石油及其产品的组成和性质.ppt

克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术第一节第一节 石油的一般性状及化学组成石油的一般性状及化学组成第二节第二节 石油及其产品的物理性质石油及其产品的物理性质 .克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术【教学目标】【教学目标】知识目标：知识目标：1、了解石油一般形状、元素组成、馏分组成和非烃类组成；、了解石油一般形状、元素组成、馏分组成和非烃类组成；2、了解石油及其产品的物理性质；、了解石油及其产品的物理性质；能力目标：能力目标：1、能进行石油及其产品物理性质的测定。、能进行石油及其产品物理性质的测定。2、能进行石油及其产品物理性质的计算及查图方法、能进行石油及其产品物理性质的计算及查图方法;3、能分析原油及其产品中各种元素、烃类或非烃类化合物的存在，、能分析原油及其产品中各种元素、烃类或非烃类化合物的存在，对其产品质量的影响；对其产品质量的影响；.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术第一节第一节 石油的一般性状及化学组成石油的一般性状及化学组成主要内容主要内容石油的石油的一般性状一般性状石油的石油的元素组成元素组成石油及石油馏分石油及石油馏分的烃类组成的烃类组成石油中的石油中的非烃类化合物非烃类化合物.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术一、石油的一般性状一、石油的一般性状石油主要是由碳氢化合物组成的复杂混合物。石油主要是由碳氢化合物组成的复杂混合物。外观：外观：淡黄淡黄黑色，流动或半流动的粘稠液体。如：我黑色，流动或半流动的粘稠液体。如：我国四川盆地开采出来的原油是黄绿色，玉门原油是黑褐色国四川盆地开采出来的原油是黄绿色，玉门原油是黑褐色的，大庆原油则为黑色。的，大庆原油则为黑色。相对密度：相对密度：相对密度一般小于相对密度一般小于1 1，绝大多数原油的相对密，绝大多数原油的相对密度为度为0.80.80.98,0.98,属重质原油。属重质原油。含硫量：含硫量：我国原油一般含硫量较低，大部分含硫量为我国原油一般含硫量较低，大部分含硫量为0.12%0.12%1.83%1.83%，只有胜利原油的含硫量稍高。，只有胜利原油的含硫量稍高。.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术 氧化铝吸附色谱的分析数据氧化铝吸附色谱的分析数据表表1-1 我国部分油田原油的某些性质我国部分油田原油的某些性质.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术表表1-2 我国主要原油的一般性质我国主要原油的一般性质.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术表表1-3 国外部分原油的一般性质国外部分原油的一般性质.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术二、石油的元素组成二、石油的元素组成1.1.主要元素：主要元素：C C、H H、O O、N N、S S 五种。五种。C、H 占占 95%99%(C 83%87%,H 11%14%)S、O、N 及微量元素总共不过及微量元素总共不过 1%4%,但也有除外但也有除外(美美国加利福尼亚国加利福尼亚N 1.42.2%)。2.2.微量元素：微量元素：金属元素：金属元素：V Ni Cu Pb Ca Ti Mg Na Co锌等。锌等。非金属元素：非金属元素：Cl Si P AS 等。等。微量元素微量元素 总共不超过总共不超过 0.02%0.03%，约约30余种。余种。.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术表表1-4 某些石油的元素组成某些石油的元素组成.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术表表1-5 国内外部分原油的硫、氮元素含量国内外部分原油的硫、氮元素含量.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术三、石油及其石油馏分的烃组成三、石油及其石油馏分的烃组成1.石油的馏分组成石油的馏分组成原油是一个多组分的复杂混合物，必须对原油进行分馏。原油是一个多组分的复杂混合物，必须对原油进行分馏。分馏：分馏：就是按照组分沸点的差别将原油就是按照组分沸点的差别将原油“切割切割”成若干成若干“馏分馏分”，每，每个馏分的沸点范围简称为个馏分的沸点范围简称为馏程馏程或或沸程沸程。