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1、 1 单击此处编辑母版标 题样式 单击此处编辑母版副标题样式 石油及石油产品性质 石油的化学组成 石油及油品的物理化学性质 石油产品的分类及使用性能要求 石油的一般性状 颜色 绝大多数为黑色 相对密度 大多数介于 0 8 0 98之间 气味 特殊气味 流动性 流动或半流动的粘稠液体 石油的外观性质与其化学组成有关 石油的元素组成 1 碳和氢占96 99 碳 83 87 氢 11 14 2 硫 氧 氮 S O N 3 微量元素 金属元素 Pb K Na Ca Fe Ni V 非金属元素 Si P Cl I 后两项共约1 4 一般不超过5 石油中各种元素多以化合物的形式存在 石油的馏分组成 原油
2、蒸馏 气体 200 汽油馏分 石脑油 200 350 煤柴油馏分 常压瓦斯油 AGO 350 500 润滑油馏分 减压瓦斯油 VGO 500 减压渣油 VR 350 常压渣油 AR 石油中的烃类化合物 1 烷烃 A 气态烷烃 C1 C4 B 液态烷烃 C5 C15 C 固态烷烃 C16 蜡 特点 烷烃随碳原子数增大 相对分子量 沸点 熔点 密度增大 化学性质较安定 但在加热或催化剂以及 光的作用下 会发生氧化 卤化 硝化 热分解 以及催化脱氢 异构化等反应 正丁烷的球棒模型 正十五烷 碳链写法 立体型 正戊烷 异戊烷 新戊烷 C5H12 正丁烷 异丁烷 C4H10 CH3CH2CH2CH3CH
3、3CHCH3 CH3 分子式写法 略氢写法 烷烃的几种表示法 2 环烷烃 单环 双环 多环五员环 六员环系列 侧链长的少环环烷烃是良好的润滑油成分 特点 环烷烃的化学性质与烷烃相似 但活泼些 在一定条件下同样可以发生氧化 卤化 硝化 热 分解等反应 环烷烃在一定条件下能脱氢生成芳烃 是生产芳烃的重要原料 3 芳烃 单环 双环 多环 有些多环芳烃具有荧光 这是有些油品能发出荧光 的原因 特点 较稳定 侧链被氧化成有机酸 多环芳香烃 被氧化生成胶状物质 油品变质的原因之一 4 不饱和烃 不饱和烃在原油中含量极少 主要是在二次加工过程 中产生的 催化裂化产品中含有较多的不饱和烃 主 要是烯烃 也有少
4、量二烯烃 但没有炔烃 烯烃的分子结构与烷烃相似 即呈直链或直链上带支 链 但烯烃的碳原子间有双价键 凡是分子结构中碳 原子间含有双价键的烃称为烯烃 分子通式有CnH2n CnH2n 2等 分子间有两对碳原子间为双键结合的则 称为二烯烃 特点 随碳原子数增大 沸点 熔点 密度增大 烯烃的化学安定性差 易氧化生成胶质 v石油中的硫 氧 氮元素以非烃化合物形式存 在 虽然元素的含量仅约1 4 但非烃化合物 的含量却相当高 可达百分之十几 v非烃化合物主要集中在重组分特别是渣油中 v对石油加工 油品储存 使用性能影响很大 是精制过程的去除对象 石油中的非烃化合物 一 石油中的含硫化合物 1 含硫化合物
5、的危害 腐蚀设备 污染环境 影响二次加工过程 如使催化剂中毒 影响油品质量 含硫量常作为评价石油及油品的一项重要 指标 原油按其含硫量可分为 含硫量 0 5 低硫原油 含硫量0 5 2 0 含硫原油 含硫量 2 0 高硫原油 我国原油多属低硫或含硫原油 世界原油总产量的 75 为含硫原油和高硫 原油 2 存在形态 硫化氢H2S 硫醇RSH 硫醚RSR 二硫化物RSSR 噻酚类 3 分类 活性硫与非活性硫 酸性含硫化合物 H2S RSH S 中性含硫化合物 RSR RSSR 热稳定性较高的含硫化合物 噻酚 四 氢噻酚 4 含硫化合物在石油馏分中的分布 趋势 含硫化合物在石油馏分中的分布一般是随着
