石油煉制-1-石油煉制基礎知識

石油煉制——石油煉制基礎知識1觀察石油的外觀性質2石油元素的組成3石油的烴類組成10原油加工方案的基本類型9原油評價的內容8原油分類的方法7石油的主要產品6石油及產品的物理性質5石油的餾分組成4石油的非烴類組成石油煉制基礎知識石油煉制詳細任務：任務一：觀察石油的外觀性質石油煉制石油定義：石油（Petroleum）是一種從地下深處開采出來的呈黃色、褐色甚至黑色的可燃性粘稠液體，常與天然氣共存（從石油的外觀、來源、最基本特性）性狀影響因素常規(guī)原油特殊原油我國原油顏色膠質、瀝青質的含量越高，石油的顏色越深大部分石油顏色為黑色，也有墨綠色或黑褐色紅、淡黃、褐紅，甚至無色青海柴達木盆地：淡黃色四川盆地：黃綠色玉門：黑褐色大慶：黑色相對密度膠質、瀝青的含量越高，石油的相對密度越大一般在0.80~0.98個別高達1.02或低至0.71一般在0.85~0.95，屬于偏重的常規(guī)原油流動性常溫下石油中含蠟量少，其流動性好一般是流動或半流動的粘稠液體個別是固體或半固體蠟含量和凝固點偏高，流動性差氣味含硫量高，臭味較濃程度不同的臭味含硫量較少氣味偏淡石油性質

由于地址構造、原油產生的條件和年代不同，世界各地所產原油的化學組成和物理性質，有的相差很大，有的卻很相似。其組成元素有：任務二：石油元素的組成元素碳氫硫氮氧鎳、釩、鈉等含量（質量分數(shù)）/%83-8711-140.04-60.1-1.50.01-0.50.005-0.02我國部分原油的碳氫元素及硫含量化學元素C（質量分數(shù)）/%H（質量分數(shù)）/%S（質量分數(shù)）/%N（質量分數(shù)）/%大慶85.8713.730.100.16勝利86.2612.200.800.41孤島85.1211.612.090.43新疆86.1313.300.050.13大港85.6713.400.120.23原油名稱任務三：石油的烴類組成天然石油中的烴類主要含有烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴以及在分子中兼有這三類烴結構的混合烴，一般不含烯烴、炔烴等不飽和烴，只有在石油的二次加工產物中和利用油頁巖制的人造石油（頁巖油）中含有不同數(shù)量的烯烴。實驗室蒸餾石油蒸餾燒瓶冷凝管接液管

錐形瓶

溫度計酒精燈鐵架臺冷凝水出口冷凝水進口鐵圈、石棉網(wǎng)石油蒸餾原理：各種純凈物都有自已固定的熔、沸點，當加熱時，沸點低的物質先揮發(fā)變成氣態(tài)，沸點高的物質不易揮發(fā)，而仍留在液體內，從而達到分離的目的。蒸餾：適用于不同物質之間沸點相差較大的混合物的分離，精確蒸餾可得到純凈物。分餾：適用于不同物質之間沸點相差較為接近的混合物的分離，得到的物質為混合物。注意：①蒸餾與分餾的原理是一致的，都是物理變化，混合物▲氣體

冷凝液體氣化(1)蒸餾與分餾（減壓分餾）重油

凡士林

液態(tài)烴和固態(tài)烴的混合物；石蠟

(含C20～C30的烴)瀝青

(含C30～C40的烴)注意：減壓分餾是利用外界壓強越大，物質的沸點越高的原理，降低分餾塔里的壓強，使重油在低溫下能充分分餾，防止重油在高溫下炭化結焦。（常壓分餾）原油分餾塔石油氣(含C4以下烴)

汽油(含C5～C12的烴)