馏分：馏分：原油经分馏后馏出的部分，馏分还是一个混合物，只是组原油经分馏后馏出的部分，馏分还是一个混合物，只是组分数目比原油少。分数目比原油少。例如例如:馏分馏分 沸程沸程 航空煤油航空煤油 150 280 灯用煤油灯用煤油 200 300 轻柴油轻柴油 200 350 .克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术从常压蒸馏开始馏出的温度从常压蒸馏开始馏出的温度(初馏点初馏点)到到200(200(或或180)180)之之间的轻馏分间的轻馏分称为汽油馏分称为汽油馏分(也称轻油或石脑油馏分也称轻油或石脑油馏分)。常压蒸馏常压蒸馏200(200(或或180)180)350350之间的中间馏分称为之间的中间馏分称为煤柴煤柴油馏分或称常压瓦斯油油馏分或称常压瓦斯油。简称：简称：AGO AGO（atmospheric gas oilatmospheric gas oil）将相当于常压下将相当于常压下350350500500的高沸点馏分称为的高沸点馏分称为减压馏分或减压馏分或称润滑油馏分或称减压瓦斯油。称润滑油馏分或称减压瓦斯油。简称：简称：VGO VGO（vacuum gas oilvacuum gas oil）减压蒸馏后残留的减压蒸馏后残留的500500的馏分称为的馏分称为减压渣油减压渣油。简称：简称：VR VR（vacuum residuevacuum residue）将常压蒸馏后将常压蒸馏后350350的馏分称为的馏分称为常压渣油或常压重油常压渣油或常压重油。简称：简称：AR AR（atmospheric residueatmospheric residue）.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术表表1-6 国内外部分原油的馏分组成国内外部分原油的馏分组成.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术2.2.石油的烃类组成石油的烃类组成石油石油烃类烃类非烃类非烃类烷烃烷烃环烷烃环烷烃芳香烃芳香烃含硫、氮、氧化合物含硫、氮、氧化合物胶质胶质沥青质沥青质烃类：烃类：由碳、氢两种元素组成的化合物。由碳、氢两种元素组成的化合物。非烃类：非烃类：碳、氢与其它元素组成的化合物。碳、氢与其它元素组成的化合物。.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术（1 1）烷烃：）烷烃：（高达（高达50%50%70%70%；低到；低到10%10%15%15%）性能：性能：化学性质不活泼；但加热、催化剂作用、光能的条化学性质不活泼；但加热、催化剂作用、光能的条件下能起卤化、磺化、氧化及裂解等反应。件下能起卤化、磺化、氧化及裂解等反应。存在形式存在形式：气态气态 C C1 1 C C4 4 石油气体中。石油气体中。液态液态 C C5 5 C C1515 汽、煤、柴、馏分中。汽、煤、柴、馏分中。固态固态 C C1616以上以上 溶解或结晶状存在于石油高沸点溶解或结晶状存在于石油高沸点 馏分中。馏分中。类型：类型：正构烷烃正构烷烃 石蜡基原油中正构烷烃含量很高。石蜡基原油中正构烷烃含量很高。异构烷烃异构烷烃 大多是两个或三个甲基的衍生物。大多是两个或三个甲基的衍生物。含量：含量：正构烷烃正构烷烃 异构烷烃异构烷烃 .克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术石油中的固态烃石油中的固态烃蜡蜡 石蜡石蜡板状结晶板状结晶 性能：性能：分子量：分子量：300 300500500 分子中的碳原子数：分子中的碳原子数：20 203535 相对密度相对密度 ：0.86 0.860.940.94 熔点：熔点：30 3070 70 软蜡软蜡(熔点低于熔点低于45)45)中等熔点的蜡中等熔点的蜡(熔点熔点454550)50)硬蜡硬蜡(熔点熔点505070)70).克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术地蜡地蜡针状结晶针状结晶性能性能:q分子量：分子量：500 500700700q分子中的碳数：分子中的碳数：35 355555q熔点：熔点：69 6990 90 q相对密度相对密度 、黏度比石蜡高、黏度比石蜡高 q化学性质比石蜡活泼，化学性质比石蜡活泼，100 100 下与发烟硫酸反应。下与发烟硫酸反应。.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术性质：性质：稳定较强稳定较强 存在形式：存在形式：环戊烷、环己烷及同系物，主要集中在低沸点的馏分中。