石油组成及物性简介ppt课件

石油组成及物性简介,1,前言让我们来认识石油第一节石油的元素组成第二节石油的烃类组成第三节石油的馏分组成第四节石油产品的主要物性指标,石油组成及物性简介,2,前言让我们来认识石油,什么是石油？,3,前言让我们来认识石油,4,前言让我们来认识石油,5,前言让我们来认识石油,石油（petroleum，oil）又称原油，通常是一种流动或半流动状的粘稠液体。世界各地所产的石油在外观性质上有不同程度的差别。从颜色看，大部分石油是黑色，也有暗绿或暗褐色，少数显赤褐，浅黄色，甚至无色。,6,前言让我们来认识石油,地壳上层部分地区有石油储存。主要成分是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。石油的成油机理有生物沉积变油和石化油两种学说，前者较广为接受，认为石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成，属于化石燃料，不可再生；后者认为石油是由地壳内本身的碳生成，与生物无关，可再生。石油主要被用来作为燃油，也是许多化学工业产品如溶液、化肥、杀虫剂和塑料等的原料。“石油”这个中文名称是由北宋大科学家沈括第一次命名的。,7,前言让我们来认识石油,石油的性质因产地而异，密度为0.8-1.0g/cm3，粘度范围很宽，凝固点差别很大（30-60摄氏度），沸点范围为常温到500摄氏度以上，可溶于多种有机溶剂，不溶于水，但可与水形成乳状液。,8,前言让我们来认识石油,用途石油主要被用作燃料。石油也是许多化学工业产品如溶剂、化肥、杀虫剂和塑料等的原料。,9,前言让我们来认识石油,分类燃料（F）溶剂和化工原料（S）润滑剂和有关产品（L）蜡（W）沥青（B）石油焦（C）,10,前言让我们来认识石油,一般性质石油的外观及状态外观-黑、褐色；气味-状态-流动、半流动、粘稠相对密度：0.800.98g/cm3我国原油：0.850.95g/cm3相对密度粘度重质油0.934110010000cp沥青1.0001000cp轻质油环烷烃芳香烃,16,第一节石油的元素组成,17,第一节石油的元素组成,18,第一节石油的元素组成,重质油改质的目的是将其变为轻馏分。这一过程可以认为是H/C增大的过程，其主要途径为：无外来H2：脱碳过程（不外加氢而依借产生部分H/C比低的产物来获取一部分H/C高的产物的过程。有外来氢：加氢过程在脱碳过程中，虽然转化后的H/C比在各产物中分配起了变化，但总的H/C应该守恒。,19,第一节石油的元素组成,（2）S、N、O杂原子S：硫含量也作为衡量原油质量的一个指标：2%高硫原油、0.52%含硫原油、C16正构烷烃（固体）,27,第二节石油的烃类组成,一般条件下，烷烃的化学性质很不活泼(r)，不易与其它物质发生反应，但在特殊条件下，烷烃也会发生氧化、卤化、消化及热分解等反应。,28,第二节石油的烃类组成,经过脱水、净化和轻烃回收工艺，提取出液化气和轻质油以后，主要成是甲烷的处理天然气叫干气。一般来说，天然气中甲烷含量在90%以上的叫干气。(c)甲烷含量低于90%，而乙烷、丙烷等烷烃的含量在10%以上的叫湿气。天然气根据成分不同分为贫气和富气，贫气中甲烷含量多，富气中乙烷丙烷丁烷含量高。,29,第二节石油的烃类组成,另有划分方法如下：干气：每方气中，戊烷以上（C5）烃类按液态计小于10mL的天然气；（含有大量甲烷和少量乙烷、丙烷）湿气：每方气中，戊烷以上（C5）烃类按液态计大于10mL的天然气；（除含有较多的甲烷、乙烷外，还含有少量易挥发的液态烃蒸气（如戊烷、己烷、辛烷）贫气：每方气中，丙烷以上（C3）烃类按液态计小于100mL的天然气；富气：每方气中，丙烷以上（C3）烃类按液态计大于100mL的天然气；(y),30,第二节石油的烃类组成,环烷烃：环状的饱和烃，也是石油的主要组分之一。石油中主要是环戊烷系，环己烷系随着石油馏分沸点的升高，环烷烃的相对含量增加化学性质与烷烃相近，但稍活泼，一定条件下可发生氧化、卤化、硝化、热分解等反应，一定条件下还能脱氢生成芳香烃。,31,第二节石油的烃类组成,芳香烃：分子中含有苯环的烃类，一般苯环上带有不同的烷基侧链，也是石油的主要组分之一。同一种原油中，随着沸点的升高，芳香烃的含量增多。石油中除含有单环芳香烃外，还含有双环和多环芳香烃。化学性质较烷烃稍活泼，可与一些物质发生反应，但芳香烃中的苯环很稳定，强氧化剂也不能使其氧化，也不易起加成反应。在一定条件下，芳香烃上的侧链会被氧化成有机酸，这是油品氧化变质的重要原因之一。芳香烃在一定条件下还能进行加氢反应。,32,第二节石油的烃类组成,（2）表示方法单体烃族组成结构族组成,33,大庆原油初馏130馏分的单体烃组成,34,第二节石油的烃类组成,（2）表示方法烃类的族组成：性质、结构相近的为一族石油烃。