煤油(含C12～C16的烴)柴油(含C15～C18的烴)重油(含C20以上的烴)潤滑油

(含C16～C20的烴)（直餾汽油）石油的煉制石油餾分圖：任務四：石油非烴類組成

石油中含有相當數(shù)量非烴化合物，主要包括含硫、含氮、含氧化合物機器膠狀，瀝青狀物質。雖然這些化合物含量只是（1%~5%），但是形成的非烴類化合物的含量相當高，可高達20%以上，且大部分集中在重質餾分中。非烴類化合物的存在對于石油加工金額石油產品的使用性能具有很大的影響。1.含硫化合物石油中的硫多以有機硫化物形式存在，已經(jīng)確定的有：S、H2S、RSR、環(huán)硫醚、二硫化物、噻吩，以及同系物。含硫化合物對產品危害（1）嚴重腐蝕管線（2）可使油品某些實用性變壞（3）環(huán)境污染（4）在石油二次加工過程中，會使默寫催化劑中毒。石油中含硫化合物按性質可分為：活性硫化物：元素硫、硫化氫和硫醇等非活性硫化物：硫醚、二硫化物和吩噻活性硫化物對設備有強烈的腐蝕性。原油中的含硫化合物一般以硫醚類和吩噻類為主，原油中的硫元素和硫化氫含量極少，，硫化氫一般由原油中的硫化物受熱分解而產生的，硫化氫又被氧化成元素硫，所以原油中的元素硫和硫化氫并不一定都是原油本來就有的。石油中的氮含量一般比硫含量低，質量分數(shù)通常在0.05%-0.5%范圍內，石油中的氮多分布在400℃以上的重油中。石油中的含氮化合物對石油的催化加工和產品的使用性能都有不利的影響，使催化劑中毒失活，或引起石油產品的不安定性，易生成膠狀沉淀。1.含氮化合物堿性含氮化合物：砒啶、喹啉

非堿性含氮化合物：咔唑一般來說，原油中的堿性氮的含量占總含氮量的25%-30%左右。非堿性含氮化合物性質不穩(wěn)定，易被氧化和聚合，是導致石油二次加工油品顏色變深和產生沉淀的主要原因。堿性氮和非堿性氮在一定條件下可以相互轉化。含氮化合物類型3.含氧化合物石油中的含氧量一般在千分之幾的范圍內，只有個別石油含氧量可達2%-3%。如果石油在加工前或加工后長期暴露在空氣中，那么其含氧量就會大大增加。石油中的氧元素都是以有機含氧化合物的形式存在的，大致有兩種類型：