环戊烷、环己烷及同系物，主要集中在低沸点的馏分中。R R 双环和多环环烷烃双环和多环环烷烃 特殊结构的双环环烷烃特殊结构的双环环烷烃 三环和稠环烃类：主要存在在高沸点的馏分中三环和稠环烃类：主要存在在高沸点的馏分中（2 2）环烷烃）环烷烃.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术（3 3）芳香烃）芳香烃 R比烷烃与环烷烃含量少，平均含量为比烷烃与环烷烃含量少，平均含量为10%20%存在形式：存在形式：含一个苯系含一个苯系 双环芳香烃双环芳香烃 （CH2）n 三环稠合芳香烃三环稠合芳香烃 四环芳香烃四环芳香烃.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术3.3.石油馏分的烃类组成表示方法石油馏分的烃类组成表示方法（1 1）单体烃组成表示方法）单体烃组成表示方法 单体烃组成是表明石油及其馏分中每一种烃的含量。目单体烃组成是表明石油及其馏分中每一种烃的含量。目前单体烃组成表示法一般还只限于阐述石油气及石油低沸前单体烃组成表示法一般还只限于阐述石油气及石油低沸点馏分。点馏分。（2 2）族组成表示方法）族组成表示方法 所谓所谓“族族”就是化学结构相似的一类化合物。就是化学结构相似的一类化合物。一般对于汽油馏分的分析以，可用烷烃、环烷烃、芳香烃一般对于汽油馏分的分析以，可用烷烃、环烷烃、芳香烃的含量来表示。的含量来表示。对于煤油、柴油及减压馏分的分析，可采用液固色谱法和对于煤油、柴油及减压馏分的分析，可采用液固色谱法和质谱分析法。质谱分析法。对于减压渣油，目前一般是用溶剂处理及液相色谱法将减对于减压渣油，目前一般是用溶剂处理及液相色谱法将减压渣油分成饱和分、芳香分、胶质、沥青质四个组分。压渣油分成饱和分、芳香分、胶质、沥青质四个组分。.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术 （3 3）结构族组成）结构族组成 结构族组成就是确定复杂分子混合物中这些结构单元结构族组成就是确定复杂分子混合物中这些结构单元的含量，而不是研究在分子中这些结构单元的结合方式。的含量，而不是研究在分子中这些结构单元的结合方式。方法：把整个石油馏分看成是由某种方法：把整个石油馏分看成是由某种“平均分子平均分子”所所组成。馏分结构族组成情况，用组成。馏分结构族组成情况，用“平均分子平均分子”上的环数或上的环数或碳原子在某一结构单元上的百分数来表示。其中碳原子在某一结构单元上的百分数来表示。其中C CA A%、C CN N%、C CP P%、R R T T 、R R A A、R R N N均对平均分子而言。均对平均分子而言。.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术 石油馏分一些物理常数与族组成的关系石油馏分一些物理常数与族组成的关系 芳香烃芳香烃 环烷烃环烷烃 烷烃烷烃 折射率折射率 n与相对密度与相对密度d随着环数和碳原子数增高而增大随着环数和碳原子数增高而增大。结构族组成求定方法：利用结构族组成求定方法：利用查图和计算均可得到（利用查图和计算均可得到（利用P 1321 表表 2-9，图，图 2-1 2-8）适用范围：适用范围：a.a.M M200 200 不含不饱和烃不含不饱和烃 b.b.R R T T 4 4，R R N N 2 2，C CN N 75%75%c.c.C CA A/C/CN N 1.5 1.5d.d.S 2%,N 0.5%,O 0.5%S 2%,N 0.5%,O 0.5%我国原油直馏馏分油基本上均能适应。我国原油直馏馏分油基本上均能适应。结构族组成求定方法结构族组成求定方法 ：ndMndM.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术 石油中间馏分及高沸馏分的结构族组成测定石油中间馏分及高沸馏分的结构族组成测定n-d-M法法 由于烃类的物性与其结构单元密切相关，因此由于烃类的物性与其结构单元密切相关，因此利用物理常数来测定石油馏分的结构族组成的方法，利用物理常数来测定石油馏分的结构族组成的方法，其中最常用的是其中最常用的是n-d-Mn-d-M法。在实际应用中，只要测法。在实际应用中，只要测定石油的中间馏分或高沸馏分的密度定石油的中间馏分或高沸馏分的密度(d)(d)、折射率、折射率(n)(n)和平均相对分子质量和平均相对分子质量(M)(M)可利用图查得可利用图查得C CA A%、C CN N%、C CP P%、R R T T 、R R A A、R R N N的值。的值。.