與石油有關(guān)的基礎(chǔ)知識

1、一、石油的外觀性質(zhì) 1、石油是一種流動性或半流動性的粘稠液體，是一種復(fù)雜的混合物。 2、大部分石油是黑色；也有暗綠色或暗褐色；少數(shù)顯赤褐色或淺黃色；極少數(shù)是無色。 3、相對密度都小于 1；絕大多數(shù)的相對密度都在 0.800.98 之間；個別的高達(dá) 1.02 或 低至 0.71；我國主要油田的相對密度都在 0.85 以上； 3、許多石油都有臭味，是因為含有硫化物的原因 2/s, 攝氏度時，運動粘度可以低至 1.46mm4、不同石油的流動性差別很大：在 50 2/s。mm 20000也可以高達(dá) 二、石油的元素組成 1、石油主要是由碳和氫兩種元素組成，其中碳含量在 83%87%，氫含量在 11%14

2、 之間，兩者合計在 95%99%。 2、只由碳和氫組成的化合物叫做烴。 3、石油碳和氫，還含有硫、氮、氧，這些元素的含量一般在 1%5%； 4、石油中的微量元素（已 ppm 為單位）：鎳、釩、鐵、銅、鈣、砷、氯、磷、硅等 5、各種元素的存在形式一般都是以化合物的形式存在。 三、石油的烴類組成 1、石油主要是由烷烴、環(huán)烷烴和芳烴構(gòu)成。 2、天然石油一般不含不飽和烴。 3、頁巖油中會含有一定量的烯烴。 4、烷烴： A、只有碳碳單鍵和碳?xì)滏I；烷烴的通式為 CnH2n+2。 個碳原子的烷烴是液個碳原子的烷烴是氣體；含 515B、常溫常壓下，含 14 個碳原子以上的正構(gòu)烷烴是固體 體；含16 、相關(guān)知識

3、：C 、干氣：含有大量甲烷和少量乙烷、丙烷的氣體稱為干氣。 、除含有大量的甲烷和乙烷外，還含有少量易揮發(fā)的液態(tài)烴蒸氣（戊烷、己 烷和辛烷）氣體稱之為濕氣。 、一般條件下，烷烴的化學(xué)性質(zhì)很不活潑嗎，不易與其他物質(zhì)反應(yīng)；但在特殊的D 條件下能夠發(fā)生氧化、鹵化、熱分解和硝化反應(yīng)等。 5、環(huán)烷烴： 個脂環(huán)且環(huán)上無取代 A、含有脂環(huán)結(jié)構(gòu)的飽和烴。有單環(huán)脂環(huán)和稠環(huán)脂環(huán)。含有1 。 烷基的環(huán)烷烴,分子通式為CnH2n 、石油的環(huán)烷烴主要是環(huán)戊烷系和環(huán)己烷系；國內(nèi)原油環(huán)己烷系多于環(huán)戊烷系，B 國外則相反。 C、在高沸點的餾分中，還含有雙環(huán)和多環(huán)的環(huán)烷烴及環(huán)烷芳香烴。 、環(huán)烷烴性質(zhì)與烷烴類似（氧化、鹵化、硝化熱

4、分解），但稍活潑；能脫氫制芳D 烴。 、芳香烴：6 n6CnH2n-6、指帶有苯環(huán)的烴類。苯的同系物的通式是A （）、同一種原油中，隨著沸點（相對分子質(zhì)量）的升高，芳烴的含量增加。BC、芳烴的化學(xué)性質(zhì)較烷烴稍活潑，但芳烴中苯環(huán)很穩(wěn)定，不易被氧化，也不易發(fā) 生加成反應(yīng)；帶側(cè)鏈的芳香烴，其側(cè)鏈容易被氧化成有機酸（是油品變質(zhì)的重 要原因）；在一定條件下，芳香烴還能發(fā)生加氫反應(yīng)。 7、烯烴： A、烯烴是指含有 C=C 鍵（碳-碳雙鍵）（烯鍵）的碳?xì)浠衔铮粚儆诓伙?和烴，分為鏈烯烴與環(huán)烯烴。按含雙鍵的多少分別稱單烯烴、二烯烴 等。雙鍵中有一根易斷，所以會發(fā)生加成反應(yīng)。 單鏈烯烴分子通式為 CnH2n，

