石油的基本知识讲解课件

1、 第一章石油的基本知识目标重点难点第1页，共20页。1.1石油的化学组成 石油是一种黏稠的液体，通常是由红棕色到黑色，密度一般都小于1/3(多为0.80g/ 3 0.98g/ 3)也有例外，如伊朗某些油密度可达1.06g/ 3，美国有些低于0.707g/ 3。表1-1部分石油产地原油物理性质 石油的化学成分比较复杂，是各种碳、氢化合物的混合物。按元素分析，主要组成元素是碳、氢，约占95%99.5%，其中碳占83%87%，氢占11%14%，其他少量的为O、S、N等元素，总共不超过0.5%5%。此外还有微量的氯（cl）、碘（I）、磷（P）、砷(As)、钠（Na）、钾（K）、钙（Ca）、铁（F）、铜

2、（Cu）、镁（Mg）、铝（Al）、钒（V)等。表1-2 碳、氢化合物，称为烃，烃又分为烷烃、环烷烃、芳香烃、不饱和烃等4类。第2页，共20页。我国部分石油产地原油的物理性质表0-1第3页，共20页。 石油的元素组成 1)石油主要由碳、氢、硫、氧、氮五种元素组成,它们在石油的含量四产地不同略有差别,质量分数的范围大体如下： 碳 83.087.0； 氢 10.0 14.0； 硫 0.05 8.00； 氧 0.05 2.00； 氮 0.02 2.00。 2)从上面数字看出，碳、氯两种元素含量占石油元素组成的绝大部分.二者合计为96 99 二者含量的比值(C/H)大体在6 7.5范围。 3)国内部分油

3、田的原油中碳、氢两种元素的质量分数所占含量及 者的比值如表0-2所示。第4页，共20页。国内部分油田的原油中碳.氫元素的质量分数及二者的比值 表0-2第5页，共20页。 1.1烃的组成 一、烷烃 是链状饱和烃，分子结构呈链状，分子式通式为CnH2n+2,n为碳原子数。N在10以内，以甲、乙、丙丁、戊、己、庚、辛、壬、葵命名，碳原子在10以上的用中文十一、十二、十三等。例甲烷、正辛烷 H H H H H H H H HH-C-H HCCCCCCCC-H H H H H H H H H H甲烷（CH4） 正辛烷（C8H18）,简化CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2-CH2 烷烃按结构又分：

4、正烷烃和异烷烃。凡是烷烃分子中的主碳链上没有碳支链的称正构烷烃，而有支链结构的称异构烷烃。异构烷烃按其总碳原子数命名为“某”烷 烷烃分子中碳原子的化合价都得到满足，称为饱和烃。在 第6页，共20页。 二、环烷烃 所有的碳价都被饱和，是一种环状饱和烃，分子通式CnH2n在燃油中，大都是单环的五碳环及六碳环烷烃。 环烷烃化学性质较稳定，不易氧化变质，一般须在近 400以上时才能自燃，抗爆性比正烷烃高。凝点低，润滑性较好，是汽油和润滑油的良好成分。第7页，共20页。低温时化学性质较稳定，烷烃的碳链愈长，结构愈不稳定，易生成过氧化物，发火性好，是压燃发动机的良好成分。烷烃中的异构体较正构烷烃结构紧密，

5、不易被氧化生成过氧化物，发火性差不易发生爆燃，是点火式发动机燃料的良好成分。 三、芳香烃 芳香烃是以苯为基础的化合物，有单苯环、双苯环的还有三苯环和四苯环的、带侧链的，有环烷烃和芳香烃 混合组成的芳香烃。 由于苯的分子结构中的单键和双键能相互作用，因此，具有非常高的稳定性，其自燃稳定高达600，具有良好的抗爆性。汽油中掺入少量的苯可以提高抗爆性，但是，苯的发热量低，凝点高，毒性大，对有机物的溶解力较强。 四、烯烃 第8页，共20页。 分子电碳与碳原子间有双键连接，为不饱和烃。有一 个双键的称为烯烃，有两个双键的称为二烯烃。 烯烃、二烯烃，安定性最差，在一定条件下很易氧化生成高分子黏稠物，特别易

6、进行加成反应、氧化反应和聚合反应。所以，含烯烃较多的汽油或柴油，在长期存储中易氧化变质。在工业上被广泛用来生产合成润滑油、合成橡胶、航空燃料和润滑油添加剂等。 不饱和烃对于大多数石油产品都不是理想成分。它在氧化时，会形成胶质和有机酸。可通过精制是由产品将其去掉。 1.1.石油中的非烃化合物 非烃化合物主要包括：含硫化合物、含氧化合物、含氮化合物及胶状物质和沥青状物质。 1.含硫化合物第9页，共20页。 包括硫化氢（H2S）、硫醇（RSH）、硫醚（RSR）二硫化物（RSSR）、环硫醚、噻吩及其同系物等。 硫化氢（H2S）：被空气氧化生成元素硫，碳与石油烃作用又可生成硫化氢和其他硫化物，一般在20

7、0250以上就能进行这种反应。 硫醇：在石油中含量不多，多存在于低沸点馏分中。硫醇中的R可为烷基，也可以是环烷基、芳香基。硫醇不溶于水，低分子甲碱醇（CH3SH）、乙硫醇（C2H5SH）有极强的特殊臭味。 元素硫、硫化氢和低分子硫醇都能与金属作用引起腐蚀，他们统称为活性硫化物。 2、含氧化合物 可分为酸性氧化物和中性氧化物。酸性氧化物有环烷酸、脂肪酸和酚类，总称石油酸。中性氧化物有醛、酮等它们在石油中含量一般较少。第10页，共20页。 3、含氮化合物 含氮化合物性质很不安定，易氧化叠合生成胶质，影响石油产品的使用性能。 4、胶质和沥青质 胶质和沥青质时石油中结构最复杂，分子量最大的物质，组成中

