石油加工工艺学习题Word格式.docx

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（2）环烷烃

第二类主要烃主要是环戊烷和环己烷的同系物以及五元环六元环的稠环烃类含量随馏分沸点的升高而增多在沸点较高的润滑油馏分中环烷烃逐渐减少馏分沸点越高稠合型环烷烃的环数越多（单环到六环不等）

（3）芳香烃

较以上两种含量少含量越在10-20%的范围内变化随着馏分沸点的升高芳香烃含量\芳香环数\侧链数目及侧链长度均增加

2.石油馏分烃类组成表示方法

（1）单体烃组成表示方法

要求提供石油馏分中每一种烃的含量数据较复杂不常用只用于说明汽油馏分

（2）族组成表示方法

是以石油馏分中各族烃相对含量的组成数据来表示

族的分类不同:

汽油馏分分为烷烃环烷烃芳香烃三类（裂化汽油加一个不饱合烃）\煤油柴油以上的馏分,族组成以饱和烃轻芳烃（单环）\中芳烃（双环芳烃）\重芳烃（多环芳烃）来分族

（3）结构族组成表示法

这种方法是把整个石油馏分看成是由某种平均分子所组成的.

馏分结构族组成情况用平均分子上的环数（芳香环\环烷环）或碳原子在某一结构单元上的百分数表示.

常用符号:

RA---分子中的芳香环数

RN---分子中的环烷环数

RT---分子中的总环数

CA%---分子中的芳香环上碳原子数百分比

CN%---分子中的环烷环上碳原子数百分比

CR%---分子中的总环上碳原子数百分比

CP%---分子中的烷基侧链上碳原子数百分比

石油馏分的族组成与其某些物理常数有关,因此一般利用物理常数来测定石油馏分结构族组成方法,常用n-d-M法和n-d-v法

只要知道n\d\M其结构族组成查图即得.

此法的使用范围:

aM＞200不含不饱和烃;

bRT≯4RA≯2或者CR≯75%;

cCA/CN≯75%;

d含S≯2%含N≯0.5%含O≯0.5%

3.汽油馏分烃类的组成

（1）单体烃组成

表1-3见P9,由此表可见直馏汽油中含量最多的是C5-C10的正构烷烃,及分支较少的异构烷烃.

（2）直馏汽油馏分的族组成

表1-4见P10,由此表可见汽油馏分中烷烃和环烷烃占馏分的绝大多数,芳香烃含量一般不超过20%.随沸点升高,芳香烃含量逐渐增多.

4.柴油\煤油馏分的烃类组成

煤油的沸点为200-300℃,柴油的一般为200-350℃馏分.烃类分子量约为200-300左右.

5.高沸点馏分油的烃类组成

石油中的高沸点馏分沸点约350-500℃,平均分子量约300以上.

在高沸点的馏分的各族烃中,经脱蜡处理后饱和烃含量仍很高,一般占脱蜡油馏分的一半以上.

四石油中的非烃化合物

包括:

含硫\含氧\含氮化合物以及胶状沥青状物质

1.含硫化合物

70-90%的含硫化合物集中在蒸馏残液中.

（1）硫醇（RSH）

主要存在汽油中\含量不多\易发生化学反应生成:

硫醚\烯烃\硫化氢\二氧化硫

（2）硫醚（RSR）

含量较多,随沸点升高而增加,大量集中在煤和柴油馏分中

（3）二硫化物（RSSR）

含量少\热稳定性差,可分解为硫醇\硫化氢\烃类

（4）噻吩及其同系物

存于石油中沸点和高沸点馏分中,化学性质稳定\可把噻吩溶解在浓硫酸中除去.

（5）元素硫和硫化物

一般为其他硫化合物的分解产物

（6）硫化物给石油加工过程和石油产品质量带来的危害有:

a腐蚀设备b使催化剂中毒c影响产品质量d污染环境

2.含氧化合物

氧含量一般小于1%;

80%左右存在于胶状沥青状物质中.含氧化合物大部分集中在高沸点馏分中,主要包括:

环烷酸\少量的酚\脂肪酸等.

3.含氮化合物

氮化合物含量一般随沸点的升高而增大,通常一半集中在胶状-沥青状组分中.

包括碱性氮化物:

喹啉\吡啶几其同系物;

非碱性氮化物吲哚\吡咯.

含氮化合物危害:

使催化剂中毒\焦化汽油变色

4.胶状-沥青状物质

含量多时30-40%;

少时5-10%.

元素组成（略）

结构组成:

主要是稠环类结构,芳环\芳环-环烷烃\芳环-环烷烃-杂环结构.

