石油及石油产品性质.ppt

1、石油和石油产品的性质，石油的化学组成，石油和石油产品的物理和化学性质，石油产品的分类和性能要求，石油的一般性质，颜色：主要是黑色，相对密度：主要在0.80.98之间，气味：特殊气味，流动性：流动或半流动的粘性液体，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9699碳：8387，氢：1114，2。硫、氧和氮：硫、氧、氮、3。微量元素：铅、钾、钠、钙、铁、镍、钒，非金属元素：硅、磷、氯、碘，后两种元素大致相同，气态烷烃：C1C4、B，液态烷烃：C5C15、C，固态烷烃：C16(蜡)，其特征是烷烃的相对分子量、沸点、熔点和密度随碳原子数的增加而增加；化学性质稳定，但在热和光或催化

2、剂的作用下，会发生氧化、卤化、硝化、热分解、催化脱氢、异构化等反应。正丁烷的bat模型，三维，分子式书写，微氢书写，烷烃的几种表示，2。环烷烃：单环、双环、多环五元和六元环系列，以及较少的具有长侧链的环状环烷烃是良好的润滑油组分。特点：环烷烃的化学性质与烷烃相似，但它们更活泼。在某些条件下，也可以发生氧化、卤化、硝化、热分解和其他反应。环烷烃在一定条件下可以脱氢生成芳烃，是生产芳烃的重要原料。芳香烃：单环、双环、多环和一些多环芳香烃都有荧光，这就是为什么有些油品会发出荧光的原因。特点：稳定，侧链氧化成有机酸，多环芳烃氧化成胶体物质，是油变质的原因之一。原油中很少含有的不饱和烃主要是在二次加工过

3、程中产生的。催化裂化产品含有更多的不饱和烃，主要是烯烃，但也有少量的二烯烃，但没有炔烃。烯烃的分子结构类似于烷烃，即直链或支链。但是烯烃的碳原子之间有二价键。分子结构中碳原子间有二价键的烃称为烯烃，分子通式为CnH2n、CnH2n-2等。两对碳原子之间的双键称为二烯。特征：随着碳原子的增加，沸点、熔点和密度增加；烯烃化学稳定性差，容易氧化形成胶体。石油中的硫、氧和氮以非碳氢化合物的形式存在。虽然元素含量只有1%-4%左右，但非烃类化合物的含量相当高，达到10%以上。非烃化合物主要集中在重组分中，尤其是渣油。它对石油加工、储油和使用性能有很大影响。是精炼过程中的去除对象。石油中的非烃化合物，(1

4、)石油中的含硫化合物1。含硫化合物的危害腐蚀设备污染环境，影响二次加工(如中毒催化剂)，影响油品质量。硫含量经常被用作评价石油和石油产品的重要指标。根据其含硫量，原油可分为：含硫量为0.5%的低硫原油；含硫0.5%-2.0%，含硫原油；含硫量为2.0%的高硫原油。中国大多数原油都是低硫或含硫原油。世界原油总产量的75%是含硫原油和高硫原油。2。现有硫化氢H2S硫醇RSH硫化物RSR二硫化物RSSR硫酚3。分类(活性硫和非活性硫)酸性含硫化合物：H2S，RSH，S中性含硫化合物：RSR，RSSR高热稳定性含硫化合物：苯硫酚，四氢苯硫酚4，含硫化合物在石油馏分中的分布，趋势：含硫化合物在石油馏分中

5、的分布一般遵循石油馏分的沸程，汽油馏分中的硫含量最低，减压渣油中的硫含量最高。中国大部分原油中约70%的硫集中在减压渣油中。硫醇：主要存在于汽油中硫醇有一种非常难闻的特殊气味，硫醇对热不稳定；硫化物：石油中含量高的硫化物，轻馏分和中馏分中含量高。二硫化物：石油馏分中的含量很小，一般不超过该馏分中硫含量的10%(质量)，且大多集中在低沸点馏分中。噻吩：主要存在于石油的中高沸点馏分中。5。危害：铁H2S FeH 2FeS 2HCl FeL 2H 2S铁S FeS 2RSH铁(RS) 2Fe H2硫化合物：汽油抗爆性和铅敏感性差，油稳定性SO2，SO3:空气污染，设备腐蚀S:催化剂中毒，铂重整，1。