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术图图2-1 n-d-M2-1 n-d-M法求法求%C%CA A列线图（列线图（2020）.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术图图2-2 n-d-M2-2 n-d-M法求法求%C%CR R列线图（列线图（2020）.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术图图2-3 n-d-M2-3 n-d-M法求法求R RA A列线图（列线图（2020）.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术图图2-4 n-d-M2-4 n-d-M法求法求R RT T列线图（列线图（2020）.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术图图2-5 n-d-M2-5 n-d-M法求法求%C%CA A列线图（列线图（7070）.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术图图2-6 n-d-M2-6 n-d-M法求法求%C%CR R列线图（列线图（7070）.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术图图2-7 n-d-M2-7 n-d-M法求法求R RA A列线图（列线图（7070）.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术图图2-8 n-d-M2-8 n-d-M法求法求R RT T列线图列线图（7070）.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术 石油重油的结构族组成测定石油重油的结构族组成测定密度法密度法 对于重油或渣油，已超出了对于重油或渣油，已超出了ndMndM法的适用范围，可以采法的适用范围，可以采用密度法测定其结构参数。烃类密度与其结构有密切联系，在用密度法测定其结构参数。烃类密度与其结构有密切联系，在相对分子质量相近的情况下，不同类型烃类其密度不同，因而相对分子质量相近的情况下，不同类型烃类其密度不同，因而可用密度来关联油样的化学结构。可用密度来关联油样的化学结构。当直接取得试样的密度值有困难时，可用下列经验公式从当直接取得试样的密度值有困难时，可用下列经验公式从氢含量氢含量(%H)(%H)计算其近似值：计算其近似值：.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术4.4.汽油馏分的烃类组成汽油馏分的烃类组成 汽油汽油：是沸点低于：是沸点低于200200的馏分，分子量约为的馏分，分子量约为8080140140。直馏汽油：直馏汽油：天然石油直接蒸馏所得到的汽油称为直馏汽油。天然石油直接蒸馏所得到的汽油称为直馏汽油。（1 1）直馏汽油馏分的单体烃组成）直馏汽油馏分的单体烃组成 见下表见下表1-71-7 所列为所列为4 4种原油的直馏汽油中主要单体烃。种原油的直馏汽油中主要单体烃。（2 2）直馏汽油的族组成）直馏汽油的族组成.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术表表1-7 4种原油直馏汽油中主要的单体烃种原油直馏汽油中主要的单体烃.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术续表续表.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术表表1-8 汽油馏分的烃组成汽油馏分的烃组成(重重%)(%)(色谱法色谱法).克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术5.5.煤油、柴油馏分的烃类组成煤油、柴油馏分的烃类组成表表1-9 中间油馏分族组成分析中间油馏分族组成分析(色谱法色谱法).克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术表表1-10 1-10 中间馏分结构族组成中间馏分结构族组成 ndM ndM 法法.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术烃类型烃类型 C 20C 36 左右的正构、异构烷烃；左右的正构、异构烷烃；单环到四环甚至多于四环的芳烃；并含有环数不等的单环到四环甚至多于四环的芳烃；并含有环数不等的环烷烃，以稠合型为主。环烷烃，以稠合型为主。