8、除含有碳、氢外，还含有硫、氧、氮等元素。 石油中的非烃化合物，主要是胶质和沥青质，其含量在石油中可达百分之十几甚至百分之四十几。 1.1.3烃类在石油馏分中的分布规律 蒸馏分离出来的各种成分，叫做馏分。一般情况下，蒸发温度为35200的馏分，为汽油；蒸发温度为200350的馏分，为煤、柴油；蒸发温度为350500的馏分，为润滑油。表1-1说明了各种烃类对石油产品中的分布规律：第11页，共20页。 烷烃、环烷烃和芳香烃在石油产品中的分布规律：1.汽油：2.柴油：3.润滑油：油品中的烃类分布不同，油品的使用性能也不同。例汽油与轻柴油的密度和自燃点不同，在温度为20，气压为100Kpa时，汽油的密度

9、为0.74Kg/L，轻柴油的密度为0.830Kg/L。汽油自然点为415530，轻柴油的自然点为,240400， 1.2石油产品提炼的基本方法 1.2.1炼油厂的类型 一般将炼油厂分为燃料油、燃料润滑油和燃料化工三种类型。 燃料型炼油厂，常是先采用一次加工，即将原油进行蒸馏，依次分离出汽、煤、轻柴、重柴油和润滑油等各种不同的馏分。第12页，共20页。 燃料润滑油型炼油厂：通过一次加工将原油中轻质油品分出，余下的重质油品，再经各种润滑油生产工艺，生产出润滑油。 燃料化工型炼油厂：首先经一次加工，蒸馏出轻质部分，再通过对余下的重质部分进行二次加工，使转化为轻质组分。 1.2.2石油产品的提炼方法常

10、用的石油炼制方法有：常压蒸馏、减压蒸馏、热裂化、催化裂化、加氢裂化、催化重整、烷基化、延迟焦化等。 主要石油炼制（炼油）工艺 把原油或石油馏分加工（或精制）成目的产品的现代石油炼制工艺大体可分为三大类： 1.原油（常减压）蒸馏。通过常压和减压蒸馏， 第13页，共20页。把原油中固有的各种不同沸点范围的组分分离成各种馏分。炼油厂以原油蒸馏的处理能力作为加工规模（如500万吨/年）。 2.二次加工。从原油中直接得到的轻馏分是有限的，大量的重馏分和渣油需要进一步加工，以得到更多的轻质油品。二次加工工艺包括催化裂化、加氢裂化、重整、焦化等，是以化学反应为主的加工过程。 3.油品精制和提高质量的有关工艺

11、。包括加氢精制、脱硫醇等。 (1)常压蒸馏常压蒸馏是根据组成石油的各类烃分子的沸点不同，利用加热、蒸发、冷凝等步骤对石油进行的直接分馏。常压蒸馏将石油按沸点范围分：第14页，共20页。 35-200的汽油馏分 ，175300的煤油馏分，20035012的柴油馏分，350 以上的润滑油或裂化原料馏分等组分1.将石油用油泵打入加热炉，加热到350360，然后送入常压蒸馏塔2.石油中各馏分根据自己的沸点和蒸发能力分别到达蒸馏塔相应部位。如轻馏分，沸点低，蒸发性好，升到塔顶部位；重馏分，沸点高，蒸发忙差，留于塔下部。图o-1示。 第15页，共20页。常压蒸馏-直流产品 1.在蒸馏塔由上至下，馏分逐渐变

12、重，依次是：塔顶是石油气体-塔上部是汽油馏分；塔中部是煤油馏分-塔下部是轻柴油馏分；再下部是重柴油馏分-塔底部的重油馏分。 2.重油馏分由塔底部流出后再进入减压蒸馏系统。 3.通过直接蒸馏得到的石油馏分，称为直馏产品。直馏产品由烷烃和环烷烃组成，性质安定，不易氧化变质，适长期贮存，直馏产品的烃类组成表08所示第16页，共20页。(2)减压蒸馏减压蒸馏是利用“物质的沸点随外界压力减小而降低”的原理，降低蒸馏的压力，降低石油中烃分子的沸点，将常压蒸馏得到的重油再进行分馏的加工过程。 减压蒸馏流程如图0-2所示。第17页，共20页。减压蒸馏流程1.将常压蒸馏塔底流出的重油通过油泵送人加热炉中加热至400C以上，2.然后送入减托蒸馏塔巾，塔内保持133Pa的压力，使重抽蒸发成气体，并在减压蒸馏塔中蒸发到相应部位后进行冷却，于是在减压塔的不同高度即可获得不同的馏分，从上至下，依次是轻质润滑汕馏分、巾质润滑抽馏分和重质润滑油馏分，最后，从减压蒸馏塔底部流出的是减瓜渣汕。 通过减压蒸馏得到的各种润滑汕馏分中还含有些非理想组分，还需要进行精制。第18页，共20页。8石油产品的精制方法石油炼制方法得到的石油产品大多数为半成品，其中还含有硫化物、氧化物、氮化物、胶质以及不饱和烃等杂质，对这些半成品进行精制加工。方法有：电化学精制、加氢精制、溶剂精制、白土补充精制、加氢补充精制、脱硫