6、含氮化合物的危害影响二次加工(如中毒催化剂)和油质量：环境污染。现有碱性氮化合物：吡啶、喹啉、胺等中性氮化合物：吡咯、吲哚、咔唑；(2)石油中的含氮化合物、3。分布：原油中的氮含量一般低于硫含量，通常在0.05%-0.5%之间。中国原油的含氮量偏高，从0.1%到0.5%不等。随着石油馏分沸点的升高，含氮化合物含量迅速增加，400以上的渣油中约有80%的氮被富集。中国大部分原油的残油浓缩了约90%的氮。然而，只有少量的氮化物存在于煤油的先前馏分中。石油中含氮化合物的去除方法：酸洗可以去除碱性氮。油品中的部分氮化物可以通过催化加氢精制去除。(3)石油中的含氧化合物。1.氧化化合物的危害。设备腐蚀和

7、油品质量：稳定性差，生胶易氧化。2.酸性含氧化合物存在：环烷酸、芳香酸、脂肪酸，苯酚石油中的酸性含氧化合物统称为石油酸。中性含氧化合物：醇、酮、醛、酯和醚含有较少的中性含氧化合物。分布原油中的氧含量随着馏分沸点的升高而增加，主要集中在高沸点馏分中，大部分集中在胶质沥青中。胶质沥青物质中的氧含量约占原油总氧含量的90%。中间馏分(沸程250400)中环烷酸含量最高，而低沸点馏分和高沸点重质馏分中环烷酸含量相对较低。石油产品中环烷酸的危害对金属有腐蚀作用。它是润滑油氧化的催化剂，对润滑油的正常润滑有不良影响(环烷酸盐粘度高)。大多数环烷酸可以在石油加工中通过碱洗去除。环烷酸可用作化学产品：枕木防腐

8、剂。颜料和油漆干燥剂。防锈剂(环烷酸锌)。(4)胶质和沥青质石油中的非烃化合物，其中大部分是胶质沥青质物质。重油含量可达40%-50%，主要是胶质，沥青质一般不超过4%-5%。胶体和沥青质是由碳、氢、氧、氮、硫和其他元素组成的非碳氢化合物。天然石油中90%以上的氧、80%的氮和50%的硫都集中在胶质和沥青质中。沥青质是石油中分子量最高(2000-6000)和极性最强的非烃组分。胶质是一种高分子非烃化合物，分子量(600-2000)，极性仅次于石油中的沥青质，具有很大的多分散性。溶解度：胶体可溶于苯、氯仿、二硫化碳和石油醚(低沸点烷烃)，但不溶于乙醇；沥青质可溶于苯、氯仿和二硫化碳，但不溶于石油

9、醚和乙醇。区别：胶体溶于正庚烷；沥青质可溶于苯，但不溶于正庚烷。不溶于苯和正庚烷的是高碳氢比的焦炭冷凝物。胶质和沥青质的基本结构是由几个芳烃组成的稠环芳烃系统，周围连接着几个环烷烃。芳烃和环烷环也有几个不同长度的正构或异构烷基侧链，分子中有不同的硫、氮和氧基团。1.树胶是一种粘性液体或半固体树胶，流动性差，颜色为黄色至深棕色。通过加热熔化，密度为1 . 01 . 1克/立方厘米，平均相对分子量约为6001000。树胶具有很强的着色能力，50ppm的树胶可以着色胶质含量随着沸点的升高而增加，残油含量最高。胶质容易氧化并凝结成沥青质，沥青质受热时容易裂解和凝结。沥青质是一种深棕色至黑色的无定形脆性

10、固体。相对密度略高于1.0，VPO法的分子量约为30001000。加热时不会熔化，当温度超过300时会分解并凝结。沥青质可溶于苯、二硫化碳和四氯化碳，但不溶于石油醚。沥青质不易挥发，集中在渣油中。胶质和沥青质的存在使渣油形成稳定的胶质分散体系。胶质和沥青质可以与浓硫酸反应，产物溶解在硫酸中。石油中的微量元素。石油中的微量元素：化合价金属：钒、镍、铁、铜、铬、钼、钴、钨、锰、铅、镓、汞、钛碱金属和碱土金属：钠、钾、钙、钡、锶、镁卤素和其他元素：砷、氯、溴、碘、铝、硅、石油石油石油和石油产品的理化性质、石油及其产品的理化性质是评价产品质量和控制运输过程的重要指标，也是设计和计算运输管道和油库的重要

11、数据。石油产品的物理性质与其化学组成密切相关，石油产品的物理性质在很大程度上取决于其中所含碳氢化合物的物理和化学性质。石油产品是包含各种碳氢化合物和非碳氢化合物的复杂混合物。它的物理化学性质是各种化合物性质的宏观综合表现。有些是可加的，有些不是，而且大多数不是可加的。蒸汽压和沸点范围1。蒸汽压在一定温度下，液体与液体表面的蒸汽保持平衡。这时，蒸汽产生的压力称为饱和蒸汽压，简称蒸汽压；蒸汽压表示液体汽化或蒸发的能力。蒸汽压越高，蒸发就越容易。蒸汽压是石油储运设备设计的重要基础物理数据。蒸汽压是一些轻质油品的重要质量指标。馏分组成和平均沸点具有沸程和馏分组成的纯化合物在一定的外部压力下具有固定的沸

