油品基本知识讲义

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1、讲义油品基本知识 引子1、感谢这次机会2、油品的基本知识是基础，基础好不好将决定工作的效率和质量，3、是知识的传播者，不是研究者。4、参考文献（1） 正文讲义架构（2） 第一部分石油相关知识一、石油的形成。首先我们应该知道什么是油品？我们这里说的油品是指的一种 石油产品，石油产品是指原油经过炼制后得到的产品。因此，为了更好的理解油 品知识，让我们来了解一下石油。什么是石油呢？简而言之，就是石头里的油。 石油是地下岩石中生成的、液态的、以碳氢化合物为主要成份的可燃性矿产”。 这是根据有机成学说认为的。最早提出石油一词的是公元 977 年中国北宋 编著的太平广记。正式 命名为石油是根据中国北宋杰出

2、的科学家沈括（1031 一1095）在所著梦溪 笔谈中根据这种油生于水际砂石，与泉水相杂，惘惘而出（3）而命名的。 在石油一词出现之前，国外称石油为 魔鬼的汗珠、发光的水等，中国称 石脂水、猛火油、石漆等。目前就石油的成因有两种说法：（4）1、无机生成学说，认为原油是由无机物变成的。其中著名的碳化物学说认 为：地球核部的重金属碳化物和从地表渗透下来的水作用可以产生烃类。（5）2、有机生成学说，认为原油是由有机物变成的。陆地上的动物、植物死后 随着泥沙本河流带到不断下沉缺氧的海湾、泻湖、三角洲、湖泊等地，与原来水 中的生物，特别是低等的动植物像藻类、细菌、蚌壳、鱼类等一起混同泥沙沉积 在盆底底部

3、，形成有机淤泥，随着漫长的地质年代，这些淤泥越积越厚，越积越 多，由于地壳运动，这些淤泥埋藏于地层深处经过许多物理化学作用，最后逐渐 形成为石油。（6）二、石油的的特点和利用。 未经开采的石油称之为原油，原油通常是一种流动或半流动状态的粘稠液体，其 外观性质因产地不同而有所不同。从颜色上看，原油一般为褐色到黑色，少数为 暗绿、赤褐、浅黄色，甚至无色。原油带有特殊的气味。原油主要由碳和氢两种 元素组成。它们占元素总量的 96%-99%，其中碳占83%-87%，氢占11%-14%， 此外，还含有氧、硫、氮等元素，总含量占重量的1%以下。（饼状图）我国原油 产地主要有大庆、胜利、辽河、华北、中原及克

4、拉玛依等油田。我国的原油大部 分具有含硫量低、密度大、含烷烃多等特点。（全国地图）原油的直接利用价值并不是很大，而由它生产的各种石油产品却直接涉及到 国民经济的各个领域，深入到人民衣、食、住、行的各个环节之中，有着很高的 应用价值。原油炼制就是以原油为基础原料，通过一系列炼制工艺（或过程），把原油 加工成各种石油产品，如各种牌号的汽油、煤油、柴油、润滑油、溶剂油、重油，以及生产各种石油化工基本原料。 对原油的加工处理主要有：预处理、一次加工和二次加工。原油的预处理就是对 从油井中开采出来的原油进行简单的处理，主要目的是脱去溶于原油中的气体、 泥沙、盐类和水分，做好炼制前的准备。利用物理的方法，

5、通过加温、加压等手 段，对原油进行炼制，这就是原油的一次加工。在一定的催化剂作用下，使原油 中的烃分子发生一系列化学反应，而生产出石油产品的过程，为原油的二次加工。 主要方法有催化裂化、加氢裂化、催化重整、烷基化、精制等。（炼制竖状图）三、石油产品的分类。原油经过炼制后，得到的产品为石油产品。一般来讲， 石油产品并不包括以石油为原料合成的各种石油化工产品，现有石油产品约有 800 余种，如包括石油化工产品则达到几千种之多，我国现将把石油产品分为下 列6 大类。1、燃料：汽油（Gasoline）、喷气燃料（Jet fuel）、煤油（Kerosene）、柴 油（Diesel oil）、等发动机燃料

6、及灯用煤油、燃料油（Fuel oil ）等。我国燃 料占石油产品的 85%左右，而其中约 60%为各种发动机燃料，汽油和柴油的比例 约为 1： 1.6，随着市场的变化，柴汽比也随之变化。2、润滑剂（ Lubricant）： 包括润滑油 （ Lubricating oil） 和润滑脂 （Lubricating grease ）,主要用于降低机件之间的摩擦和防止磨损，以减少能耗和延长机械寿命。其产量不多，仅占石油产品的 2%左右，但品种甚多。3、石油沥青（Petroleum asphalt ）：石油沥青用于道路、建筑及防水等方 面，其产量约占石油产品总量的 23%。4、石油蜡（Petroleum

