《延迟焦化装置培训材料 炼油基础知识培训》由会员分享，可在线阅读，更多相关《延迟焦化装置培训材料 炼油基础知识培训（137页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一篇 石油基础知识第一章 石油的化学组成第一节 石油的一般性质 石油是碳氢化合物的复杂混合物，外观是一种流动或半流动的粘稠液体，石油按其产地不同，性质也有所不同。从颜色上看，天然石油绝大多数都是黑色的，但也有暗黑、暗绿、暗褐的不同，而且有些石油是呈赤褐、浅黄及至无色的。如我国四川盆地开采出来的原油是黄绿色，玉门原油是黑褐色，大庆原油则是黑色的。石油之所以具有不同的颜色，是因为它们所含的胶质和沥青质的数量不同。胶质和沥青质含量愈多，石油的颜色就愈深。我国石油一般含沥青质不多，但含胶质却不算少。绝大多数石油的比重介于0.80.98之间，但也有个别例外，如伊朗某石油比重高达1.06，美国加里福利亚
2、州石油比重却低到0.707。石油的比重取决于石油中含有重质馏分、胶质、沥青质的多少，重质馏分、胶质和沥青质多，则石油的比重就大，反之比重就小。 许多石油都有浓烈的气味，这是由于在它里面含有一些很臭的硫化合物的缘故。在常温下，大多数石油是可以流动的液体，但也有的是固体或半固体。石油的流动性一般用凝固点和粘度表示。凝固点的高低取决于石油中含蜡量的多少。含蜡量少的，凝固点低，常温下呈液体状态，能流动；含蜡量多的，凝固点高，常温下就会成为固体或半固体。我国石油一般含蜡量比较高，有的高达30。 石油的粘度取决于石油中润滑油馏分和胶质的多少，凡汽油含量高而润滑油含量少的石油，其粘度较低，反之粘度就较高。表
3、I一1一1为我国一部分油田所产原油的主要物理性质。表I一11 我国部分原油的某些性质原油性质大庆混合 原油胜利混合原油大港混合原油玉门原油克拉依 原油孤岛混合 原油 比重 d 粘度50厘沱 凝固点 残炭 含盐毫克NaCl升 水份 酸值毫克KOH克灰分 机械杂质 0.855222.15242.70.210.0160.8070121.38206.601400.80.56 0.020.0450.889620.64203.5741.40.0180.869815.985.114806.50.40.97019.23-503.790.780.0050.9492243.5-47.8119.921.21.7 石
4、油外观性质的差异是其化学组成不同的一种反映，下面我们从元素组成入手，讨论石油及其产品的化学组成。第二节 石油的元素组成 组成石油的主要元素是碳和氢，它们占元素总量的9699，其中碳含量占8387，氢含量占1114 此外，石油中还含有硫、氮、氧等元素，它们在石油中的总含量一般在14，但也有个别石油含量较高，如墨西哥石油仅硫元素含量就高达3.65.3大多数石油含氮量甚少，约千分之几到万分之几，但也有个别石油，如阿尔及利亚及美国加利福尼亚石油含氮量可达1.42.2左右. 除上述五种元素外，在石油中还发现微量的金属元素和非金属元素。 在金属元素中，最重要的是钒(V)、镍(Ni)、铁(Fe)、铜(Cu)
5、、铅(Pb)，此外有钙(ca)、钛(Ti)、镁(Mg)、钠(Na)、钴(Co)、锌(Zn)等 在非金属元素中，主要有氯C1)、硅(Si)，磷(P)、砷(As)等，它们含量都很少。 石油中的硫、氮、氧结金属和非金属元素的含量虽然很少，但对石油的加工过程影响很大。第三节 石油的烃类组成从元素组成可以看出，石油是复杂的有机化合物的混合物，它包括由碳和氢两种元素组成的烃类和碳、氢两种元素与其它元素组成的非烃类这些烃类和非烃类的结构和含量决定了石油及其产品的性质烃类是石油的主要成分，在天然石油中主要含有烷烃、环烷烃和芳香烃，一般不含有烯烃。在不同的石油中，各族烃类含量相差大，在同种石油中，各族烃类在各个