单环到六环甚至高于六环带有环戊烷和环己烷的环烷单环到六环甚至高于六环带有环戊烷和环己烷的环烷烃，以稠合类型为主；烃，以稠合类型为主；6.6.高沸点馏分油的烃类组成高沸点馏分油的烃类组成.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术表表1-11 高沸点馏分（高沸点馏分（-30 脱蜡脱蜡）的烃组成）的烃组成族组成和结构族组成族组成和结构族组成.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术表表1-12 高沸点馏分（高沸点馏分（-30 脱蜡脱蜡）的烃组成）的烃组成.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术 S、O、N 在石油中占在石油中占1%，其化合物含量高达，其化合物含量高达1020%1.含硫化合物含硫化合物（1）评价原油的指标评价原油的指标 高硫石油高硫石油 2%低硫石油低硫石油 0.5%含硫石油含硫石油 0.52%（2）存在形态）存在形态 分解产物（分解温度分解产物（分解温度120 ）S、H2S H2S+O2（空气）（空气）S+H2O 转化转化 S+石油烃类石油烃类 H2S200250四四 石油中的非烃化合物石油中的非烃化合物.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术 RSH：沸点较相应的醇类较低。：沸点较相应的醇类较低。RSH在低沸点的馏分中含量较多，在低沸点的馏分中含量较多，不溶于水。不溶于水。CH3SH、C2H5SH 有特殊的臭味。空气中含量达有特殊的臭味。空气中含量达 2.210-12 g/m3嗅嗅觉可以感觉到。觉可以感觉到。活性硫化物：活性硫化物：SH2S、RSH 2C4H9SH C4H9SC4H9+H2S C4H9SH C4H8+H2S 2C3H7SH C3H7SSC3H7+H2O RSH +NaOH RSNa +H2O RSR：轻组分和中间馏分含量为：轻组分和中间馏分含量为5070%，高沸点馏分中，高沸点馏分中 可达可达 70%。.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术 形式：形式：环烷烃基环烷烃基 芳香基芳香基 S 性能：性能：对金属无腐蚀作用对金属无腐蚀作用 中性液体中性液体 易溶解在硫酸中易溶解在硫酸中 与卤代烷、金属卤化物、氟化氢生成络合物与卤代烷、金属卤化物、氟化氢生成络合物 400500 以上分解以上分解 芳香硫醚和环硫醚热稳定性高芳香硫醚和环硫醚热稳定性高 有催化剂存在的条件下，在有催化剂存在的条件下，在 300450条件下可发生分解条件下可发生分解 反应反应。分解产物为。分解产物为 H2S、RSH、烃类。、烃类。AlBr3、SnCl4、TiCl4、HgCl2.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术已分离出的部分环硫醚：已分离出的部分环硫醚：单环硫醚单环硫醚 S S 双环硫醚双环硫醚 R R R S S S 三环硫醚三环硫醚 S S S.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术腐蚀设备腐蚀设备 H2S与水共存形成盐酸与铁发生反应。与水共存形成盐酸与铁发生反应。MgCl2、CaCl2水解反应，产物为水解反应，产物为 HCl。MgCl2+H2O=Mg（OH）2+2 HClH2S与与HCl 协同作用。协同作用。Fe+H2S=FeS+H2 FeS+2 HCl=FeCl2+H2SS 高温腐蚀：高温腐蚀：Fe+S=FeS (350400)硫醇的腐蚀：硫醇的腐蚀：2RSH+Fe=(RS)2Fe+H2SO2、SO3遇水汽形成遇水汽形成 H2SO4 硫化物分解产物硫醇、硫化氢等并与铁发生反应硫化物分解产物硫醇、硫化氢等并与铁发生反应 燃烧燃料产物燃烧燃料产物 为为SO2、SO3、H2S。这些物质溶于水形成酸并与。这些物质溶于水形成酸并与铁铁 发生反应。发生反应。含硫化合物对石油加工及产品应用的影响含硫化合物对石油加工及产品应用的影响.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术催化剂中毒催化剂中毒 影响产品质量影响产品质量 汽油感铅性变坏汽油感铅性变坏 油的安定性变坏油的安定性变坏 油品产生异味油品产生异味污染环境污染环境,对人类造成威胁对人类造成威胁.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术 石油中的含氧量一般在千分之几。石油中的含氧量一般在千分之几。