而得到的纯化学品，以及石油产品为原料而加工制威新产品，如苯、二甲苯等。(七)其他产品 除上述以外的石油产品，如石蜡等。 三、燃料类油品的特性 燃料类油品是石油工业中最基本而最重要的产品，目前所采用的各种精炼方法，也以生燃料油品为主。燃料油品种类甚多，现仅以船运中常见的几种作以介绍。
(一)车用汽油 供车辆(汽油发动机)作为动力的燃料；是一种不溶于水，比重在0．65～O．80之间的油透明液体。闪点以不同的馏化过程，不同的辛烷值含量而不同，一般在一50～30℃之间，可燃下限1．O％，上限6．0％。车用汽油目前有四种生产来源：①由石油蒸馏所得到的直流汽油；低烷值烷烃重组成较高辛烷值的重组汽油；⑨以烯烃为原料聚合成高辛烷值的聚合汽油；4由烯烃和异烷烃化合而得到的高辛烷值的烷化汽油。
(二)航空用油 航空用油以航空发动机种类不同而不同。通常，供给往复式活塞飞机发动机用的燃料耪航空汽油；供给喷气发动机和涡轮发动机用的燃料称为航空燃油。航空燃油有两种，一种是油型，也称航空煤油；另一种是煤油与汽油调制而成的混合型。 航空汽油的性能与车用汽油十分相近，其中以丁烷至十二烷为主要成分。由于活塞式飞发动机的压缩比较一般车用发动机高，因此所需的辛烷值也比车用汽油高。
航空煤油和混合型油其成分可能就是煤油或煤油和汽油的组合。这种油料其辛烷值已是重要的，而挥发性为其重要的特性。由于其来源大多取自直馏煤油或直馏汽油，所以挥发直接影响了这种油料的特性。通常这类油的闪点在一18～23℃。航空煤油和混合型油其成分可能就是煤油或煤油和汽油的组合。这种油料其辛烷值已是重要的，而挥发性为其重要的特性。由于其来源大多取自直馏煤油或直馏汽油，所以挥发直接影响了这种油料的特性。通常这类油的闪点在一18～23℃。
煤油早期的提炼以为点灯之用，也称之为灯油。由于电力照明的发展和普及，炼油逐涛为燃料之用。煤油是一种白色透明液体，比重约为O．80左右，闪点在43℃(110F)左右(作航空燃料的煤油的闪点在O~C～23℃)。在低温下着火性能较差，使用时比汽油安全，用于煳燃料的煤油及作为加热燃料的煤油在控制燃烧方面更为安全可控。煤油早期的提炼以为点灯之用，也称之为灯油。由于电力照明的发展和普及，炼油逐涛为燃料之用。煤油是一种白色透明液体，比重约为O．80左右，闪点在43℃(110F)左右(作航空燃料的煤油的闪点在O~C～23℃)。在低温下着火性能较差，使用时比汽油安全，用于煳燃料的煤油及作为加热燃料的煤油在控制燃烧方面更为安全可控。
(三)柴油 柴油大多用作柴油机燃油和锅炉燃料。柴油分为轻柴油和重柴油两种，再按其凝点上限编制出各种牌号。例如，10号轻柴油表示其凝点不高于10℃；30号重柴油表示其凝点不高于30 ℃ 。轻柴油的闪点在60 ℃ C以上，重柴油的闪点在65℃以上，柴油的比重约为0．80一0．85，车用轻柴油的比重为0．75～O．79，某些重柴油的比重可达0．90左右。近年来柴油多作为石油工业的原料．可以通过柴油的热裂解或媒裂解制造成汽油。
(四)重油(燃料油)重油是重质燃料油的统称，一般是指比重为O．940～O．995的燃油，它包括炉用油、燃料油、C种燃料油、中间燃料油等。它们之中质量较好的燃料油在50℃的运动粘度为30厘沲(相当于雷氏一号粘度为200秒)比重在0．90左右，质量较差的劣质燃料油在50℃的运动粘度为400厘沲左右(雷氏一号粘度为4 000秒或以上)。重油的闪点均在66"C(150F)以上，故燃烧较困难，常温下的挥发性很差，粘度较高。 为了泵送需要进行加热，以改善其流动性。