酸性含氧化合物：環(huán)烷酸、芳香酸和脂肪酸和酚類

中性含氧化合物：酮、醛和酯類

石油中含氧化合物以酸性含氧化合物為主，對設備有腐蝕性。4.膠質和瀝青

膠質是指原油中平均相對分子質量較大（300-100）的含有氧、氮、硫等元素的多環(huán)芳香烴化合物，呈半固態(tài)分散狀溶解于原油中，易溶于石油醚、潤滑油、汽油、氯仿等有機溶劑。瀝青：原油中的瀝青質的含量較少，一般<1%.瀝青質是一種高平均相對分子質量（ >1000），具有多環(huán)結構的暗褐色或深色或深黑色脆性的非晶體固體物質，不溶于酒精和石油醚，易溶于苯、氯仿、二硫化碳等。瀝青質含量增高時，原油質量變壞。就是把原油加熱使之溫度逐漸升高時，原油中所含的成分就會按照沸點由低到高，及按照分子的大小從小到大排著隊逐漸變成氣體。隨后再把他們泠凝成液體從蒸餾塔里流出來，這樣就可以按照沸點的高低把原油“切割”成若干部分，每一個部分成為餾分。任務五：掌握石油餾分組成注意：石油餾分并不是產品，石油產品必須滿足油品的規(guī)格要求。石油及產品的物理性質，是生產和科研中評定油品質量和控制加工過程的主要指標。在加工一種原油之前，首先要測定他的各種物理性質，如沸點范圍（餾分組成）、密度、黏度、凝點、閃點、殘?zhí)俊⒑蛄康?，稱為原油的評價實驗。任務六：石油及產品的物理性質1.蒸汽壓在一定溫度下，液體與其液面上方的蒸汽呈平衡狀態(tài)時，蒸汽所產生的壓力稱為飽和蒸汽壓，簡稱蒸汽壓。變現(xiàn)方法：A:氣化率為0時的蒸汽壓，稱為泡點蒸汽壓或真實蒸汽壓。B:雷德蒸汽壓：主要用于評價汽油的質量指標雷德蒸汽壓器（1）沸程（餾程）在一定外壓下，純液體的沸點為一定值；當液體為混合物時，其沸點隨著液體的不斷汽化而升高。定義：石油及產品都是復雜的混合物，在一定外壓下，油品的沸點不是某一個溫度點，而是一個溫度范圍，這個溫度范圍及沸點范圍稱沸程（或餾程）——恩式蒸餾裝置。2.沸程與平均沸點恩式蒸餾裝置測定過程：漿100ml（20℃）油品放入標準的蒸餾瓶中，按產品性質不同，控制不同的蒸餾操作升溫速度進行加熱，當當蒸餾裝置的冷凝管流出第一滴冷凝液時，的氣相溫度稱為初餾點。繼續(xù)加熱，其溫度不斷升高，冷凝不斷的流出，一次記錄下流出液達到10ml、20ml、···，90ml時的氣象溫度，稱為10%，20%···90%留出的溫度（回收溫度）。當氣相溫度到一定數(shù)值后，它就不再上升反而回落，這個最高氣相溫度稱為終餾點。蒸餾燒瓶底部最后一滴液體汽化的瞬間所測地的氣相溫度稱為干點，此時不考慮蒸餾燒瓶壁及溫度計上的任何液滴和液膜。由于終餾點一般在蒸餾燒瓶全部液體氣化后才出現(xiàn)，故與干點往往不同。有時也可根據(jù)產品規(guī)格要求，以98%或97.5%時的餾出溫度來表示終餾點。從初餾點到終餾點溫度范圍稱沸程或餾程（2）平均沸點石油餾分的平均沸點有五種:體積平均沸點，質量平均沸點，實分子平均沸點、立方平均沸點和中平均沸點。3.密度、相對密度和特性因數(shù)密度：在一定溫度下單位體積物質所含有的質量稱為密度，符號單位：Kg/m3相對密度：將t℃的油品的密度與4℃水的密度之比稱為油品的相對密度，常用特性因數(shù)：特性因數(shù)K是有品的平均沸點和相對密度的函數(shù)，其數(shù)學表達式：油品相對密度的測定——三種（1）比重計，精確度0.001（2）韋氏天平，精確度0.005（3）比重瓶，精確度0.00005

韋氏天平比重瓶4.平均相對分子質量評價油品流動性的指標，是油品尤其是潤滑油的重要指標之一。它表示液體流動時分子間摩擦而產生阻力的大小。石油餾分愈重則粘度愈大。5.黏度6.溶解性石油可以溶于多種有機溶劑，如氯仿、四氯化碳、硫化碳、苯、香精、醚等，在水里的溶解性很低當壓力不變時，烴在水中的溶解度隨溫度的升高而變大油品失去流動性的原因之一是由于其中所含蠟的影響，當溫度低于其溶解溫度時就可以從油中析出，使其失去流動性，此時的溫度稱為凝固點。高凝油（>40℃）常規(guī)由（>-10~<40℃）低凝油（<-10℃）我國凝固點：15~30℃7.凝固點與含蠟量含蠟量是指在常溫常壓下，原油中所含石蠟和地蠟總和的百分數(shù)。

