第2章石油天然气及其产品

1、1第一节第一节 油气的性质油气的性质 第二节第二节 油气炼制产品油气炼制产品 第三节第三节 油气化工产品油气化工产品 第四节第四节 油气精细化工产品油气精细化工产品 第2章 石油天然气及其产品 视频视频:石油石油22重点掌握内容重点掌握内容1.石油的元素组成及化学结构是什么？石油的元素组成及化学结构是什么？2.按烃类组分关系分类，天燃气分为哪几种？按烃类组分关系分类，天燃气分为哪几种？3.石油炼制产品有哪些？石油炼制产品有哪些？3一、石油的化学组成、分类及物性二、天然气的化学组成、分类及物性第一节 油气的性质41、石油的元素组成石油的元素组成CHSNO主要主要次要次要微量微量镍、钒、铁、铜等金

2、属元素烃类烃类非非烃烃类类99%一、石油的化学组成、分类及物性52.石油的化学组成烷烃( C5C16 )：分子中碳原子间为单键、直链，分子式为CnH2n+2环烷烃：分子中碳原子间为单键、环状链，分子式为CnH2n芳香烃：分子中具有苯环结构。少量其它化合物，如氧、硫、氮等的化合物：沥青、脂肪酸、环烷酸等。63.石油的馏分和组分石油馏分石油馏分利用组成石油的化合物具有不同沸点的特性，热蒸馏将其切割利用组成石油的化合物具有不同沸点的特性，热蒸馏将其切割成不成不 同沸点范围的若干部分，每一部分的百分含量表示石油组成。同沸点范围的若干部分，每一部分的百分含量表示石油组成。馏馏分分轻馏分轻馏分中馏分中馏分

3、重馏分重馏分石油气石油气汽油汽油煤油煤油柴油柴油重瓦斯油重瓦斯油润滑油润滑油渣油渣油T(OC)500石油组分石油组分利用石油中不同的化合物对有机溶剂和吸附剂具有选择性和吸附特利用石油中不同的化合物对有机溶剂和吸附剂具有选择性和吸附特性而将其分成若干部分，第一部分就是一个组分。性而将其分成若干部分，第一部分就是一个组分。油质：油质：石油中可溶于石油醚而不被硅胶吸附物质。主要组分石油中可溶于石油醚而不被硅胶吸附物质。主要组分(饱和、低饱烃饱和、低饱烃)。胶质：胶质：可溶于石油醚并可被硅胶吸附物质。可溶于石油醚并可被硅胶吸附物质。(芳香烃和非烃化合物芳香烃和非烃化合物)。沥青质：沥青质：石油中不溶于

4、石油醚，但溶于苯等物质。石油中不溶于石油醚，但溶于苯等物质。炭质：炭质：不溶于任何有机溶剂的黑色固体颗粒，也称不溶于任何有机溶剂的黑色固体颗粒，也称“残炭残炭”，含量少或无。，含量少或无。74、石油的物理性质 颜色：颜色：多种多样，无色、淡黄、黄褐色、黑绿色和黑色。多种多样，无色、淡黄、黄褐色、黑绿色和黑色。 密度：密度：用相对密度表示，标准条件原油密度与用相对密度表示，标准条件原油密度与4 4o oC C下纯水密度比值，无因下纯水密度比值，无因 次量，介于次量，介于0.750.751.01.0，0.90.9称为为重质油。称为为重质油。 粘度：粘度：用动力粘度表示，用动力粘度表示，PasPas

5、, 0.001Pas, 0.001Pas为高粘，为高粘， 0.001Pas 0.001Pas低低 粘，粘度影响石油开采和集输，取决于温度、压力和溶解气量。粘，粘度影响石油开采和集输，取决于温度、压力和溶解气量。 凝固点：凝固点：将液体石油冷却到失去流动性时的温度称凝固点。将液体石油冷却到失去流动性时的温度称凝固点。 导电性：导电性：相对地层水，石油具有极高的电阻率，用于测定含于油地层。相对地层水，石油具有极高的电阻率，用于测定含于油地层。 溶解性溶解性：石油难溶水、易溶于有机溶剂。石油难溶水、易溶于有机溶剂。 荧光性：荧光性：石油在紫外线的照射下产生荧光。钻井过程中石油在紫外线的照射下产生荧光