“族”是化学结构相似的一类化合物，族组成表示简单实用，可根据分析方法和实际需要进行划分烷烃（正构烷烃、异构烷烃）；环烷烃（环戊烷、环己烷）一环、二环-多环芳烃（单环、双环、三环以上）,35,第二节石油的烃类组成,（2）表示方法PONAP-Paraffin(烷烃)O-Olefin(烯烃)N-Naphthene(环烷烃)A-Aromatics(芳香烃),36,第二节石油的烃类组成,（2）表示方法结构族组成：由于高沸点馏分及渣油中，各种类型分子数目繁多，而且由于分子量极大，且结构复杂，往往在一个分子中同时含有芳香环、环烷环以及相当数目的侧链烷。无法用族组成法表示。结构族组成分析法就是确定复杂分子混合物中，烷基、环烷基和芳香基这些结构单元的量，而不考虑在分子中这些结构单元的结合方式。,37,（2）表示方法从结构族组成的观点，任何烃类化合物，不论其结构如何复杂，都可以看成是由烷基、环烷基、和芳香基三种结构单元所组成。,第二节石油的烃类组成,38,第二节石油的烃类组成,（2）表示方法结构族组成CA%芳香环上的碳的百分数CN%环烷环上的碳的百分数CP%链烷碳的百分数RT总环数RA芳香环数RN环烷环数,39,第三节石油的馏分组成,石油是一个极其复杂的混合物，沸点范围很宽，要研究或利用原油，必须先进行分馏，就是按沸点高低将其分离（切割）成不同的馏分。,40,第三节石油的馏分组成,初馏点：加热时馏出的第一滴液体时的温度。初馏点200汽油馏分或180（200350）煤、柴油馏分（350500）减压馏分VGO（润滑油馏分、催化裂化原料）500减压渣油VR350常压渣油AR,41,原油及其馏分的认识及表征一般性质、元素组成、馏分组成、石油及其馏分的烃族组成及结构族组成、非烃、渣油组成等原油及其馏分的主要性质（密度、粘度、分子量、沸程、临界性质、热性质等）,石油主要产品的性能要求汽油、柴油、航空煤油、润滑油、蜡、沥青、石油焦,原油评价脱盐脱水,常压蒸馏汽油柴油,催化重整,常压渣油,减压蒸馏减一减二减三减四减五,润滑油,减压馏分油（VGO）,催化裂化加氢裂化,减压渣油,焦化,催化裂化,加氢裂化,溶剂脱沥青,乙烯生产,芳烃生产,气体加工：MTBE，烷基化等,聚烯烃、纤维、橡胶,炼油过程示意图,42,第三节石油的馏分组成,石油气体烃组成：天然气：伴生气：石油开采过程产生非伴生气：纯气田，甲烷90%干气凝析油气田，甲烷，C2+C3+C4=1020%湿气天然气水合物：在一定的温度压力下，轻烃与水分子靠氢键形成笼状物。一个笼，160180个天然气（海洋底，丰富的水合物（04）的利用）炼厂气,43,44,气体分析,45,第三节石油的馏分组成,汽油馏分：直馏汽油C5C10范围的烃：单体烃检测出1400个，前20个总含量50%；烷烃含量占多数，而正构比异构多，以一个取代基的多，环烷烃的甲基环戊烷多，芳烃含量少，只占几个%直馏汽油加工：制乙烯，烷烃多好；重整：环烷烃转化为芳烃，环烷烃多好中间馏分（柴油馏分）：200350，碳数在C12C20。族组成：烷烃+环烷烃为主，环烷以1、2环为主高沸点馏分（减压瓦斯油）：C20C35350500。族组成：烷烃+环烷烃为主，环烷烃为主，环烷烃有3、4环固态烃-蜡MWC石蜡VGO3004501735地蜡VR4508003560,46,47,第三节石油的馏分组成,（1）目前对200馏分中的烃类组成已能了解直馏汽油中正构及支链较少的烷烃是主要成分，少数烷烃占据较大的量环烷烃只含环戊烷和环己烷系；我国原油环己烷含量高，有利于生产苯。芳香烃中以甲苯和二甲苯为主要特征。不含烯烃。（2）对于煤柴油馏分以上的较重组分，已无法从单体化合物层次进行分析。可采用色谱法研究其分布。纯气田天然气主要成分为甲烷，占90%以上。,48,第三节石油的馏分组成,汽油馏分:烷烃、环烷烃和芳香烃;裂化产物还包括烯烃，PONA煤油、柴油及减压馏分（采用液相色谱法）：饱和烃、轻芳香烃、中芳香烃、重芳香烃、非烃组分胶质等。减压渣油（采用溶剂处理和液相色谱法）：饱和份、芳香份、胶质、沥青质四个组分。说明：石油产品的性质与其烃族组成密切相关，同时族组成数据还可以作为选择加工方案的依据。,49,第三节石油的馏分组成,50,51,52,53,第三节石油的馏分组成,结构族组成石油中的较重馏分及渣油的分子量大，结构复杂，所含单体化合物不可胜数不仅无法测定其单体化合物的组成，即使用族组成的方法也难以确切表达其结构特征。用结构族组成方法用很少的几个结构参数可以从总体上加以描述。此法比较简单，应用很广，可以借此比较不同原油的平均结构上的差异。也可用来考察加工过程中平均结构的变化。,54,第四节石油产品的主要物性指标,一般性质挥发性低温流动性安全性及燃烧性腐蚀性安定性元素分析组成分析,55,第四节石油产品的主要物性指标,（1）一般性质密度运动粘度含水残炭颜色机械杂质灰分水溶性酸及碱,56,第四节石油产品的主要物性指标,（2）挥发性蒸汽压馏程,57,第四节石油产品的主要物性指标