我國石油含蠟量較高。8.低溫流動性油品通常在冬季、室外、高空等低溫條件下使用。

濁點：試油在規(guī)定條件下進行冷卻，在開始出現(xiàn)蠟的微小結晶?；虮е埃骨逦脑囉统尸F(xiàn)霧狀或混濁時的最高溫度。結晶點：試油到達濁點后繼續(xù)冷卻，知道用肉眼能看得到結晶體出現(xiàn)時的最高溫度。冰點：試油中出現(xiàn)結晶后（即達到結晶點后），在使其升溫，是原來形成的烴類結晶消失的最低溫度。傾點：試油在規(guī)定的實驗條件下冷卻，能夠流動的最低溫度。冷凝點：試油在規(guī)定的實驗條件下冷卻，在1min內開始不能通過363目過濾網(wǎng)20ml時的最高溫度。9.燃燒特性閃點：是指在規(guī)定條件下，加熱油品所一處的蒸汽和空氣形成的混合物，與火焰接觸發(fā)生瞬間閃火但隨之又熄滅時的最低溫度。45度以下的液體叫易燃體。閃點在45度以下叫做可燃液體。燃點:是指在規(guī)定條件下，當火焰靠近油品表面的油氣和空氣形成的混合物時，發(fā)生閃火并能持續(xù)燃燒至少5s以上時的最低溫度。自然點:無需引火，油品即可因劇烈的氧化而產生火焰自行燃燒時的最低溫度。發(fā)熱量：是指在標準狀態(tài)下，1Kg油品完全燃燒時放出的熱量，又稱為熱值，單位為1KJ/Kg熱值也有“體積熱值”之稱。10.石油產品的其他物理性質熔點低點和軟化點針入度伸長度苯胺點酸度和酸值含硫量膠質、瀝青質和蠟含量殘?zhí)?在殘?zhí)繙y定裝置的坩堝中將試油按規(guī)定的條件，加熱到試油蒸發(fā)分解而形成的焦黑色殘留物的量?；曳?高溫下不能揮發(fā)、灼燒的物質。機械雜質和水分1.石油燃料點燃式發(fā)動機燃料（即汽油發(fā)動機燃料）噴氣式發(fā)動機燃料（噴氣燃料）液化石油氣燃料鍋爐燃料

任務七：石油的主要產品2.潤滑油和潤滑脂從石油提煉的潤滑油約占總潤滑產品的95%以上。潤滑油和潤滑脂被用來減少基建之間的摩擦，保護機件以延長他們的使用壽命。潤滑脂：俗稱黃油，是潤滑劑加籌劃計支撐的固體或半流體，用于不一使用潤滑油的軸承，齒輪部位。3.石蠟、瀝青和石焦油4.溶劑和石油化工產品溶劑：香精、油脂、試劑、橡膠加工、涂料等工業(yè)。石油化工產品：有機合成工業(yè)的重要基本原料和中間體。任務八：原油分類方法

3.商品分類法類別APIo20℃相對密度輕質原油中質原油重質原油特重原油

>31.131.1～22.322.3～10<10<0.86610.8661～0.91620.9162～0.9968>0.9968

原油的商品分類法又稱工業(yè)分類法，是化學分類方法的補充。商品分類的根據(jù)很多，如分別按原油的密度、硫含量、氮含量、含蠟量和膠質含量分類等等。

國際石油市場常用以計價的標準，多用比重指數(shù)APIo分類和含硫量分類。第十二屆世界石油會議規(guī)定的原油分類標準。

任務九：原油的評價內容原油性質分析簡單評價常規(guī)分析綜合評價任務十：掌握原油加工方案的基本類型加工方案生產哪些產品采用何種加工過程基本類型市場需求經(jīng)濟效益投資力度原油特性原油綜合評價燃料型燃料-潤滑油型燃料-化工型內容因素確定依據(jù)原油加工流程是各種加工過程的組合，也稱為煉油廠總流程，按原油性質和市場需求不同，組成煉油廠的加工過程有不同形式，也可以復雜也可以簡單。根據(jù)生產的目的產品不同，原油加工方案有以下類型:加工方案

燃料型

燃料-潤滑油型

燃料-化工型

燃料-潤滑油-化工型

拔頭蒸餾常減壓蒸餾

1.燃料型加工方案這類加工方案的主要產品基本上都是燃料，如汽油、噴氣燃料、柴油等。除了生產部分重油燃料油外，減壓餾分油和減壓渣油通過各種輕質化過程轉化為各種輕質燃料，還可以生產燃料氣、芳烴和石油焦。原油常壓