石油化学基础知识

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1、石油化学基础知识 石油及其产品的化学组成和物理性质 石油的一般性质 石油的元素组成 石油及石油馏分的烃组成：烷烃：是组成石油的基本组分之一。石油中的烷烃总含量一般约为 40一50(体)。环烷烃：单环、二环和多环芳烃：单环、二环和多环石油化学基础知识 石油中的非烃化合物硫：活性硫和非活性硫 氮：碱性氮化物，非碱性氮化物 氧：环烷酸类 胶质和沥青质 石油及其产品的物理性质石油及其产品的物理性质是评定产品质量和控制生产过程的重 要指标，也是设计和计算石油加工工艺装置的重要数据。 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 上取决于其中所烃类的物理性质和化学性质。油品是各含种

2、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。馏分组成与平均沸点 油品沸点随气化率增加而不断增加。因此表 示油品的沸点应以一个温度范围，即称为沸 程。在某一温度范围内蒸馏出的馏出物称为 馏分。它还是一个混合物，只不过包含的组 分数目少一些。温度范围窄的称为窄馏分， 温度范围宽的称为宽馏分。 在石油产品的质量控制或原油的初

3、步评价时 ，实验室常用比较粗略而又最简便的恩氏蒸 馏装置来测定油品的沸点范围。思氏蒸馏装 置如图所示。各种直馏产品的馏程范围 汽油 40200； 灯用煤油 180300 轻柴油200一300： 喷气燃料 l 30一240 润滑油350一500； 重质燃料油500密度和相对（比重）密度 油品的密度和相对密度在生产和储运中 有着重要意义。相对密度与原油或产品 的物理性质、化学性质有关。 我国规定油品20时密度作为石油产品 的标准密度。 液体油品的相对密度是其密度与规定温 度下水的密度之比，也称比重，是无因 次的。 比重指数(API度) 特性因数 特性因数是表示烃类和石油馏分化学性质的一个 重要参数

4、。K表示。 我园原油大多只有较高的K值。 大庆原油K12.5 胜利原油K12.1 大港原油K11.8粘度和粘温性质 粘度是评定油品流动性的指标，是油品特 别是润滑油质量标准中的重要项目之一。 粘度值就是用来表示流体流动时分子间摩 擦产生阻力大小的标志。馏分越重，粘度 越大。 粘度的表示方法：运动粘度，mm2s。 条件粘度：恩氏粘度、赛氏粘度、雷氏粘 度等。它们都是用特定仪器在规定条件下 测定的。粘度与温度的关系 油品的粘温性质：油品的粘度随温度的升 高而减少，随温度的降低而增大。 粘度指数：它是衡量润滑油粘度受温度影 响变化程度的一个相对比较指标。其它物理性质一、低温流动性油品在低温下失去流动

5、性的原因有两个， 含蜡量极少的油品，当温度降低时粘度迅速 增加，最后因粘度过高而失去了流动性，变 成为无定形的玻璃状物质，这种情况称为粘 温凝固；对于含蜡较多的油品来说，油品冷 却时，油中所含的蜡就逐渐结晶出来，当析 出的蜡逐渐增多形成一个网状的骨架后，将 尚处于液体状态的油品包在其中，使整个油 品失去了流动性，这种情况称为构造凝固。 相应的失去流动性的温度称为凝点(或凝固点) 。 冷滤点：是指在规定条件下，试油每分 钟开始不能通过滤清器流量20(mL)时的 最高温度。冷滤点测定的方法原理是模 拟柴油在低温下通过滤清器的工作状况 而设计的。 二、燃烧性能 1、闪点闪点(或称闪火点)是指可燃性液

6、体( 如烃类及石油产品)的蒸气同空气的混合 物在有火焰接近时，能发生闪火(一闪即 灭)的最低油温。2、燃点：在油品达到闪点温度以后，如果继续提 高温度，则会使闪火不立即熄灭，生成的火 焰越来越大，熄灭前所经历的时间也越来越 低，当到达某一油温时，引火后所生成的火 焰不再熄火(不少于5秒)这时油品就燃烧了。 发生这种现象的最低油温称为燃点。 3、自燃点：无需引火，油品即可因剧烈的氧化而产 生火焰自行燃烧，这就是油品的自燃。能发 生自燃的最低油温，称为自燃点。原 油 评 价一、 原油评价的目的意义 二、原油评价的方法 三、原油的分类方法 四、国内外主要原油的性质、特点和加工方案一、原油评价的目的意

7、义1、掌握原油的性质；2、根据原油评价数据确定加工方案；3、通过原油评价掌握加工原油的产品特点；二、原油评价的方法 确定一种原油的加工方案是炼油厂设计和生产 的首要任务。制订合理原油加工方案是根据： 所加工原油的性质；市场对产品的需求；加工 技术的先进性和可靠性；对产品质量的要求； 经济效益等。同时进行全面的综合分析，研究 对比。其中原油性质是最基本的因素。 什么是原油评价：通过各种实验、分析，取得 对原油性质的全面认识。 原油评价按其目的的不同，分为三个层次：l原油的一般性质：对原油一般性质进行分 析，了解原油的化学组成和主要物理化学性 质。对原油进行一般性的了解，掌握原 油一般性质信息。

