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石油及石油产品性质

是精制过程的去除对象。
(一)石油中的含硫化合物
1、含硫化合物的危害
①腐蚀设备 ②污染环境 ③影响二次加工过程(如使催化剂中毒) ④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。
• 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。
• 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
①变价金属:V、Ni、Fe、Cu、Cr、Mo、Co、W、 Mn、Pb、Ga、Hg、Ti
②碱金属和碱土金属:Na、K、Ca、Ba、Sr、Mg ③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
➢ 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)
①酸性含硫化合物:H2S,RSH、S ②中性含硫化合物:RSR' ,RSSR' ③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
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 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。
用途:主要用于求取其他难于直接求得的平均沸点 。
⒉质量平均沸点tW(℃):
n
t w w iti i1
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。
⒊实分子平均沸点tm(℃):
n
t m x it i i1
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和偏心因 数
• 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
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,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。
(二)平均沸点
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: ⒈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)
(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;
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。
石油中的非烃化合物
❖ 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。
❖ 非烃化合物主要集中在重组分特别是渣油中。 ❖ 对石油加工、油品储存、使用性能影响很大。
(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
3、分布:原油氮含量一般比硫含量低,通常在 0.05%~0.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。
(三)石油中的含氧化合 物
1、含氧化合物的危害 ①腐蚀设备
②影响油品质量 :安定性差,易氧化生胶。 2、存在形态
①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。
②中性含氧化合物:醇,酮,醛,酯,醚
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
(二)石油中的含氮化合物
1、含氮化合物的危害 ①影响二次加工过程(如使催化剂中毒) ②影响油品质量:安定性差,易生胶。 ③污染环境
2、存在形态 ①碱性氮化合物:吡啶,喹啉,胺等 ②中性氮化合物:吡咯,吲哚,咔唑
• 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%。
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
蒸馏
原油
气体 ﹤200℃汽油馏分(石脑油) 200~350℃煤柴油馏分
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
趋势:含硫化合物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, 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;
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。
ρ=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 ρ20。
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:
d420、
1、胶质
• 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。
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%
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。
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