5、雙鍵基團是烯烴分子中的官能團，具有反應(yīng)活性，可發(fā)生氫化、 鹵化、水合、鹵氫化、次鹵酸化、硫酸酯化、環(huán)氧化、聚合等加成反 應(yīng)，還可氧化發(fā)生雙鍵的斷裂，生成醛、羧酸等。 B、常溫常壓下單烯烴中 C2C4 是氣體（是非極性分子，不溶或微溶于水） ，C5C18 是液體，C18 以上是固體。 C、在空氣中烯烴易氧化成酸性物質(zhì)或膠質(zhì)，特別是二烯烴和環(huán)烯烴，從 而影響油品的安定性。 四、石油的餾分組成 1、汽油餾分（低沸點餾分）：小于 200 度。 2、煤、柴油餾分（也叫中間餾分）：200 至 350 度（航空煤油150 至 280 度；輕柴油的餾分200 至 350 度）。 3、減壓餾分(潤滑油餾分或高沸

6、點餾分):350 至 500 度。 4、渣油:大于 500 度。 5、石油餾分不是石油產(chǎn)品，需要進一步加工才變成石油產(chǎn)品；同一沸點范 圍的餾分也可以因為加工目的的不同變成不同的產(chǎn)品。 6、我國主要油田的原油中汽油餾分少（一般低于 10%），渣油含量高. 五、石油的非烴組成 1、原油的非烴化合物主要指含硫、氮和氧的化合物；雖然這三種元素的含 量一般不超過 5%，但這三種非烴化合物的含量卻高達(dá) 20%以上。非烴化 合物主要是分布在重質(zhì)餾分和渣油中。 、含硫化合物：2 A、不同的原油硫含量差別很大：從萬分之幾到百分之幾；在石油組分 中硫含量隨著沸點范圍的升高而增加；大部分硫化物集中在重油中。 B、存

7、在形式： 少量以硫單質(zhì)和硫化氫形式存在，大多數(shù)以有機硫化物存在；硫醇、 硫醚、環(huán)硫醚、二硫化物、噻吩及其同系物。 C、含硫化合物的主要危害： 、元素硫、硫化氫、硫醇稱為活性硫，能夠腐蝕金屬； 、硫醚、二硫化物、噻吩（）稱之為非活性硫，本身 不能腐蝕金屬，但熱分解能夠產(chǎn)生硫醇和硫化氫； 、硫化物使油品的安定性變壞：不僅是油品發(fā)臭（空氣中硫醇的濃 度到達(dá) 0.00001mg/L 時就可以聞到），還會顯著促進角質(zhì)的生成。 、含有含硫化合物的油品燃燒后的氣體中含有二氧化硫、三氧化硫 可以污染大氣的物質(zhì)。 、二次加工過程中使某些催化劑中毒。 3、含氮化合物 A、石油中氮的含量一般在萬分之幾到千分之幾之間

8、；密度大、膠質(zhì)多、含 硫量高的石油，含氮量一般較高；石油組分中氮化物的含量隨沸點范圍 的升高而增加；大部分氮化物以膠狀、瀝青狀物質(zhì)存在渣油中。 B、氮化物的存在形式：大多數(shù)是氮原子在環(huán)狀結(jié)構(gòu)中的雜環(huán)化合物。 、堿性氮化物：吡啶、喹啉及 其同系物； 、非堿性氧化物：吡咯、吲哚及 其同系物； 金屬卟啉化合物。 C、氮化物的危害 、含有氮化物的油品長期與空氣接觸易生成膠質(zhì)。 、氮化物是二次加工中某些催化劑的毒物。 4、含氧化合物 石油中的氧含量一般是千分之幾，個別會高達(dá)2%3%；大部分集 中在膠質(zhì)和瀝青質(zhì)中；全部以有機物的形式存在； 分為酸性氧化物和中性氧化物類： 酸性：環(huán)烷酸、脂肪酸、酚類，統(tǒng)稱石

9、油算，環(huán)烷酸占 90%。 中性：酮、醛、酯，占比例很少 主要集中在中間餾分（沸程 250400 度）； 附加：純環(huán)烷酸是一種油狀液體，有特殊的臭味，具有腐蝕性； 5、膠 狀瀝青狀物質(zhì) 石油中的非烴化合物大部分以膠質(zhì)瀝青質(zhì)存在，是多環(huán)復(fù)雜化合 物，含量從百分之幾到百分之幾十，絕大部分存在減壓渣油中。 膠質(zhì)既能溶于石油醚（低沸點烷烴），又能溶于苯，還能溶于一 切石油餾分；有很強的著色力； 瀝青質(zhì)不溶于石油醚而溶于苯，是暗褐色或漆黑色的易脆的非晶 體固體粉末； 膠質(zhì)受熱或在常溫下氧化可以變成瀝青質(zhì)； 二者在高溫下已變成焦炭。 六、石油及其產(chǎn)品的物理性質(zhì) 1、原油的評價試驗：測定原油的物理性質(zhì)，瑞沸點