6、。钻井过程中“荧光录井荧光录井”。 旋光性：旋光性：石油能使偏振光发生转动一定角度特性。石油有机成因证据。石油能使偏振光发生转动一定角度特性。石油有机成因证据。85.石油的商品性质指标相对密度、粘度、凝固点、含蜡量、胶质、沥青质、含硫量、馏分组成 我我国国部部分分油油田田地地面面原原油油性性质质 粘度(厘沱) 馏分组成(质量百分数) 性质 原油 比重D2 04 50 70 凝固点 含蜡量% 胶质 % 沥青 % 含硫% 残碳 % 初馏点 200 300 大庆.S区Ps层 0.8753 17.40 24 28.6 13.3 0.15 2.5 88 14 28 胜利.T区S2层 0.8845 37.

7、69 17.95 33 17.9 18.3 3.1 0.47 5.5 79.5 9 20 孤岛.G层 0.9547 427.5 157.5 -12 0 27.5 6.6 2.25 8.95 15.8 1.9 11.2 大港.M层 0.9174 51.97 25.55 -12 6.17 13.98 6.27 0.13 4.81 97 4.0 20.5 克拉玛依 0.8699 19.23 -50 2.04 12.6 0.01 0.13 3.7 58 18 35 玉门.L层 0.853 12.9 -15.5 8.3 22.6 江汉.W区C3层 0.9744 62.2* * 21 3.8 51 9.6

8、 11.8 9.5 89 5 21.8 辽河.C区S1层 0.9037 37.4 -7 4.73 17.6 0.15 0.26 6.4 川中 0.8394 12.3 30 18.1 3.4 任丘.Pz层 0.8893 63.5 33 22.6 20.7 2.35 148 视频视频:石油的价值石油的价值成分及物理性质成分及物理性质91.天然气的化学组成低分子饱和烷烃：主要由碳原子数为14的烷烃组成，其中甲烷占有相当大的比例，含量约为50%98%。非烃气体： H2S、 CO2、 CO、 N2、 H2O、惰性气体（He、Ar）二、天然气的化学组成、分类及物性102.天然气的分类油气藏油气藏气油蒸汽含

9、量气油蒸汽含量硫含量硫含量气藏气气藏气油藏气油藏气凝析气凝析气干气干气100g/m100g/m3 3富气富气100g/m100g/m3 3酸气酸气1g/m1g/m3 3净气净气1g/m1g/m3 3二、天然气的化学组成、分类及物性11二、天然气的化学组成、分类及物性3.天然气的物性相对密度：相对密度：标准状况下单位体积天然气的质量与同体积空气的质量比。标准状况下单位体积天然气的质量与同体积空气的质量比。临界温度和压力：临界温度和压力：单组分气体都有一定温度，高于此温度不管加多大压单组分气体都有一定温度，高于此温度不管加多大压力都不能使该气体转化为液体，该特定温度称为力都不能使该气体转化为液体，

10、该特定温度称为临界温度临界温度。临界温度下气体。临界温度下气体液化所需的最低压力称为液化所需的最低压力称为临界压力临界压力。甲烷临界温度约为。甲烷临界温度约为-82.5oC,临界压力约为临界压力约为45.8MPa。蒸气压力：蒸气压力：气体液化时所需施加的压力。蒸气压力随温度升高而升高。气体液化时所需施加的压力。蒸气压力随温度升高而升高。溶解性：溶解性：用溶解系数表示，当温度一定时，每增加一个大气压，溶解在单用溶解系数表示，当温度一定时，每增加一个大气压，溶解在单位体积石油中的气体量。气体在单位体积石油位体积石油中的气体量。气体在单位体积石油(水水)中的溶解量称为溶解度。天中的溶解量称为溶解度。