12、点。混合物没有固定的沸点，只有一个温度范围。蒸馏范围的测量：美国材料试验学会蒸馏(或恩格尔蒸馏)恩格尔蒸馏装置，(1)初始蒸馏点：第一滴冷凝液流出恩格尔蒸馏时的气相温度。(2)最终蒸馏点：恩格尔蒸馏过程中达到的最高气相温度。(干点：恩格尔蒸馏过程中最后一滴蒸发时的气相温度)(3)蒸馏范围(沸点范围):从初始蒸馏点到最终蒸馏点的温度范围称为油品的沸点范围。汽油40200；灯用煤油180300；轻柴油200350；喷气燃料130240；润滑油350520。重燃料油520。(4)恩格尔蒸馏曲线：蒸馏温度与油品蒸馏体积(体积%)的关系。轻油恩格尔蒸馏曲线的斜率S:恩格尔蒸馏曲线的10%-90%段接近一

13、条直线，S代表每馏分1%的沸点从10%-90%的平均上升值；S表示油品的馏程窄，S越大，油品的馏程越宽。馏程数据库能够反映原油组分的相对含量，常用于原油评价。馏程是发动机燃料的重要质量指标。平均沸点来表征其气化性能。石油馏分的平均沸点有五种定义：体积平均沸点TV(:)TV=(T10 T30 T50 T70 T90)/5TV是根据蒸馏范围测量的10%、30%、50%、70%和90%的五个蒸馏温度计算的。(注：使用安德蒸馏的数据)应用：主要用于计算其他难以直接获得的平均沸点。平均沸点，质量平均沸点tw () :ti:i组分的沸点wi: i组分质量分数目的：计算油品的真实临界温度。真实分子的平均沸点

14、TM(:)，沸点、密度、特征因子和相对分子量；1.密度1。油品的密度和相对密度(1)密度：单位体积物质的质量。=m/V(单位：g/cm3，kg/m3)中国石油产品的标准密度是20小时的密度，记录为20。相对密度：标准温度下油品密度与水密度的比率。(标准温度：常用4或15.6)相对密度表示方法为：比重指数；(2)各种相对密度表达方法之间的转换；比重指数随着相对密度的增加而减小。转换也可以通过表格找到。原油按美国石油学会分类：1987年第12届世界石油大会规定的美国石油学会31.1原油分类为轻质原油；美国石油学会=31.1-22.3是中等原油；原料药=22.3-10.0是重质原油；API10.0是

15、超稠油；1)随着温度的升高，油的体积增加，质量保持不变，密度降低。不同温度下油品相对密度的换算：相对密度平均温度的修正系数，见表。油品温度。上述公式仅适用于t=050的温度范围。高温下的相对密度可以用图表来表示。2)压力对油品相对密度的影响较小，只有在压力较高时才应进行校正。2.液体油的相对密度与温度和压力的关系；3.油的密度与组成的关系。油的相对密度与烃的分子大小和化学结构有关。具有相同碳数的各种碳氢化合物的密度：芳香烃、环烷烃和烷烃。分子环的数量越多，密度越高。石油馏分的密度随着沸程的增加而增加。对于不同的原油，沸程相同，相对密度相差很大。一般来说，含环烷中间基的石蜡基油称为石蜡基油；主要

16、由环烷烃和芳香烃组成的石油称为环烷油。它们之间的一种叫做中间基础油；2.特征因子1。特征因子K (1)的概念：特征因子是一个复合参数，它联系油品的平均沸点和相对密度，解释油品的化学组成特征。(2)定义公式：同一科的烃钾相似，但不同科的烃钾不同；各种烃类的K值：烷烃K=1213环烷烃K=1112芳烃k=9.711，t-一般用中等平均沸点，对于烷烃，支链增加K值减少，对于环烷烃和芳烃，支链增加K值增加，对于芳烃，环数增加K值减少，特征因子K的测定：为了解原油的分类，确定原油和油品的加工方案，利用定义公式或查阅特征因子K结合密度或平均沸点，可以计算蒸气压或分子量。3.平均相对分子量，平均相对分子量油品中各组分的平均分子量。数均分子量：系统中各种分子的摩尔分数与其分子量的乘积之和。表达式：Mn=米妮重均分子量：系统中各种分子的质量分数与其分子量的乘积之和。表达式：分子量=分子量通常是数均分子