10、范圍（餾分組成）相對密度、 粘度、凝點、閃點、殘?zhí)?、含硫量等?2、石油及其產(chǎn)品測定的標(biāo)準(zhǔn)：國際標(biāo)準(zhǔn)ISO；國家標(biāo)準(zhǔn)GB；中國石油化工 集團公司行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SH. 3、油品密度： A、密度定義：規(guī)定溫度下，單位體積內(nèi)所含物質(zhì)的質(zhì)量；單位是 g/cm3 或 kg/m3。 B、油品的標(biāo)準(zhǔn)密度：油品在 20 度的密度稱為標(biāo)準(zhǔn)密度。 C、相對密度：油品密度與規(guī)定溫度下水的密度之比，用 d 表示 4 度時水的密度是 0.99997g/cm3,近似等于 1 d（20度時油品的密度與4度水的密度之 我國常用的相對密度 420 比）D、油品的密度與組成密切相關(guān)：同一原油的不同餾分，隨沸點范 圍升高，密度增大；對

11、不同原油的同一沸點范圍的餾分油， 含芳香烴越多，密度越大，含烷烴越多，密度越小。 、蒸汽壓4 、定義：A 一定溫度下，純凈物的液體與液面上方的蒸汽之間形成物質(zhì) 平衡，此時蒸汽的壓力稱為飽和蒸汽壓，簡稱蒸汽壓。蒸汽壓 只隨溫度的變化而變化，溫度升高，蒸汽壓升高。蒸汽壓越高， 氣體越容易氣化。 、汽油的蒸汽壓:B 汽油的蒸汽壓不僅與溫度有關(guān)，還與餾分組成有關(guān)。溫度相 同，餾分組成不同，蒸汽壓也不同。 、餾程：5 在一定壓力下，純凈物加熱到某一溫度時就會沸騰，此溫度 稱之為沸點，是一個具體的數(shù)值 石油是一個復(fù)雜的混合物；在一定壓力下，其沸點是一個溫 度范圍。進行蒸餾時流出第一滴冷凝液體的氣相溫度稱之

12、為初餾點， 餾出物的體積依次達(dá)到、的氣相溫度分別90%20%10%30% 稱為、餾出溫度，蒸餾到最后氣體的最高90% 10%30%20% 溫度稱之為干點或終餾點，初餾點和終餾點之間的溫度范圍稱之為 石油的餾程。 初餾點和餾出溫度過高，冷車不易啟動；過低又易產(chǎn)生10% 氣阻現(xiàn)象（夏季在發(fā)動機溫度較高的油管中的汽油，蒸發(fā)形成氣泡， 堵塞油路，中斷給油）。汽油的餾出溫度是表示它的平均蒸發(fā)性，50% 它能影響發(fā)動機的加速性；餾出溫度低，它的蒸發(fā)性和發(fā)動機50% 的加速性就好，工作也較平穩(wěn)。汽油的餾出溫度和干點表示汽90% 油中不蒸發(fā)和不能完全燃燒的重質(zhì)鎦分的含量。這兩個溫度低，表 示其中的重質(zhì)組分少，

13、能夠完全燃燒。反之，表示重質(zhì)組分多，汽 油不能完全蒸發(fā)和燃燒。這樣，就會增加汽油消耗量，甚至稀釋潤 滑油，增加機件磨損。 殘留量：指停止蒸餾后，存在于燒瓶內(nèi)的殘油的體積百分?jǐn)?shù)。 損失量：指蒸餾過程中，因漏氣、冷凝不好和結(jié)焦等造成試油損失 的量，以油品樣品的體積減去蒸餾出來的液體體積和殘 留量即得損失量。 餾程的測定方法 常用的餾程測定方法有實沸點蒸餾和恩氏蒸餾。 他們的不同是：前者的設(shè)備精密，；餾出物的氣相溫度較接近 餾出物的沸點，溫度與餾出物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)呈對應(yīng)關(guān)系；后者設(shè) 備簡便，方法簡單，數(shù)據(jù)易得，但餾程并不能代表油品的真實沸 點范圍。 實沸點蒸餾用于原油評價及制定產(chǎn)品的切割方案；恩氏蒸餾

14、 用于生產(chǎn)控制、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和工藝計算。 、特性因數(shù)6 烴類的沸點、石油餾分的立方平均沸1/3TK=1.2167T/d 15.615.6點或中平均沸點，單位是 K. 烷烴的特性因數(shù)最高，環(huán)烷烴次之，芳香烴最低； 一般石油的特性因數(shù)在之間； 9.713 含烷烴多的石油特性因數(shù)一般在，含芳香烴多的特性因數(shù)1312.5 一般在；1110 大慶原油特性因數(shù)在，勝利原油在；12.1 12.5 、平均相對分子質(zhì)量7 石油餾分的相對分子質(zhì)量是各組分相對分子質(zhì)量的平均值，催餾 分沸程的升高而增大；汽油的平均相對分子質(zhì)量是，噴氣120 100 燃料是，輕柴油是，低粘度潤滑油是360.300200 210 180