11、天然气在油中的溶解度比在水中大的多。用天然气进行混相驱油，提高原油采然气在油中的溶解度比在水中大的多。用天然气进行混相驱油，提高原油采收率。收率。热值：热值：每立方米天然气燃烧时所发出的热量。甲烷的热值约每立方米天然气燃烧时所发出的热量。甲烷的热值约88704.19kJ/m3。视频视频:天然气天然气天然气与沼气天然气与沼气12第二节 油气直接炼制产品 13燃料油品：燃料油品：汽油、煤油、柴油和燃料重油汽油、煤油、柴油和燃料重油 沥青、石油焦和液化石油气等。沥青、石油焦和液化石油气等。润滑油品：润滑油品：润滑油、润滑脂以及石蜡等。润滑油、润滑脂以及石蜡等。油气直接炼制产品：油气直接炼制产品：以石

12、油和天然气为原料加工生产出以石油和天然气为原料加工生产出符合使用标准的多种油品，符合使用标准的多种油品，为多种性质相近的烃类化合为多种性质相近的烃类化合物的混合物。物的混合物。141 1、汽油、汽油 汽油是无色透明液体，比水轻，密度大体在汽油是无色透明液体，比水轻，密度大体在0.710.75g/cm3之间。汽油可以分为车用汽油之间。汽油可以分为车用汽油和航空汽油两种，使用于点燃式汽油发动机，主和航空汽油两种，使用于点燃式汽油发动机，主要用于轻型汽车、摩托车、螺旋桨式飞机、快艇要用于轻型汽车、摩托车、螺旋桨式飞机、快艇等。等。一、燃料油品一、燃料油品 汽油的抗爆性能是代表汽油档次的一个主要标志，

13、以辛烷值来衡量。汽油的抗爆性能是代表汽油档次的一个主要标志，以辛烷值来衡量。所谓辛烷值就是人们一般所说的汽油的牌号值。将抗爆性能较好的组分工所谓辛烷值就是人们一般所说的汽油的牌号值。将抗爆性能较好的组分工业异辛烷的辛烷值定为业异辛烷的辛烷值定为100，较差的正庚烷的辛烷值定为，较差的正庚烷的辛烷值定为0，将两者按不同，将两者按不同的比例混合，组成标准燃料，用来对比各种汽油的抗爆性。的比例混合，组成标准燃料，用来对比各种汽油的抗爆性。 由于测定方由于测定方法不同，辛烷值有马达法辛烷值和研究法辛烷值。法不同，辛烷值有马达法辛烷值和研究法辛烷值。常见车用汽油的牌号有常见车用汽油的牌号有90、93、9

14、7等。等。 15 18831883年，德国工程师戴姆勒发明了第一台四冲程往复式汽油机；年，德国工程师戴姆勒发明了第一台四冲程往复式汽油机；18851885年，德国工程师卡尔年，德国工程师卡尔苯茨在曼海姆制成了第一辆苯茨专利机苯茨在曼海姆制成了第一辆苯茨专利机动车，该车为三轮汽车，采用一台两冲程单缸动车，该车为三轮汽车，采用一台两冲程单缸0.90.9马力的汽油机；马力的汽油机；18861886年，在德国巴特坎施塔，戈持利普年，在德国巴特坎施塔，戈持利普戴姆勒先生在一辆买来的戴姆勒先生在一辆买来的四轮四轮“美国马车美国马车”上安装了一台上安装了一台1.11.1马力的汽油机，制造出世界上第马力的汽油

15、机，制造出世界上第一辆一辆“无马之车无马之车”；18941894年，汽油机汽车开始了商业运作。从此，年，汽油机汽车开始了商业运作。从此，人类社会进入了飞速发展的汽车时代，苯茨和戴姆勒被后人尊敬为人类社会进入了飞速发展的汽车时代，苯茨和戴姆勒被后人尊敬为现代汽车工业的鼻祖。现代汽车工业的鼻祖。 汽车工业的发展是惊人的。汽车工业的发展是惊人的。19001900年美国登记在册的汽车有年美国登记在册的汽车有80008000辆，辆，19121912年即达年即达90.290.2万辆。万辆。1010年间汽车从新奇的玩意儿成为一种受人喜年间汽车从新奇的玩意儿成为一种受人喜欢的实用品，它改变了现代社会的面貌和习

