石油馏分在一温度范围内蒸馏出的石油组分.docx
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石油馏分在一温度范围内蒸馏出的石油组分
第二章
1、石油馏分在必然温度范围内蒸馏出的石油组分,称为石油馏分。
温度范围较宽称为宽馏分,温度范围较窄(≤30℃)馏程或沸程石油馏分的沸点范围称为馏程。
2、直馏分:
原油通过直接分馏取得的产物,称为直馏分。
3、说明:
1)各馏分仍然是混合物
(2)馏分还不是石油产品(3)同一馏分可加工成不同产品
沸点范围/℃
馏分名称
≤200(180)
汽油馏分(低沸点馏分),
轻油或石脑油
200(180)~350
煤、柴油馏分(中间馏分),常压瓦斯油
350~500
减压馏分(润滑油馏分),
减压瓦斯油
>500
减压渣油
4、我国原油的特点
✓单从相对密度看,我国原油属于较重原油,石蜡基原油多。
(石蜡基原油多)
✓我国原油的凝点和蜡含量均较高,庚烷沥青质含量较低(多数原油含蜡量多,凝点高)
✓我国大部份原油的S含量都很低,可是含N都偏高(除孤岛、成功原油外,其它原油含硫量较低)
✓我国原油中的汽油馏分含量低、渣油含量高(多数原油轻质油含量均较少)
五、原油的分类:
一、特性因数分类
1、特性因数的概念
表示原油的相对密度、平均沸点与其化学组成之间之间存在必然关系的数值。
(1)石蜡基原油特性因数K>
一样含烷烃量超过50%,含蜡量较高,密度小,凝点高,含硫、含胶质量低。
汽油辛烷值较低,柴油十六烷值较高,并可制得粘温性质好的润滑油,大庆原油是典型的石蜡基原油。
(2)环烷基原油特性因数K=~
密度较大,凝点低,所产汽油含有较多的环烷烃,辛烷值较高,柴油的十六烷值较低,润滑油的粘温性质差。
环烷基原油中的重质原油,含有大量胶质和沥青质,可生产高质量沥青,孤岛原油确实是属于环烷基原油。
(3)中间基原油特性因数K=~
性质介于二者之间。
二、关键馏分特性分类
1、切割关键馏分
①第一关键馏分:
将原油在分馏装置上进行常压蒸馏得250~275℃馏出物;
②第二关键馏分:
残余的油用不带填料的蒸馏瓶,在减压进行减压蒸馏,取得275~300℃馏分。
三、按含硫量分类
(1)低S原油含S量<%
(2)含S原油含S量=~%(3)高S原油含S量>%
在我国成功、孤岛原油属含硫原油,其余属低硫原油。
四、按原油相对密度分类
(1)轻质原油相对密度d420<。
含汽油、煤油、柴油等轻质馏分高,含硫、胶质较少。
(2)中质原油相对密度d420=~
(3)重质原油相对密度d420>。
含轻馏分和蜡都较少,而含硫、氮、氧及胶质较多。
成功、孤岛原油属重质原油,大港原油为中质原油,其他均属轻质原油。
五、按原油的含蜡量分类
(1)低蜡原油含蜡~%
(2)含蜡原油含蜡~10%(3)高蜡原油含蜡>10%
六、几大油田原油特点
一、大庆原油
1、大庆原油的归类。
按关键馏分特性分类法分类,属于低硫石蜡基原油。
2、大庆原油的特点
含蜡多,凝点高,含硫少,汽油馏分较少。
胶质沥青质含量低,不能直接生产沥青产品。
3、其产品的特点
(1)汽油的抗爆性能差,辛烷值低。
(2)柴油的燃烧性能好,十六烷值高,但凝点较高,低温流动性差。
(3)润滑油的粘温性能好。
二、成功原油
1、成功原油的归类
按关键馏分特性分类法分类,属于含硫中间基原油。
2、成功原油的特点
密度大,粘度高,含硫量较高,含胶质、沥青质较多,可生产道路沥青。
3、其产品的特点
(1)汽油、煤油、柴油的性质不如大庆原油,需精制。
(2)油品的贮存安宁性差,容易氧化变质。
(3)润滑油的粘温性差,难以生产高粘度的柴油机油。
一样不用成功原油制备润滑油。
7、非烃化合物:
含S、O、N化合物和胶质(resin)、沥青质(asphaltene)。
注意:
石油中的烃类和非烃类存在于石油的全馏分中,对任何一种原油而言,随其沸程(或馏程)↑,烃类含量将慢慢↓,而非烃类含量将慢慢↑。
八、石油气体和石油馏分的烃类组成
石油气体:
组成特点依照其来源不同而不同。
天然气:
来源于纯气田或与原油同时采出(伴动气),以CH4为主
炼厂气:
来源于炼油厂,其组成由生产工艺进程、原料、加工条件决定。
九、石油馏分中烃类的散布特点
汽油馏分:
含C5~C11(以正构烷烃计)的正、异构烷烃,单环、双环环烷烃和苯系芳香烃。
以饱和烃(烷烃和环烷烃的统称)为主,芳烃含量一样不超过20%。
煤柴油中间馏分:
C11~C20正构烷烃,单、双、三环环烷烃,单、双、三环芳烃。
直链烷烃含量减少,环状烃含量增加,尤其是多环的烷烃和芳烃。
高沸点馏分:
C20~C36正、异构烷烃,单、双、三及以上(稠环)环烷烃及芳烃。
环烷为主,其中多环占大多数。
渣油:
>C36胶质和沥青质含量较高。
石油中90%以上的金属元素都存在于胶质和沥青质中。
因此,石油中S、N、及金属元素要紧富集在渣油中,这是渣油的组成特点之一。
10、石油固态烃的组成
石油固态烃:
常温下为固态的烃类,即C16以上的正构烷烃和M较大的异构烷烃、环烷烃及芳烃。
依来源和结晶形状不同分为石蜡、微晶蜡(地蜡)(区别?