6、馏分中的分布亦有很大差异。下面我们着重分析各族烃在石油中的分布情况。一、石油中的烷属烃 烷烃是组成石油的主要成分之一。随着分子量的增加，烷烃分别以气、液、固三态存在于石油中 1.气态烷属烃： 在常温下，从甲烷到丁烷是气态，它是天然气和炼厂气的主要成分。 天然气因组成不同可分干气(贫气)及湿气(富气)。在干气中，含有大量的甲烷和少量的乙烷、丙烷等气体，而在湿气中，除含有较多的甲烷、乙烷以外，还含有少量易挥发的液态烃如戊烷、己烷直至辛烷的蒸汽，还可以有少量的芳香烃及环烷烃。显然，纯气田的天然气主要为干气。从油气田得到的天然气，因分离条件不同，可以是干气，也可以是湿气。 干气和湿气之间并无严格的界限
7、，通常以天然气中丁烷以上的液态烃(称气体汽油)含量来区分。若在每立方米天然气中含有低于100克气体汽油时，称为贫气，而在富气中,一般含有100克以上的气体汽油，有些甚至高达700800克。2.液态烷烃属烃：在常温下，C5C15的烷烃为液态，主要存在于汽油及煤油中，其沸点随分子量的增加而上升(见表I一14)在蒸馏石油时，C5一C10的烷烃多进入汽油馏分(200以下)的组成中，而C11C15的烷烃则进入煤油馏分(200300)的组成中表 I12烷烃分子量与沸点的关系烃类沸点()烃类沸点()C5H12C6H14C7H16C8Hl8C9H20C10H2236.168.898.4125.7150.817
8、4.1C11H24C12H26C13H28C14H30Cl5H32195.8216.3235.5253.6270.63固态烷烃属烃： 在常温下，C16以上的烷烃为固态，一般多以溶解状态存在于石油中，当温度降低时，就有结晶析出，工业上称这种固体烃类为蜡。通常在300以上的馏分中，即从柴油馏分开始才含有蜡。 蜡按其结晶形状不同，又分为两种，一种是结晶较大、呈板状结晶的称石蜡，另一种是呈细微结晶的微晶形蜡称为地蜡石蜡主要分布在油和烃质润滑油馏分中，分于量一般为300500，分子中碳原子数为2035，熔点在3070石蜡的主要成分是正构烷烃，也含有少量的异构烷、环烷及少量的芳香烃地蜡主要分布在重质润滑油
9、馏分、半渣油和渣油中，分子量一般为500700，分子中碳原子数为3555，熔点6090地蜡的组成较为复杂，各类烃都有，但以环状烃为主体，正、异构烷烃的含量都不高我国大庆原油含蜡量高，蜡的质量好，是生产石靖的优良原料表I13 我国几种原油的含量大庆胜利克拉玛依玉门凝固点含蜡量蜡熔点2317.95152.43017.15254-502.045088.347.5二、石油中的环烷烃 环烷烃是石油的主要组分之一，也是润滑油组成的主要组分。在石油中所含的环烷烃主要是环戊烷和环己烷及其衍生物环烷烃在石油各馏分中的含量是不同的，它们的相对含量随馏分沸点的升高而增加，但在更重的石油馏分中，因芳香烃的增加，环烷烃
10、则逐渐减少一般来说，汽油馏分中的环烷烃主要是单环环烷烃外(重汽油馏分中有少量双环环烷烃)，在煤油、柴油馏分中除含有单环环烷烃外(它较汽油馏分中的单环环烷烃具有更长的侧链或更多侧链数目)，还出现了双环及三环环烷烃(在煤油、柴油重组分中已出现三环以上环烷烃);而在高沸点馏分中则包括了单、双、三环及三环以上的环烷烃。环烷烃含量对油品粘度影响较大，一般含环烷烃多，油品粘度就大，因此环烷烃也是润滑油组成的主要组分，其中少环长侧链的环烷烃是润滑油的理想组分。三、石油中的芳香烃芳香烃也是石油的主要组分之一在轻汽油(120)中含量较少，而在较高沸点(120300)馏分中含量较多，一般在汽油馏分中主要含有单环芳