16、俗，同时汽油的价格也欢的实用品，它改变了现代社会的面貌和习俗，同时汽油的价格也与日俱增变成了一宗价值日增的产品。与日俱增变成了一宗价值日增的产品。1 1、汽油、汽油一、燃料油品一、燃料油品16 开始煤用来照明，后来用在航空上。上世纪五十年代末，苏联与开始煤用来照明，后来用在航空上。上世纪五十年代末，苏联与我国断交，不再给我们提供航空煤油，侯祥麟院士便带领课题组我国断交，不再给我们提供航空煤油，侯祥麟院士便带领课题组攻下了这个难题。攻下了这个难题。2 2、煤油、煤油一、燃料油品一、燃料油品172 2、煤油、煤油 煤油除了点灯照明外，还在工业上被用作洗煤油除了点灯照明外，还在工业上被用作洗涤剂，在

17、农业上用作杀虫药的溶剂，在交通运输涤剂，在农业上用作杀虫药的溶剂，在交通运输业中作为喷气式飞机的燃料。业中作为喷气式飞机的燃料。 航空煤油具有较高的热值和密度，良好的燃航空煤油具有较高的热值和密度，良好的燃烧性能，良好的低温性能，良好的润滑性能以及烧性能，良好的低温性能，良好的润滑性能以及良好的防静电性。此外，航空煤油还有较好的安良好的防静电性。此外，航空煤油还有较好的安定性、洁净度、无腐蚀性等。定性、洁净度、无腐蚀性等。一、燃料油品一、燃料油品183 3、柴油、柴油 与发明汽油机的戴姆勒不同，德国工程师狄赛尔的想法更为超与发明汽油机的戴姆勒不同，德国工程师狄赛尔的想法更为超前，他致力于发明一

18、种无须点火系统，依托压缩空气升温，喷前，他致力于发明一种无须点火系统，依托压缩空气升温，喷入燃料自燃做功的入燃料自燃做功的“压燃式内燃机压燃式内燃机”，即柴油机。，即柴油机。18921892年年2 2月月2727日，狄赛尔取得了柴油机技术的专利。日，狄赛尔取得了柴油机技术的专利。为了纪念狄赛尔，人们为了纪念狄赛尔，人们把柴油发动机命名为把柴油发动机命名为DieselDiesel。 一、燃料油品一、燃料油品柴油（柴油（Diesel）又称油渣，是石油提炼后的一种油质的产物。）又称油渣，是石油提炼后的一种油质的产物。 19和汽油机相比，柴油机具有结构简单、省油、热效率高、压和汽油机相比，柴油机具有结

19、构简单、省油、热效率高、压缩比大、扭矩大等优点，其缺点是比较笨重。主要用于农用机缩比大、扭矩大等优点，其缺点是比较笨重。主要用于农用机械、重型车辆、坦克、铁路机车、船舶快艇等。柴油内燃机带械、重型车辆、坦克、铁路机车、船舶快艇等。柴油内燃机带来了铁路运输的快速发展，促进了农业机械化的实现。由于柴来了铁路运输的快速发展，促进了农业机械化的实现。由于柴油机的热效率远大于汽油机，同时油耗也比汽油机低油机的热效率远大于汽油机，同时油耗也比汽油机低20%左右左右，且温室气体二氧化碳的排放量也比汽油机低，近十年来，柴，且温室气体二氧化碳的排放量也比汽油机低，近十年来，柴油机发展轻量化，发展了一系列的柴油汽