6、 石油馏分沸程的升高而增加 其种类和复杂性也随着 馏分沸程升高而增加 汽油馏分的硫含量最低 减 压渣油中的硫含量最高 我国大多数原油中约有 70 的硫集中在减压渣油中 硫醇 主要存在于汽油馏分中 有时在煤油馏分中 也能发现 在350 以上的高沸点馏分中含量极少 硫醇有极难闻的特殊臭味 硫醇对热不稳定 硫醚 是石油中含量较高的硫化物 轻馏分和中间 馏分中含量较高 二硫化物 在石油馏分中含量很 少 一般不超过该馏分硫含量的10 质 而 且较多集中于低沸点馏分中 噻酚 主要存在于石油的中间馏分和高沸点馏分中 5 危害 Fe H2S FeS H2 FeS 2HCL FeCL2 H2S Fe S FeS
7、 2RSH Fe RS 2Fe H2 硫化合物 汽油抗爆性 感铅性不良 油品安定性 SO2 SO3 污染大气 腐蚀设备 S 催化剂中毒 铂重整 1 含氮化合物的危害 影响二次加工过程 如使催化剂中毒 影响油品质量 安定性差 易生胶 污染环境 2 存在形态 碱性氮化合物 吡啶 喹啉 胺等 中性氮化合物 吡咯 吲哚 咔唑 二 石油中的含氮化合物 3 分布 原油氮含量一般比硫含量低 通常在 0 05 0 5 范围内 我国原油含氮量偏高 在 0 1 0 5 之间 氮化合物含量随石油馏分沸点 的升高而迅速增加 约有80 的氮集中在400 以 上的渣油中 我国大多数原油的渣油集中了约90 的氮 而煤油以前
8、的馏分中 只有微量的氮化物存在 石油中的含氮化合物的去除方法 酸洗可除去碱氮 催化加氢精制可除去油品中的部分氮化物 22 单击此处编辑母版标 题样式 单击此处编辑母版副标题样式 三 石油中的含氧化合物 1 含氧化合物的危害 腐蚀设备 影响油品质量 安定性差 易氧化生胶 2 存在形态 酸性含氧化合物 环烷酸 芳香酸 脂肪酸 酚 石油中的酸性含氧化合物总称石油酸 中性含氧化合物 醇 酮 醛 酯 醚 中性含氧化合物含量较少 3 分布 原油中的氧含量随馏分沸点升高而增加 主要集 中在高沸点馏分中 大部分富集在胶状沥青状物 质中 胶状沥青状物质中的氧含量约占原油总含 氧量的90 95 中间馏分 沸程25
9、0 400 环烷酸含量最高 低沸点馏分及高沸点重馏分中含量都比较低 环烷酸在石油产品中的危害 对金属有腐蚀作用 是润滑油氧化的催化剂 对润滑油的正常润 滑有不良影响 形成环烷酸盐粘度大 大部分环烷酸在石油加工过程中可用碱洗的 方法去除 环烷酸可作化工产品 枕木防腐剂 颜料及油漆的催干剂 防锈剂 环烷酸锌 四 胶质 沥青质 石油中的非烃化合物 有很大一部分是胶状沥青状 物质 重质石油中可达40 50 其中主要是胶质 沥青质一般不超过4 5 胶质 沥青质物质是由C H O N S等元素所组 成的非烃类化合物 天然石油中90 以上O 80 以 上N 50 以上S都集中在胶状和沥青状物质中 沥青质是石
10、油中分子量最大 2000 6000 极性最强 的非烃组分 胶质是石油中分子量 600 2000 及极性仅次于沥青 质的大分子非烃化合物 它具有很大的多分散性 溶解性 胶质能溶于苯 三氯甲烷 二硫化碳 石油 醚 低沸点烷烃 不溶于乙醇 沥青质能溶于苯 三氯甲烷 二硫化碳 但不溶于石油醚和乙醇 区别 能溶于正庚烷的为胶质 能溶于苯不溶于正庚烷的 为沥青质 不溶于苯也不溶于正庚烷的为高碳氢比的 焦状缩合物 胶质 沥青质的基本结构 以多个芳香烃组成的稠合芳香环系为核 心 周围连接有若干个环烷烃 芳香烃和环 烷环上都还带有若干个长度不一的正构或异 构的烷基侧链 分子中还有各种硫 氮 氧 的基团 1 胶质
11、 胶质是一种很粘稠的流动性很差的液体或半固体 状态的胶状物 颜色为黄色至暗褐色 受热熔融 密度1 0 1 1g cm3 平均相对分子量约 600 1000 胶质具有很强的着色能力 50ppm的胶质就可 使无色汽油变为草黄色 胶质能溶于石油醚 苯 乙醚及石油馏分 胶质含量随沸点升高而增多 渣油中含量最大 胶质易氧化缩合为沥青质 受热易裂解及缩合 2 沥青质 沥青质是一种深褐至黑色的 无定型脆性固体 相对密度略大于1 0 VPO法分子量约3000 10000 加热不熔 300 以上时会分解及缩合 沥青质能溶于苯 二硫化碳 四氯化碳中 不溶 于石油醚 沥青质无挥发性 全部集中在渣油中 胶质和沥青质的