分类分类 酸性氧化物酸性氧化物 环烷酸、脂肪酸、酚类等环烷酸、脂肪酸、酚类等 中性氧化物中性氧化物 醛、酮、脂类等醛、酮、脂类等 石油酸石油酸 环烷酸环烷酸 约占石油酸的约占石油酸的90%我国原油含氮情况我国原油含氮情况较少较少 石蜡基原油环烷酸含量较少石蜡基原油环烷酸含量较少 中间基和环烷基石油的环烷酸含量相对较多中间基和环烷基石油的环烷酸含量相对较多2.2.含氧化合物含氧化合物.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术分布规律：分布规律：大部分集中在大部分集中在250400，低与高馏份都较少。，低与高馏份都较少。存在形式存在形式：C6C10 环戊烷的衍生物环戊烷的衍生物 C12 以上以上 环戊烷、环己烷环戊烷、环己烷 C19C23 双环或多环、芳香和环烷混合环双环或多环、芳香和环烷混合环 性质：性质：d 4 2020 =0.9351.02物理性质：物理性质：难挥发的油状物难挥发的油状物 有强烈的臭味有强烈的臭味 不溶于水易溶于油品、苯、醇、乙醚等有机溶剂不溶于水易溶于油品、苯、醇、乙醚等有机溶剂 分子量升高，黏度提高、色重、酸值降低分子量升高，黏度提高、色重、酸值降低.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术存在形式：存在形式：碱性碱性 300 350，渣油中占，渣油中占1/3 吡啶吡啶 喹啉喹啉 异喹啉异喹啉 氮杂蒽氮杂蒽 氮杂菲氮杂菲 等等 非碱性非碱性在在500 渣油中占大部分渣油中占大部分 N N N N H H H H 吡咯吡咯 吲哚吲哚 咔唑咔唑 苯并咔唑苯并咔唑 3.含氮化合物含氮化合物.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术（1）分类：）分类：A.油焦质油焦质不溶于不溶于CS2、CCl4、C6H6及低分子量（及低分子量（C5C7）烷烃的物质；烷烃的物质；B.碳青质碳青质溶于溶于CS2，不溶于，不溶于CCl4、C6H6以及低分子以及低分子 量（量（C5C7）烷烃；）烷烃；C.沥青质沥青质溶于溶于CS2、CCl4、C6H6不溶于低分子量烷烃（不溶于低分子量烷烃（C5C7）；D.可溶质可溶质溶于溶于CS2、CCl4、C6H6，以及低分子量（，以及低分子量（C5C7）烷烃。）烷烃。饱和分饱和分 芳香分芳香分 胶质分胶质分 石油中的胶状、沥青状物质：石油中的胶状、沥青状物质：胶质和沥青质是基本成分。胶质和沥青质是基本成分。4.4.胶状和沥青状物质胶状和沥青状物质.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术性质及分布性质及分布：褐色或黑色脆性无定形固体褐色或黑色脆性无定形固体；相对密度高于胶质相对密度高于胶质；分子量大约分子量大约20006000 ；焦碳焦碳 加热不熔解，但在加热不熔解，但在300 下分解下分解 气态产物气态产物 液态产物液态产物 没有挥发性没有挥发性；在低分子石油产品中形成胶体溶液在低分子石油产品中形成胶体溶液；H/C比为比为1.11.3，芳香度芳香度 0.40.6；全部沥青集中在减压渣油中。全部沥青集中在减压渣油中。石油中的沥青质石油中的沥青质.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术五、渣油五、渣油我国原油减压渣油中的碳含量一般在我国原油减压渣油中的碳含量一般在85%87%之间，氢含量一般在之间，氢含量一般在11%12%之间。之间。就氢碳原子比而言，我国多数减压渣油为就氢碳原子比而言，我国多数减压渣油为1.6左右。左右。减压渣油的平均相对分子质量大多在减压渣油的平均相对分子质量大多在1000左右。左右。减压渣油性质的另一特点是金属含量一般不高，减压渣油性质的另一特点是金属含量一般不高，并且我国绝大多数减压渣油中镍含量远大于钒含并且我国绝大多数减压渣油中镍含量远大于钒含量。镍钒一般都大于量。镍钒一般都大于10。与国外减压渣油相比，我国减压渣油的收率偏高，与国外减压渣油相比，我国减压渣油的收率偏高，一般占原油的一般占原油的40%50%。.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术我国主要原油减压渣油（我国主要原油减压渣油（500500）性质）性质.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术国外部分原油减压渣油的性质国外部分原油减压渣油的性质.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术减压渣油的化学组成减压渣油的化学组成.