15、240 高粘度潤滑油是。500 370 、粘度8 粘度是表示液體流動是分子間產(chǎn)生摩擦力的大??；與液體組成、溫 度和壓力有關(guān)。 有三種表示方法：動力粘度、運動粘度和恩氏粘度，國際標(biāo)準(zhǔn)采 用運動粘度。 動力粘度：表示液體在一定剪切應(yīng)力流動時內(nèi)摩擦力的量度，其 值為所加剪切應(yīng)力與剪切速率之比；單位帕?秒（?）習(xí)慣用厘泊,Pas ?。（）為單位，3sPa Pa=10cP1 cP=1m 運動粘度：液體在重力作用下流動時內(nèi)摩擦力的量度；其值為相 同溫度下動力粘度與其密度的比值；單位22/s(st)0cm1m/s=1000 厘斯。2)/s(=1000000mm恩氏粘度：條件粘度，常表示油品的粘度；在規(guī)定條件

16、下，測定 油品從特定儀器中流出所用時間與度時流出蒸餾水 200ml 200ml 20 所需的時間之比用表示。0 E, 特性因數(shù)大的石油餾分粘度??；特性因數(shù)小的石油餾分粘度大。 石油餾分越重，沸點越高，粘度越大。 溫度對油品的粘度影響很大：溫度升高，液體油品的粘度減小， 則油蒸氣的粘度增大。 油品粘度崔溫度變化的性質(zhì)稱為粘溫性質(zhì)。粘溫性質(zhì)好的油品， 其年度隨溫度變化的幅度較小。 粘溫性的表示方法： 粘度比：最常用的是度與度的運動粘度比，也有用-20 100 50 度與度運動粘度比；粘度比越小，粘溫性越好。 50 粘度指數(shù)：粘度指數(shù)越高，粘溫性越好 正構(gòu)烷烴的粘溫性最好，環(huán)烷烴次之，芳香烴最差；烴

17、類結(jié)構(gòu) 中環(huán)狀結(jié)構(gòu)越多，粘溫性越差；側(cè)鏈越長，粘溫性越好。 、油品的低溫性能9 油品的低溫性能包括：濁點、冰點、結(jié)晶點、傾點、凝點和冷 濾點等。 粘溫凝固：含蠟很少或不含蠟的油品，隨著溫度降低，粘度 增大，當(dāng)粘度增大到一定程度時，油品變成無定形的粘稠狀物質(zhì)而 失去流動性，稱為粘溫凝固。構(gòu)造凝固含蠟油品隨著溫度的降低，蠟就會以結(jié)晶的形式大: 量析出，連成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，把液體油品包裹起來而失去流動性。 濁點、結(jié)晶點和冰點：在規(guī)定條件下，清晰的油品因蠟的結(jié) 晶而成霧狀或渾濁時的最高溫度；繼續(xù)冷卻，出現(xiàn)肉眼能夠看見的 晶體的最高溫度稱為結(jié)晶點；出現(xiàn)結(jié)晶后，再次升溫，使結(jié)晶剛好 消失的最低溫度稱為冰點（同一

18、油品的冰點比結(jié)晶點高度）。 3 1 凝點：油品是復(fù)雜化合物，無固定凝點，也不等于熔點；指在 規(guī)定條件下，測得的油品剛剛失去流動性的最高溫度。 傾點：在標(biāo)準(zhǔn)條件下，被冷卻的油品能流動的最低溫度。 冷濾點：表示柴油在低溫下堵塞濾網(wǎng)的可能性，指在規(guī)定條件 下測得油品不能通過濾網(wǎng)時的最高溫度。 油品沸點越高，特性因數(shù)越大或含蠟量越高，其傾點或凝點越 高，低溫流動性越差。 、燃點和自燃點、閃點、10 爆炸極限：油品在一定濃度范圍內(nèi)遇到明火就會發(fā)生爆炸或閃 火，這一濃度范圍就稱為爆炸范圍或爆炸極限 閃點：在規(guī)定條件下，加熱油品所逸出的蒸氣和空氣組成的混 合物與火焰接觸發(fā)生瞬間閃火的的最低溫度；分開口閃點和閉口閃 點，輕質(zhì)油品用開口閃點，重質(zhì)油和潤滑油用閉口閃點。 石油餾分的沸點越低