12、存在使渣油形成一种较稳定的 胶体分散体系 胶质 沥青质能与浓硫酸作用 产物溶于硫酸 石油中的微量元素 1 石油中的微量元素 变价金属 V Ni Fe Cu Cr Mo Co W Mn Pb Ga Hg Ti 碱金属和碱土金属 Na K Ca Ba Sr Mg 卤素和其他元素 As Cl Br I Al Si 2 石油中的微量元素含量及危害 3 石油中的微量元素的分布 浓集于渣油中 石油及油品的物理化学性质 石油及其产品的物理化学性质是评定产品 质量和控制输送过程的重要指标 也是设计和 计算输送管道 油库的重要数据 油品的物理性质与其化学组成有着密切的 关系 油品的物理性质在很大程度上取决于其
13、中所含烃类的物理性质和化学性质 油品是各 含种烃类和非烃类的复杂混合物 它的理化性 质是各种化合物性质的宏观综合表现 它们之 中有的性质有可加性 有的则没有 而且多数 不具有可加性 蒸汽压和沸程 一 蒸汽压 在某一温度下液体与其液面上的蒸汽呈平衡状态 这时蒸汽所产生的压力称为饱和蒸汽压 简称 为蒸汽压 蒸汽压的高低表明了液体气化或蒸发的能力 蒸 汽压愈高 就说明液体愈容易汽化 蒸汽压是石油储运设备设计的重要基础物性数据 蒸汽压是某些轻质油品重要的质量指标 二 馏分组成与平均沸点 一 沸程与馏分组成 纯化合物在一定的外压下有固定的沸点 混合物没有固定的沸点 只有一个温度范围 馏程测定 ASTM蒸
14、馏 或称恩氏蒸馏 恩氏蒸馏装置 1 初馏点 恩氏蒸馏中流出第一滴冷凝液时的气相 温度 2 终馏点 恩氏蒸馏过程所达到的最高气相温度 干点 恩氏蒸馏过程中最后一个液滴汽化时的气相 温度 3 馏程 沸程 初馏点到终馏点这一温度范围称为 油品的沸程 汽油40 200 灯用煤油180 300 轻柴油 200 350 喷气燃料130 240 润滑油350 520 重质燃料油 520 4 恩氏蒸馏曲线 油品恩氏蒸馏馏出温度与馏出量 体 之间的关系 恩氏蒸馏曲线斜率S 轻质油品 恩氏蒸馏 曲线10 90 的 一段接近一条直线 S表示从馏出10 90 之间 每馏出1 沸点的 平均升高值 S表示该油品的馏程宽窄
15、 S越大该油品的馏程范围 越宽 馏程的数据基本能反应油品组分轻重的相对含量 常用于原油评价 馏程是发动机燃料等的重要质量指标 平均沸点来表征其气化性能 石油馏分的平均沸 点的定义有下列五种 体积平均沸点tV tV t10 t30 t50 t70 t90 5 tV是由馏程测定的10 30 50 70 90 这五个馏出温度计算得到 注 用恩代蒸馏数据 用途 主要用于求取其他难于直接求得的平均沸点 二 平均沸点 质量平均沸点tW ti i组分的沸点 wi i组分的质量分率 用途 求取油品的真临界温度 实分子平均沸点tm ti i组分的沸点 xi i组分的摩尔分率 用途 求烃类混合物或油品的假临界温度
16、和偏心因 数 立方平均沸点TCU K Ti i组分的沸点 K vi i组分的体积分率 用途 求油品的特性因数和运动粘度 5 中平均沸点tme tme tm tcu 2 用途 求油品的氢含量 特性因数 假临界压力 燃 烧热 平均分子量等 密度 特性因数和相对分子量 一 密度 1 油品的密度和相对密度 1 密度 单位体积的物质具有的质量 m V 单位 g cm3 kg m3 我国规定油品的标准密度为其20 时的密度 记 20 相对密度 油品密度与标准温度下水的密度之比 标准温度 常用4 或15 6 相对密度表示方法有 API 比重指数 2 各种相对密度表示方法之间的换算 相对密度值增大则比重指数值下降 换算也可用表查得 d d 校正值 从表查得 用API将原油分类 1987年第12届世界石油会议规定对原油的分 类 API 31 1的原油为轻质原油 API 31 1 22 3为中质原油 API 22 3 10 0为重质原油 API环烷烃 烷烃 分子环数越多 密度越大 v石油馏分的密度随其沸程升高而增大 v对不同的原油 同样沸程 相对密度差别很大 一般的 环烷基的 中间基的 石蜡基的 以烷烃为