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术第二节第二节 石油及其产品的物理性质石油及其产品的物理性质一、蒸汽压一、蒸汽压二、馏分组成与平均沸点二、馏分组成与平均沸点三、密度和相对密度三、密度和相对密度四、特性因数四、特性因数五、平均分子量五、平均分子量六、粘度和粘温性质六、粘度和粘温性质七、临界性质、压缩因数和偏心因数七、临界性质、压缩因数和偏心因数八、热性质八、热性质九、其它物理性质九、其它物理性质.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术一、蒸汽压一、蒸汽压1 1、定义：、定义：指在某一温度下液体与液面上的蒸汽成平衡状指在某一温度下液体与液面上的蒸汽成平衡状态，这时蒸汽所产生的压力称为饱和蒸汽压简称蒸汽压。态，这时蒸汽所产生的压力称为饱和蒸汽压简称蒸汽压。2 2、物理意义：、物理意义：蒸汽压的高低表明了液体气化或蒸发的能蒸汽压的高低表明了液体气化或蒸发的能力，蒸汽压越高表明液体越容易气化。力，蒸汽压越高表明液体越容易气化。3 3、影响石油馏分蒸汽压的因素：、影响石油馏分蒸汽压的因素：（1 1）液体的温度）液体的温度 液体的温度越高，摩尔汽化热越小，蒸汽压越高。液体的温度越高，摩尔汽化热越小，蒸汽压越高。（2 2）石油馏分的组成）石油馏分的组成 馏分越重、蒸汽压越低。馏分越重、蒸汽压越低。.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术4 4、测定石油馏分蒸汽压的方法、测定石油馏分蒸汽压的方法（1 1）真实蒸汽压（泡点蒸汽压）：）真实蒸汽压（泡点蒸汽压）：工艺计算中常用的，工艺计算中常用的，汽化率为零时汽化率为零时的蒸汽压。的蒸汽压。（2 2）雷德（饱和）蒸汽压：规定在）雷德（饱和）蒸汽压：规定在3838，汽油与汽油蒸汽在测定，汽油与汽油蒸汽在测定 体积比为体积比为1 1：4 4的条件下，测出汽油蒸汽最大的压力。的条件下，测出汽油蒸汽最大的压力。雷德法是目前全世界普遍用来测定液体燃料蒸汽压的标准方法。雷德法是目前全世界普遍用来测定液体燃料蒸汽压的标准方法。5 5、应用、应用计算平衡条件下气液组成计算平衡条件下气液组成 不同压力下的沸点换算不同压力下的沸点换算 分离、冷冻、分离、冷冻、压缩过程和天然气液化的计算（烃的液化条件）压缩过程和天然气液化的计算（烃的液化条件）.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术二、馏分组成与平均沸点二、馏分组成与平均沸点 1.1.沸程与馏分组成沸程与馏分组成（1 1）沸点：对于纯化合物在一定外压下，当加热）沸点：对于纯化合物在一定外压下，当加热达到某一温时，其饱和蒸汽压于外压相等，此时达到某一温时，其饱和蒸汽压于外压相等，此时汽化在汽液界面及液体内部同时进行，这一温度汽化在汽液界面及液体内部同时进行，这一温度称为沸点。称为沸点。在外压一定时，沸点是一恒定值：在外压一定时，沸点是一恒定值：1atm下下 水水 Tb =100 乙醇乙醇 Tb =78.4 苯苯 Tb =80.1.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术（2 2）沸程：）沸程：油品的沸点范围。沸程表征其蒸发及气化性能。油品的沸点范围。沸程表征其蒸发及气化性能。（3 3）馏分）馏分：某一温度范围内，蒸馏出的馏出物。：某一温度范围内，蒸馏出的馏出物。窄馏分：沸点范围窄的馏分。窄馏分：沸点范围窄的馏分。200 200245 245 宽馏分：沸点范围宽的馏分。宽馏分：沸点范围宽的馏分。200 200345345 （4）油品的沸程）油品的沸程 汽油汽油 40 200 灯用煤油灯用煤油 180 300 轻柴油轻柴油 200 300 喷气燃料喷气燃料 130 240 重柴油重柴油 250 350 重质燃料油重质燃料油 520 润滑油润滑油 350 520 .克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术2 2、测量沸程的方法：恩氏（、测量沸程的方法：恩氏（Engler)Engler)蒸馏装置蒸馏装置加热炉加热炉蒸馏瓶蒸馏瓶温度计温度计冷凝器冷凝器量筒量筒10080206040冷水冷水.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术（1 1）初馏点初馏点：第一滴溜出液从冷凝管滴入量筒时第一滴溜出液从冷凝管滴入量筒时 的气相温度。的气相温度。（2 2）终馏点（干点）终馏点（干点）：蒸馏到所能达到的最高气蒸馏到所能达到的最高气 相温度。相温度。（3 3）残留物：残留物：蒸馏完毕后烧瓶中剩余的物质。