过去重油常用作锅炉燃料，由于油价上涨，以及不断提高燃烧技术，现已广泛用于柴油机的燃料。重油通常是原油经蒸馏或精炼过程，馏去汽油、煤油和柴油后，所残剩于蒸馏塔底部的重质可燃油分，并添加各种添加剂，以改善燃烧等方面的特性。三石油的燃烧危险 石油气能够起火燃烧，但需在一定条件下才会发生。它与其它可燃物质一样，均应具备燃烧的三个条件。 ·
石油气燃烧的三要素 • 1．可燃物——油船上的货油挥发出的石油气或烃气；2．氧气——油船及货油周围的空气；3·温度——油船上的温度是足以点燃石油气的火焰、电火花或静电火花、热加工工作等。 在油船上同时具备了以上三个要素，便有燃烧的可能。若缺少其中任一个要素，就不可能燃烧，或燃烧的可能性就不太大。
由于温度提高而使石油蒸发加剧，不断地向石油液面以上提供石油气，石油气与空气混合，形成可燃混合气，致使燃烧不断地延续下去。若要阻止燃烧，需除去燃烧三个条件中任何一个即可。 石油气若要点燃，点火的火焰、火花和静电火花必须要具有足够的能量或热量。然而，当石油或石油气处于较高的温度状态， 其点火的火焰、火花或静电火花的能量虽然很小，也可能点燃。所以在油船上控制燃烧的主要措施是控制具有点火能量的火焰、火花或静电火花。
二、油船的爆炸1．油船爆炸的一般机理 如果可燃油气被点燃，火焰就很快扩展到整个混合气，将出现迅速膨胀，导致压力局部升高。在敞开的场所，膨胀的气体很容易就消散。但是在封闭的空间里，如货油舱，膨胀的气体被限制住，致使压力继续升高，直至油舱的围壁崩裂，这就导致爆炸。在油船爆炸时，燃烧仅是化学变化， 爆炸则是由于舱内压力升高而引起的一种物理变化。
如果油船爆炸时的舱内压力增加并不很快，舱内压力超过舱壁、甲板或船底所能经得住的压力(一般约超过大气压力0．024MPa)大多数油船的甲板和舱壁会破裂如果油船爆炸时的舱内压力增加并不很快，舱内压力超过舱壁、甲板或船底所能经得住的压力(一般约超过大气压力0．024MPa)大多数油船的甲板和舱壁会破裂 • 如果舱内可燃气燃烧导致的膨胀气体压力迅速升高，排气管或已破裂之处也应付不了这种膨胀，就会使油舱剧烈爆炸，同时伴随着强烈的光焰、气体冲击波和飞溅的破坏物。
油船的爆炸往往是先有初始的爆炸(即破裂)，若防救措施不当，大量空气进入舱内或是舱内油气在破裂处得到了大量空气，便有可能再发生更剧烈的爆炸。这要取决于此时膨胀气体在破裂处泄放的快慢， 如果破裂处很快泄放膨胀燃气，便不会再发生爆炸。如果大量的燃烧膨胀气体在破裂处受到严重的阻碍，便有可能发生再次爆炸。一般来说，发生再次爆炸的机会还是不多的。不过爆炸的舱室发出的光和热可能成为附近油舱的火源，因此在相邻的油舱接着发生爆炸也是非常可能的，即爆炸也是一种火种传播的方法。
2·火焰传播速度和爆炸力 ‘、 火焰通过可燃混合气的传播速度叫做火焰速度。火焰速度是随着油气浓度变化的，也和爆炸力有直接关系。不会在可燃范围之外发生燃烧，没有燃烧也就不会有火焰，如图所示。火焰的速度在可燃上限和下限时为零，当油气在空气中的浓度约为7％日寸，火焰速度达到每秒当火焰的速度高时，火焰将会通过可燃混合气迅速扩散。在这种情况下，含有可燃油气的舱室其压力将会迅速升高，使舱室的围壁不可能作逐渐地破裂，所造成的损坏可能是很严重的。