7、wax）：石油蜡属于石油中的固态烃类，是轻工、化 工和食品等工业部门的原料，其产量约占石油产品总量的 1%。5、石油焦（Petroleum coke ）：石油焦可用以制作炼铝及炼钢用电极，其产 量约为石油产品总量的 1 2%。6、溶剂和化工原料：约有 10%的石油产品是用作溶剂和石油化工原料，其中包括制取乙烯的原料轻油，以及石油芳烃和各种溶剂油。在这里着重于学习燃料和润滑剂中的汽油、柴油和润滑油。（竖状图）四、石油产品的特点 油品的元素组成油品主要由碳（C）、氢（H）、硫（S）、氧（0）、氮（N）五种元素组成，此 外还有微量的金属元素，目前已经发现的微量元素超过40多种，其中有过渡元 素，如V

8、、Ni、Fe、Cr、Mo。还有碱金属和碱土金属元素，如Na、K、Ca、Ba、 Mg。另外如其中V、Ni对石油加工过程中的危害性最大，此外还有非金属元素。 在五种主要元素中，碳（C）和氢（H）所占的比例约为96%-99.5%。其中碳占 83%-87%;氢占11%-14%。在大部分石油中，S、O、N及其他的微量元素的总量 不超过 1%。从石油的元素构成看，碳和氢是石油的主要组成部分，因而石油中 的化合物主要是碳和氢组成的化合物，即碳氢化合物，又简称烃，它是石油加工 和利用的主要对象。石油中的烃类按其结构不同，大体可分为烷烃、环烷烃、芳 香烃和不饱和。不同的烃类对石油产品性质的影响也各不相同。 1）

9、烷烃是开链 的饱和烃，又分为正构体和异构体两类。常温下，烷烃的化学稳定性比较好，仅 次于芳香烃。烷烃的密度最小，粘温性能好，是燃料和润滑油的良好成分，如煤 油中含烷烃中较多时，点灯时的火焰就比较稳定。 2）环烷烃是环状结构的饱和 烃，又分为单环烷烃和多环烷烃两类。环烷烃的化学稳定性良好，与烷烃近似， 但不如芳香烃，其密度较大，自燃点较高，辛烷值居中，因而它的燃烧性较好， 且凝点低、润滑性好，是汽油、煤油和润滑油的良好成分，但润滑油中含多环烷 烃多，则粘温性能差。3）芳香烃是具有苯环结构的烃类。它的化学稳定性良好， 其密度最大，自燃点最高，辛烷值也最高，是汽油的良好成分，而对柴油则是不 良成分，

10、它对有机物的溶解力强，毒性也较大。4）不饱和烃，主要指的是烯烃， 具有双链结构的烃类。石油中一般不含这类烃，主要是在二次加工过程中产生的。 它的化学稳定性能最差，易氧化形成胶质，但其辛烷值较高，凝点较低。我们常 利用这两个特性，将它加入汽油中，以提高汽油的辛烷值。掺入柴油以降低其凝 点。但因其稳定性差，这类掺合产品均不宜长期保存。油品的特性1、易燃 石油和石油产品具有容易燃烧的特点。因而也就潜在着发生火灾 的危险性，其危险程度是由油的闪点的高低来评定的。所谓闪点是指在规定的试 验条件下，油品蒸气和空气的混合物接近火焰闪出火花并立即熄灭时的最低温 度。根据这一定义可知：闪点越低，燃烧起火的可能性

11、越大。在成品油中，汽油 的闪点最低，煤油次之，柴油又较煤油为高。通常情况下，汽油的闪点在 -50-28r之间，使其在任何大气温度下均能挥发出大量的油蒸气，只需遇到极 小的明火即可点燃，着火的危险性最大；煤油和轻柴油（闪点在 4055 r和 5590r ）如被加热或外部有热源，也较容易产生“闪火”但危险程度低于汽 油。2、易爆 当油气和空气混合到一定比例时，遇火就会发生爆炸，这一比例范围称作爆炸极 限。产生爆炸的最低混合比叫爆炸下限（低限），最高混合比叫上限（高限）。如 某油气爆炸下限为1.7%，上限为 7.2%，那么当该油品的油蒸气在空气中的含量 达到上述范围时，遇火将引起爆炸。当油气的含量低