)
用途蜡是很重要的石油产品,普遍应用于电气工业、化学工业、医药和日用品工业等。
负面作用:
存在于石油及石油馏分中的蜡,严峻阻碍油的低温流动性,对石油的运输和加工及产品质量都有阻碍。
1一、石油中的非烃化合物
石油中的非烃化合物重要指含S、N、O的化合物和胶状沥青状物质。
这些元素含量1~4%,可是非烃化合物含量可达20%以上。
非烃化合物要紧集中在重质馏分和残渣油中。
含硫化合物
硫在石油分馏中的散布一样是随着石油馏分沸程的升高而增加。
大部份硫均集中在重馏分和渣油中。
我国大多数原油中约有70%的硫集中在减压渣油中。
硫在石油及其馏分中的存在形态
含硫化合物活性硫:
单质S、H2S、RSH(硫醇)
非活性硫:
R-S-R’(硫醚)、R-S-S-R’(二硫化物)、(噻吩)
原油:
硫醚类和噻吩类的形式为主,原油中元素硫含量很少,硫化氢含量极少;硫化氢一样是由原油中的硫化物受热分解后产生的,而硫化氢又能被氧化成元素硫,因此原油中的元素硫和硫化氢并非必然都是原油本来就有的。
硫醇要紧存在于轻馏分中;硫醇RSH含量不多,多存在于轻馏分中。
轻馏分中的硫醇硫含量往往占其总硫含量的40~50%。
随着沸程升高,硫醇含量急剧降低,在350℃以上的高沸点馏分中硫醇的含量极少
硫醚要紧集中于轻馏分和中间馏分
是石油中含量较高的硫化物,石油的轻馏分和中间馏分中的硫有50~70%为RSR’。
属于中性液态物质,因此不能用碱将它除去,它不溶于水,也不与金属发生反映。
二硫化物RSSR’在石油馏分中含量很少,一样不超过该馏分的含硫量的10%(W),而且较多集中于石油的低沸点馏分中。
二硫化物也是中性,不与金属作用,但它的热安宁性较差,受热后分解成硫醚和元素硫,也能够分解成硫醇、烯烃和元素硫。
噻吩及其同系物是一种芳香性质的杂环化合物。
它们是石油中要紧的一类含硫化合物。
噻吩没有难闻的气味,对热稳固性很高,故在热分解产物中噻吩含量相当高。
危害:
a.侵蚀设备b.使催化剂(Cat.)中毒c.阻碍产品质量d.污染环境
含氮化合物
石油馏分中的含氮化合物的含量一样在%以下,随着其沸点的升高而迅速增大,绝大部份是以胶状、沥青状物质存在于渣油中,约有80%的氮集中与400℃以上的重油中。
含氮化合物对石油加工的阻碍:
原油中含氮,阻碍石油加工、油品贮存和利用使油品颜色变深,气味变臭。
含氧化合物
石油中氧含量一样很少(约千分之几),只有个别石油中高达2~3%石油中的氧元素是以有机含氧化合物的形式存在。
含氧化合物酸性氧化物:
环烷酸、脂肪酸、酚类等
中性氧化物:
醛、酮、酯、醚等(含量极少)
石油中酸性含氧化合物的含量一样借助酸度(或酸值)来间接表示
酸度是指中和100ml油样所需的KOH毫克数,该值一样利用于轻质油品。
酸值是指中和1g油样所需的KOH毫克数,该值一样利用于重质油品。
酸度(或酸值)相同,那么相对分子量↗,酸含量↗;相对分子量相同,那么酸度(或酸值)↗,酸含量↗环烷基原油的酸值较高,石蜡基原油的酸值较低
✓环烷酸
石油中小于8个C原子的羧基酸多为脂肪酸
石油中的脂肪酸含量很少,主若是环烷酸,环烷酸约占石油酸性含氧化合物的90%左右,石蜡基石油的环烷酸含量较少,中间基和环烷基石油的环烷酸含量较多。
环烷酸在石油馏分中的散布规律比较特殊在中间馏分(沸点范围约为250~400℃