20、车。油机发展轻量化，发展了一系列的柴油汽车。 一、燃料油品一、燃料油品3、柴油、柴油 20 柴油燃烧性能的一个指标是柴油的十六烷值，它是表示柴油抗爆性。柴油燃烧性能的一个指标是柴油的十六烷值，它是表示柴油抗爆性。 表示柴油在柴油机中燃烧时的自燃性的指标。表示柴油在柴油机中燃烧时的自燃性的指标。 表示柴油发火性能的指标。代表柴油在发动机中发火性能的一个约定表示柴油发火性能的指标。代表柴油在发动机中发火性能的一个约定量值。因为柴油机是压燃式的，没有其它点火设备，尤其柴油喷入气量值。因为柴油机是压燃式的，没有其它点火设备，尤其柴油喷入气缸与压缩空气相混合，在压缩行程气缸达到高温高压条件下能很快地缸与

21、压缩空气相混合，在压缩行程气缸达到高温高压条件下能很快地着火燃烧起来。将试样柴油与由十六烷着火燃烧起来。将试样柴油与由十六烷( (其十六烷值规定为其十六烷值规定为100)100)和和甲甲基萘基萘( (其十六烷值规定为其十六烷值规定为0)0)配制的标准燃料进行对比试验，当试样柴油配制的标准燃料进行对比试验，当试样柴油与某一配制标准燃料发火性能数据一致时，该标准燃料中十六烷的体与某一配制标准燃料发火性能数据一致时，该标准燃料中十六烷的体积百分率，即为试样柴油的十六烷值。甲基萘的十六烷值定为零，以积百分率，即为试样柴油的十六烷值。甲基萘的十六烷值定为零，以不同的比例混合起来，可以得到十六烷值不同的比

22、例混合起来，可以得到十六烷值0 0至至100100的不同抗爆性等级的的不同抗爆性等级的标准燃料，并在一定结构的单缸试验机上与待测柴油做对比。标准燃料，并在一定结构的单缸试验机上与待测柴油做对比。 柴油机柴油机214 4、燃料油、燃料油 燃料油是石油中的重油部分，由于它的沸点比较高，挥发性差，不能像燃料油是石油中的重油部分，由于它的沸点比较高，挥发性差，不能像汽油、煤油、柴油那样作为高速内燃机的动力，却可以代替煤，并且比汽油、煤油、柴油那样作为高速内燃机的动力，却可以代替煤，并且比煤的热值高、燃烧完全、灰分少，可用它代替焦炭来冶炼金属煤的热值高、燃烧完全、灰分少，可用它代替焦炭来冶炼金属 。一、

23、燃料油品一、燃料油品液化石油气液化石油气(LPG)是指石油当中的轻烃，以碳三、碳四（即丙、丁烷烃和是指石油当中的轻烃，以碳三、碳四（即丙、丁烷烃和烯烃）为主以及少量碳二、碳五等组成的混合物，常温常压下为气体，稍烯烃）为主以及少量碳二、碳五等组成的混合物，常温常压下为气体，稍加压缩后成为液态烃，装入钢瓶用于日常生活和汽车燃料。加压缩后成为液态烃，装入钢瓶用于日常生活和汽车燃料。 5 5、沥青沥青6 6、液化石油气、液化石油气良好的粘结性、绝缘性、不渗水性。道路沥青、建筑沥青、专用沥青等。良好的粘结性、绝缘性、不渗水性。道路沥青、建筑沥青、专用沥青等。 221 1、润滑油和润滑脂、润滑油和润滑脂 润滑作用润滑作用 冷却作用冷却作用 冲洗作用冲洗作用 密封作用密封作用 保护作用保护作用 减振、传递力等作用减振、传递力等作用 二、润滑油品二、润滑油品23润润滑滑油油分分类类内燃机润滑油内燃机润滑油齿轮油齿轮油电器用油电器用油液压油液压油机械油机械油工艺用油工艺用油特定用途润滑油特定用途润滑油242 2、石蜡、石蜡(C(C1919-C-C3535) )和地蜡和地蜡(C(C3636-C-C5353) ) 蜡烛、蜡笔、蜡纸、复写纸、各种鲜艳的蜡果蜡烛、蜡笔、蜡纸、复写纸、各种鲜艳的蜡