12、于爆炸下限时，遇火不会燃 烧，亦不会爆炸；高于爆炸上限时，遇火则会燃烧。由于在石油火灾中，随着油 气浓度的增减变化，爆炸和燃烧会交替出现，是燃烧还是爆炸主要取决于混合气 中氧的含量，有时先燃后爆，有时先爆后燃。 除了按油气浓度测定爆炸极限外，某些油品还有按温度来测定爆炸极限的，也分 上限和下限。这是因为油气的浓度是在一定的温度下形成的。 防止爆炸的措施和防火的措施相同。3、易蒸发 蒸发是液体表面分子气化（运动）的现象，而气化就是物质由液体变为气体的过 程。气化了的液体一旦进行大气就很难再回收，这种现象尤以轻质油品为显著， 其蒸发的速度也最快，可被完全蒸发掉。由于这种现象的存在常常导致液体在数

13、量上发生短缺，而所蒸发的轻质成分对原油来说是汽油的主要馏分，对制成的汽 油而言又是保证发动机易于启动的主要成分。 蒸发不但造成了数量的上短缺，而且使油品质量降低，更为严重的是所产生的油 蒸气为燃烧、爆炸和使工作人员中毒提供了必要条件，同时还造成了环境污染。 因此，有必要采取一切有效的措施来降低或杜绝油品损耗，具体措施可针对产生 蒸发的原因制定相应的方法，如降低温度以减少温差，饱和储存以减少气体空间， 减少不必要的倒装和减少与空气的接触，做到尽可能的密封储存等。4、不摩擦产生静电。石油是导电率极低的绝缘非极性物质。在油品的收发、 输转和灌装过程中，当油料沿管道流动与罐壁摩擦和在运输过程中与车、船

14、上的 罐、舱壁冲撞以及油流的喷射、冲击都会产生静电。而静电电压随着摩擦的加剧 而增大，当静电电压高于 4 伏时，所产生的静电火花就达到了汽油蒸气点燃能量，足以使汽油蒸气着火、爆炸。可见如不及时排除静电，一旦电压增高到一定程度 时，就会在两带电体之间产生跳火（静电放电），而引起油品爆炸着火。5、具有一定的毒性油品具有一定的毒性，且毒性随其化学结构、蒸发速度 和所含添加剂性质及加入量的不同而不同。通常认为组分中的芳香烃、环烷烃及 添加剂中的抗爆剂（四乙基铅）、防锈剂、防腐剂等毒性较大。同时轻质油特别 是汽油较易蒸发，使有毒气体的成分和空气混合在一起易于传播。这些有毒气体 的传播途径主要通过人体的呼

15、吸道、消化道和皮肤而侵入人体，从而造成急性或 慢性中毒。中毒的程度与油蒸气的浓度、作用时间长短有关，即浓度小、时间短 则较轻；反之则重，甚至会造成人身伤亡事故。 第二部分汽油、柴油、润滑油的基本知识一、工艺流程 石油是由多种碳氢化合物组成的，直接利用的途径很少，只能用作燃料来烧锅炉。这样使用石油，是很大的浪费。将石油加工成不同的产品，则能物尽其用，可以充分发挥其效能。把预处理后的原油送到煤油厂进行加工，生产出汽油、煤油、柴油、润滑油及沥青等。各煤油厂的总流程不尽相同，有的简单些，有的复杂些，生产燃料用油的石油炼制流程中有三个装臵，即蒸馏、裂化、焦化的装置。生产润滑油的装置主要有四个，即丙烷脱沥

16、青、溶剂脱蜡、溶剂精制和白土精制。石油没有固定的沸点。一般石油的沸点范围在摄氏30度到摄氏600度左右。 它是不同沸点的、大大小小的烃混合在一起的混合物，烃的沸点随碳数增加而增 高。例如， 含有5个碳的烃（叫戌烷），只要加热到摄氏36度就沸腾;而含有十二个碳的烃（叫 十二烷），则要加热到摄氏 216度才能沸腾。这样，把石油加热后，就能按各类 烃沸点高低不同依次蒸发出来。加工石油的炼油厂，就是利用石油的这个特点， 而使大量石油去经历不同温度的过程，便就能得到不同的产品了。在炼油厂中，都有一个高瘦和一个矮胖，这样的两个直立着的设备，这就叫 蒸馏塔。高瘦者叫常压分馏塔（简称常压塔）;矮胖者叫减压分馏 塔（简称减压塔）。石油经过加热炉加热后，先送到常压塔，再将 常压塔塔底的产物，经加热炉再加热后送入减压 塔。这个过程在炼油厂就叫蒸馏过