蒸馏完毕后烧瓶中剩余的物质。（4 4）馏分组成：馏分组成：蒸馏温度与馏出量（体积百分数）蒸馏温度与馏出量（体积百分数）之间的关系。之间的关系。.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术3 3、恩氏蒸馏曲线、恩氏蒸馏曲线 将恩氏蒸馏所得的初馏点及各馏出温度为将恩氏蒸馏所得的初馏点及各馏出温度为纵坐标纵坐标，以相，以相应的馏出体积百分数为应的馏出体积百分数为横坐标横坐标，绘制成的曲线称为，绘制成的曲线称为恩氏蒸恩氏蒸馏曲线。馏曲线。7010 20 30 40 50 60080 90 100(体积）体积）%20406080100120140160180馏出温度，馏出温度，.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术4.4.平均沸点平均沸点 （1）体积平均沸程）体积平均沸程求其它难测定值求其它难测定值 由恩氏蒸馏的由恩氏蒸馏的10%、30%、50%、70%、90%五个馏出五个馏出温度求得。温度求得。（2）重量平均沸点）重量平均沸点求真临界温度求真临界温度 .克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术 4、实分子平均沸点、实分子平均沸点求假临界温度和偏心因子。求假临界温度和偏心因子。5、中平均沸点、中平均沸点求油品氢含量、特性因素、假临界压力、求油品氢含量、特性因素、假临界压力、燃烧热和平均分子量等。燃烧热和平均分子量等。3、立方平均沸点、立方平均沸点求特性因数和运动粘度求特性因数和运动粘度。K.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术三、密度和相对密度三、密度和相对密度1 1、密度、密度 定义：定义：物质单位体积的质量；物质单位体积的质量；单位：单位：g/g/3 3,/m/m3 3 石油产品的标准密度石油产品的标准密度：油品在：油品在20 20 时的密度，用时的密度，用2020表示表示2 2、相对密度、相对密度 定定义义：油油品品在在tt下下的的密密度度与与44下下水水的的密密度度之之比比，是无因次。用是无因次。用d d4 4t t表示。表示。我国常用的相对密度是：我国常用的相对密度是：国外常用的相对密度是：国外常用的相对密度是：欧美各国常用比重指数表示：欧美各国常用比重指数表示：d420d15.615.6API0.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术表表1-13 1-13 原油及石油产品的相对密度原油及石油产品的相对密度大大.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术4、液体相对密度与温度的关系、液体相对密度与温度的关系 T 升高，升高，V 增大，密度相对密度减少，反之增大。增大，密度相对密度减少，反之增大。3 3、相对密度的换算、相对密度的换算API0=141.5-131.5=-d-ddd可以通过表可以通过表 1-1 1-1 查得查得.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术 5 5、油品的密度与组成的关系、油品的密度与组成的关系 同一原油，沸点同一原油，沸点 ，分子变大，密度，分子变大，密度 同一馏程的两种原油的馏分油，密度相差较大同一馏程的两种原油的馏分油，密度相差较大 石蜡基原油密度（大庆）石蜡基原油密度（大庆）环烷基原油的密度（羊三木）环烷基原油的密度（羊三木）碳原子数相同而结构不同的烃其密度不同碳原子数相同而结构不同的烃其密度不同 烷烃烷烃 环烷烃环烷烃 芳香烃芳香烃 胶质含量高，相对密度大。胶质含量高，相对密度大。.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术 属性相近两种油属性相近两种油具有加和性具有加和性 属性相差较大两种油属性相差较大两种油考虑过剩分子体积考虑过剩分子体积 高粘度油品高粘度油品 d d混混 =v=v1 1d d1 1+v+v2 2d d2 2+v vi id di i 6 6、混合油品的相对密度、混合油品的相对密度.克克拉拉玛玛依依职职业业技技术术学学院院 石石油油加加工工生生产产技技术术 用于常压炉辐射管、转油线、加氢精制反应器等处的设计计算用于常压炉辐射管、转油线、加氢精制反应器等处的设计计算式中：式中：G混混气液混合物的质量流率气液混合物的质量流率 公斤公斤/hrG气、气、G液液 分别为气相和液相的质量流率分别为气相和液相的质量流率 公斤公斤/hr气、气、液液 分别为气相和液相的密度分别为气相和液相的密度