11、烃;煤油、柴油及润滑油馏分中不但含有单环芳烃(随沸点升高，侧链增长，侧链数目增多)，还含有双环及三环芳烃;三环及多环芳烃主要存在于高沸馏分及残油中。 芳香烃的抗爆性很高，是汽油的良好组分，常用做提高汽油辛烷值的掺和剂;灯用煤油含芳烃多，点燃时冒黑烟，灯芯易结焦，是有害组分;润滑油馏分中含有多环短侧链的芳香烃，将使润滑油的粘温特性变坏，高温时易氧化而生胶，因此，润滑油精制时，要设法除去.芳香烃用途很广泛，可做为炸药、染料、医药、合成橡胶等。是重要的化工原料之一。第四节 石油中的非烃化合物石油中含有相当数量的非烃化合物，尤其在石油重馏分中，其含量更高。非烃化合物的存在，对石油的加工及产品的使用性能
12、具有很大的影响在石油的加工过程中，绝大多数的精制过程都是为了解决非烃化合物的问题。为了能正确地解决石油加工和产品使中的一些问题，就必须学习研究石油中非烃化合物的化学组成石油中的非烃化合物主要有含硫、含氧、含氮化合物以及胶状、沥青状物质，下面分别讨论之 一、含硫化合物硫是石油的常见元素之一，不同的石油含硫量相差很大，从万分之几到百分之几如我国克拉玛依石油含硫量只有0.04，而委内瑞拉原油含硫量却高达5.48。由于硫对石油加工影响极大，所以含硫量常作为评价石油的一项重要指标。通常将含硫量大于2的石油称为高硫石油，低于0.5的称为低硫石油，介于0.52之间的称为含硫石油由表Il一2可以看出，我国石油
13、大多属于低硫及含硫石油。硫在石油馏分中的分布一般是随着石油馏分沸程的升高而增加，大部分硫均集中在残油中硫在石油中大部分以有机含硫化合物形式存在，极小部分以元素硫存在。含硫化合物，按性质可分为三大类。1酸性含硫化合物；主要为硫化氢(H2S)和硫醇(RSH)石油中硫化氢和硫醇含量都不大，它们大多是石油加工过程中其它含硫化合物的分解产物硫化氢和硫醇大多数存在于低沸点馏分中，已经从石油的汽油馏分中，分离出十多种硫醇，但在高沸馏分中尚未发现它们。硫醇具有极强烈的特殊臭味，空气中含硫醇浓度为2.210-12克米3时，人的嗅觉就可以感觉到。 硫醇能与烯烃缩合生成胶质对汽油安定性有影响。在高温时，硫醇能分解成
14、硫化氢。硫化氢和硫醇对金属都有腐蚀作用，特别是硫化氢对金属的腐蚀作用更显著，在油品精制时，这类化合物必须除掉。2中性含硫化合物： 这类化合物主要有硫醚(RSR)和二硫化物(RSSR)。硫醚是石油中含量较多的硫化物之一。硫醚在石油中的分布是随着馏分沸点的上升而增加，大量集中在煤油、柴油馏分中。硫醚是中性液体，热稳定性很高，与金属没有作用。二硫化物在石油馏分中含量较少，而且较多集中于高沸馏分。二硫化物也不与金属作用，但它的热安定性较差，受热后可分解成硫醚、硫醇或硫化氢.3热稳定性较高的含硫化合物：这类化合物主要有噻吩和四氢化噻吩.噻吩具有芳香气味，在物理性质和化学性质上接近于苯及其同系物。噻吩对热极为稳定，易溶于硫酸中，利用此性质可将噻吩除去。噻吩主要分布在石油的中间馏分中。 4含硫化合物对石油加工及产品应用的影响：含硫化合物对石油加工及产品应用的危害是多方面的，总的有以下几方面：严重腐蚀设备:在石油炼制时，各种含硫化合物受热分解产生H2S，它在与水共存的时候，对金属设备造成严重的腐蚀，如果既含硫又含盐，(如MgCl2、CaCl2等)，因盐水解生成HCI，则对金属的腐蚀更为严重。其反应如下： Fe十H2S FeS+H： FeS+HCI