左右)中含量最高,而在低沸馏分及高沸馏分中环烷酸含量都比较低。
危害:
⑴能侵蚀设备,生成环烷酸盐在油品中增进油品氧化;⑵较多时易使原油于乳化;
⑶会使灯心堵塞。
作用:
石油酸可用作木材防腐剂;石油酸的钠盐可作植物生长剂;环烷酸的钠、钙盐是杀虫剂的成份;环烷酸的锰、钙、锌盐可作为油品的添加剂。
1二、石油中的微量元素,目前检测出59种,金属元素45种。
对石油加工阻碍最大的是钒、镍、铁、铜。
在石油中含量最高的是钒,第二是镍
对石油产品的危害:
使润滑油粘度变差,产生积炭,造成机件表面的磨损。
要紧危害:
催化剂中毒
13、沥青质:
石油中不溶于低分子正构烷烃(C5~C7),但溶于苯的物质,是分子量最大,分子结构最复杂,极性最强的非烃组分。
胶质:
分子量和极性仅次于沥青质的组分。
胶质既溶于低分子正构烷烃,又溶于苯,与沥青质和芳烃之间没有截然的界限。
高含蜡易凝石油加热输送方案时,胶质与含蜡量间之比会显著阻碍热处置的成效
第三章
一、液体燃料的理化性能
一、馏程
二、饱和蒸气压(在必然温度下,物质的液相与其上方的蒸汽呈平稳状态时,蒸汽所产生的压力称为饱和蒸汽压,简称蒸汽压。
液体温度↗,那么蒸汽压↗。
同一族烃类,在同温度下,烃类沸点的↗,蒸汽压↙)
3、密度:
密度是该物质单位体积的质量。
ρ20:
我国规定油品20℃时密度作为石油产品的标准密度,表示为ρ20。
ρt:
油品t℃时密度,表示为ρt。
d420:
以4℃水为参考物质,油品20℃时的相对密度表示为d420,我国经常使用。
:
以℃水为参考物质,油品℃时的相对密度为,欧美经常使用。
API°:
比重指数,用于表示液体相对密度。
可见API°越大,密度越小。
分子量相近的不同烃类之间密度有明显不同芳烃>环烷烃>烷烃
同一种原油沸点增加,分子量增大,密度增大
对不同原油,一样沸程,相对密度不同专门大环烷基的>中间基的>石蜡基的
1)温度阻碍温度↗,油品体积↗,密度和相对密度↙;反之,那么↗。
2)在必然压力范围内.对油品相对密度的阻碍能够忽略,只有当压力极大(几十兆帕)时,才考虑压力对相对密度的阻碍
数均相对分子质量
重均相对分子质量
4、沸程:
纯化合物沸点为恒定值复杂混合物沸点具有必然范围。
恩氏蒸馏(ASTM)
①初馏点:
第一滴液体显现的气相温度。
②干点:
最后能达到的最高气相温度。
③10%、50%、90%馏出温度:
馏出物体积别离达到试样的10%、50%、90%时的温度。
✓大多数液体燃料规格中,只要求测定其具有代表性的初馏点、10%、50%和90%的馏出温度及干点。
✓馏程的数据大体能反映油品组分轻重的相对含量,或用与不同油品之间的比较,在原油评判中经常使用。
✓馏程是发动机燃料表示蒸发性能的重要质量指标——汽油的馏程40~200℃,轻柴油的馏程200~350℃,润滑油的馏程350~520℃。
二、润滑油和润滑脂的理化性能
1、粘度:
流动分子的内摩擦使流体带有必然的粘滞性,从而产生流体抗击剪切作用的能力。
衡量这种能力或粘滞性的性质指标.(液体分子作相对运动时,液体内部呈现出对抗运动的一种阻力。
)
粘度的作用:
度阻碍润滑油的流动性和油膜的厚度
粘度的表示方式
(1)动力粘度(DynamicVisco
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