8、l常规评价：原油的性质分析，原油的实沸 点蒸馏，窄馏分的性质分析。对原油进 一步的了解，掌握原油的一般性质，不同沸 点范围的馏分分布，窄馏分的化学物性。 l 综合评价：除了上述两项内容外，还包括 直馏产品的产率和性质。也可以确定重油或 渣油的可加工性能。原油评价流程原油的一般性质性质大庆胜利大港克拉玛依辽河密度（20）， g/cm30.858 70.90050.88260.88080.8818运动粘度（50 ），10-6m2/s 19.583.417.332.321.9凝点， 32 28 28 -57 21 含蜡量（吸附法 ）， % 25.114.615.42.18.7沥青质，% 0.15.1

9、13.10.5/胶质，% 8.923.29.715.015.7酸值， mg(KOH)/g /0.74 0.98 残炭，% 3.06.43.23.84.8C86.386.385.786.1/元素分析，% H13.512.613.413.3/S0.150.880.120.120.18N/0.410.230.270.31微量金属，g/g V0.88402) 按原油硫含量分类低硫原油 2%2、化学分类 1） 特性因数分类 石蜡基原油 特性因数K12.1 中间基原油 特性因数K=11.512.1 环烷基原油 特性因数K=10.511.5 2）关键馏分特性分类 第一关键馏分 250275 第二关键馏分 2

10、75300（40mmHg)四、国内外主要原油的性质特点和加工方案1、我国主要原油的性质和特点 2、主要进口原油的性质和特点 3、几种类型原油加工特点 4、 原油加工方案1、我国主要原油的性质和特 点我国产量较大的原油可分为三种类型： 1）石蜡基原油 2) 中间基与石蜡中间基原油 3) 环烷和环烷中间基原油1）石蜡基原油油田：大庆、吉林、中原、青海等。特点：含硫低，镍和钒含量不高，残炭低，沥青质低，含蜡高，凝固点高。2) 中间基与石蜡中间基原 油 油田：胜利、辽河、大港等。 特点：蜡含量低，镍含量高3) 环烷和环烷中间基原油油田：孤岛、单家寺、羊三木、高升等。 特点：密度大，含蜡低，凝点低，胶质

11、、残炭、酸值、镍含量高 。2、主要进口原油的性质和特 点1） 中东原油：轻质油收率高，氮含量低，硫含量高，蜡含量 低，凝点低，金属含量高，钒高镍低，胶质含量低 ，残炭和沥青质高。基本属于：含硫和高硫中间基 原油。适于多产柴油和沥青。2） 亚太地区原油：轻质油收率高，硫含量低。3） 西非原油：一般属于低硫石蜡基原油，轻 质油收率高，硫含量低。4） 独联体原油：轻质油收率高，凝点低。 3、几种类型原油加工特点1） 低硫石蜡基原油以大庆原油为代表，其加工特点：（1）由于原油含硫少，氮含量不高，轻质直馏产品基本不需要精制。（2）减压馏分油是催化裂化的好原料，是生产润滑油好原料。 （3）由于含蜡高，是生

12、产石蜡的好原料。（4）由于轻馏分油饱和烃含量高，作为裂解原料，乙烯收率高。 (5)由于减压渣油的残炭低，杂质少，可以作为：催化裂化原料。2） 中间基原油 以胜利、辽河等原油代表，其加工特点： （1）直馏汽油芳烃潜含量较高，适于 作为催化重整原料。其直馏产品酸度高， 一般需要精制。 （2）减压馏分油中，烷烃含量低，作 为催化裂化原料，生焦量大，柴油十六烷 值低，需要改质，各馏分的芳烃含量都较 高，不适合作裂解原料。 （3） 渣油可以生产沥青。3） 含硫和高硫原油以中东原油为代表，其加工特点：（1） 产品含硫高，需要精制脱硫。（2） 柴油收率高，凝点低，十六烷 指数高，适合于生产低凝优质柴油。（3

13、）减压渣油蜡含量低，饱和烃含量 少，是生产高等级沥青的优质原料。4、原油加工方案根据目的产品不同，原油加工方案可以分为 三种基本类型：1） 燃料型主要产品是用作燃料的石油产品。2） 燃料润滑油型主要产品是燃料和润滑油。3） 燃料化工型主要产品燃料，生产化工原料和化工产 品。如：提供聚乙烯、聚炳烯原料，聚脂原料等 。轻质油品的使用要求及质量 指标一、石油产品分类二、轻质油品的使用要求三、轻质油品的质量指标一、石油产品分类我国现将石油产品分为6大类 1、燃料 2、润滑剂 3、石油沥青 4、石蜡 5、石油焦 6、溶剂和化工原料我国石油产品商品构成产品类别 商品量构成/% 产品类别 商品量构成/% 石

14、油燃料 72.6 化工用原料 16.2发动机 59 润滑剂和有关产品 1.6 照明 0.6 石蜡 0.8船用 13 石油沥青 2.5 石油溶剂和化工用原料 20 石油焦 2.5溶剂油 1.3 合计 100苯类产品 1.5 （1998年数据）二、轻质油品的使求1、汽油 2、柴油机燃料 3、喷气燃料（航空煤油） 4、燃料油1、汽 油 1）主要品种及其应用范围汽油的商品牌号为辛烷值主要品种：90# 93# 应用在压缩比92）主要性能要求 （1）抗爆性：辛烷值 （2）蒸发性：馏程 （3）安定性： （4）腐蚀性： （5）低温性： （6）有害物质含量控制： （7）含氧化合物：2、柴油机燃料 1）主要品种及其应用范围 品种： 轻柴油：适用于高速柴油机 重柴油（农用柴油）：适用于中、低速柴油机 船用燃料油：适用于大功率、低速柴油机 牌号： 轻柴油：按凝固点划分。 如：0# -10# -20# -35#等。 重柴油（农用柴油）：按粘度 船用燃料油