如果火焰的速度非常慢，也就是说它的速度接近于零，油舱里的压力将是逐渐升高的，使舱室的围壁有可能慢慢鼓起而变弯，然后可能在某些薄弱点破裂。一旦围壁破裂，‘虽然会继续发生燃烧膨胀气体，但舱内的压力却不再增加，损坏的程度可能是有限的。这种爆炸叫做低力量爆炸。低力量爆炸也许是更强大爆炸的前奏。如果火焰的速度非常慢，也就是说它的速度接近于零，油舱里的压力将是逐渐升高的，使舱室的围壁有可能慢慢鼓起而变弯，然后可能在某些薄弱点破裂。一旦围壁破裂，‘虽然会继续发生燃烧膨胀气体，但舱内的压力却不再增加，损坏的程度可能是有限的。这种爆炸叫做低力量爆炸。低力量爆炸也许是更强大爆炸的前奏。
3．爆炸的预兆1油气浓度对火焰速度的影响曲线图 油船爆炸一般是没有什么预兆的。但是如果从甲板开口可以看到火焰，可从下面两点估计可能发生的爆炸： • ①如果从油舱开口冒出来的火焰呈橙黄色并伴随着黑烟，这表示舱内处于过浓状态。火焰将不会倒回入舱，因而不大可能立即发生爆炸 ②如果从油舱开口冒出来的是燃烧着带有劈啪声的蓝红色火焰，且几乎没有烟，这表明油舱内处于可燃状态。火焰可能倒回入舱，即将产生爆炸。在这种情况下，在甲板上的人员必须立即撤出。
三、燃烧极限 除非空气中所含的烃气浓度在所谓可燃范围内，否则烃气和空气的混合气体是不会燃烧的。这个可燃范围分为上限和下限，可燃(爆炸)下限(LFL)，是指烃气浓度已低到不足以雏持和蔓延燃烧的程度；可燃(爆炸)上限(UFL)，是指烃气浓度已经高到致使空气严重不足，达不到再能维持和蔓延燃烧的程度。对于各种不同的纯烃气和不同石油产品挥发出来的混合气体来说，．它们的可燃范围略有不同。粗略的来说，原油、汽油和天然石油产品这三类物质所产生的混合气在可燃范围上大体可依次用纯丙烷、丁烷和戊烷来代表，
· 以下列出了这三种气体的易燃极限。该表还列出了按体积比丙烷、丁烷和戊烷占50％的混合气稀释到其可燃下限以下的程度所需要的空气量。 实际上对于货油来说，其可燃下限和上限可分别采取按体积比的1％和10％，即可达到一般的防患目的。
三、惰性气体对可燃性的影响 。 用惰性气体充入油舱中的烃气／空气混合气中时，可提高以烃气浓度表示的可燃下限值，也可降低以烃气浓度表示的可燃上限值，使得下限值和上限值较为接近。图上的每一个具体点的位置，都是以烃气和氧气的两种含量来表示的某一种具体的烃气、空气和惰气的混合气体
不含任何惰气的烃气和空气的混合气体是以A．B线为界的。 AB线的倾斜反映了氧含量会随着烃含量的增高而降低。在AB线左侧的容点所代表的气体混合物，其氧含量会随着惰气充入而降低。C点和D点分别代表混合气体的可燃下限和可燃上限，随着惰气含量逐渐增加，可燃混合气体的可燃下限和上限会随着CE和DE两线的走向而变化，最后会合在E点。只有在CED边界以内的阴影区中的某一点所代表的气体混合物才具有可燃性。
从图中可以明显地看出，当不断地往烃气／空气的混合气体中增加惰气成分时，可燃范围就会逐渐缩小，直到氧含量降到无论它与什么组成的混合气都不会再燃烧的程度，这种氧含量(烃气／空气的混合气体中)一般认为是按体积比的11％。在安全指南中所规定的安全惰化混合气中的氧含量为8％的数字是留有安全余量的。(在某些国家和油轮公司把它规定为5％)。从图中可以明显地看出，当不断地往烃气／空气的混合气体中增加惰气成分时，可燃范围就会逐渐缩小，直到氧含量降到无论它与什么组成的混合气都不会再燃烧的程度，这种氧含量(烃气／空气的混合气体中)一般认为是按体积比的11％。在安全指南中所规定的安全惰化混合气中的氧含量为8％的数字是留有安全余量的。(在某些国家和油轮公司把它规定为5％)。