分类:

油焦质\碳青质\沥青质\可溶质\

可溶质包含油分和胶质（有很强的着色能力）.胶质受热或氧化可变化为沥青质,为道路沥青的重要组分之一.

沥青质:

平均分子量2000-6000\集中在渣油中\300度以上易分解为焦状物质和气态\液态物质

胶状-沥青状物质存在的危害:

易使灯心焦化\管路堵塞\机件磨损\裂化过程中生焦

五渣油的组成

1.渣油的族组成

大于500℃渣油分为饱和分\芳香分\胶质\沥青质

2.渣油的结构族组成

大分子中环数较多而且杂原子含量较高,n-d-M法不适用于减压渣油组分

一般借助近代仪器分析手段对渣油组分进行结构族组成分析.

第二节石油及产品的物理性质

一蒸气压

蒸气饱和时所产生的压力

液体温度越高,摩尔气化热越小,蒸气压越高

蒸气压一般分两种情况:

真实蒸气\雷德蒸气压

二馏分组成和平均沸点

1.沸程和馏分组成

2.平均沸点

体积\重量\实分子\立方\中平均沸点

3.不同压力下的沸点换算

减压与常压沸点换算

已知常压沸点求蒸气压

三密度和相对密度

四特性因数K\T\d15.6/15.6

五平均分子量

六粘度和粘温性质

粘度是评定油品流动性能的指标.

粘度指数表示流体流动时,分子间摩擦产生阻力大小的标志.

1.粘度的表示方法及换算

A动力粘度两液层相距1cm,其面积各位1cm2,相对移动速度为1cm/s时所产生的阻力.

B运动粘度动力粘度与同温同压下液体密度之比.

C条件粘度恩氏\赛氏\雷氏粘度

2.油品粘度与组成的关系及粘度测定

A油品粘度与馏分组成和化学组成的关系

油品烃类分子增大时,粘度上升;

平均沸点相同,油品性质不同,粘度不同

由P38-39图1-17\1-18知,只要知道油品的相对密度\平均沸点\特性因数中的任意两个即可求得粘度.

B油品常压粘度的求定

3.粘度与温度的关系

粘度随温度的升高而降低.

油品粘度随温度变化的性能称为粘温特性.

油品粘温性质的表示方法:

a粘度比（50与100℃运动粘度之比）,比值小,说明油品粘度随温度变化小,粘温性质性质好.只适用粘度相近的油品的粘温性质

B粘度指数标准建立:

把一种粘温性质较好的油切割成粘度不同的窄馏分,把这一种标准油称为H组,粘度指数定为100;

把另一种粘温性质较差的油切割成粘度不同的窄馏分,把这一种标准油称为L组,粘度指数定为0,然后测定每一窄馏分在100℃及40℃的粘度,在两组中分别选出100℃粘度相同的两个窄馏分组成一对列成表格,根据该图表可以计算其他试油的粘度指数.

4.油品的混合粘度

混油粘度不具有加和性,可根据P48图1-25油品混合粘度图求得.

七临界性质\压缩因数和偏心因数

1.临界性质

ATC临界温度:

不论在什么压力下也不能将气体液化的最低温度.在临界温度时的压力称为临界压力（PC）.

临界温度是纯物质或烃类能处于液体状态的最高温度.在临界点时,气液界面消失,气体和液体呈混浊状态.该点两相变化时,体积\热效应不变.

B油品越重,其临界温度越高而临界压力越低.

2.压缩因数\偏心因数略

八热性质

炼油工艺的设计计算需考虑油品的热性质,如比热\气化潜热\热焓等.

1.比热单位物质温度升高1℃所需要的热量.油品的比热随温度升高而增大,在极小的温度范围内可以油品在该温度下的真比热.

液体油品的比热随温度的升高而增大,受压力影响较小.

烃类的比热随温度的增加而增加.

2.气化汽化潜热

定义:

单位物质在一定温度下有液态转化为气态所需要的热量.

当温度和压力升高时,汽化潜热逐渐减小,到临界点为0.

油品的蒸发潜热随分子量的增加而减小.芳香烃的蒸发潜热最大,环烷烃次之,烷烃最小.

3.热焓

使1kg油品从某一基准温度加热到t℃所需要吸收的热量.

基准可以任意选定,油品的热焓基准为-17.8℃,其热焓与油品性质\温度及压力有关系.

4.油气在绝热膨胀时的温度变化

真实气体在绝热膨胀条件下由高压变为低压,体积膨胀又不做功时,通常成为节流膨胀,此过程压力降与温度变化间的关系,成为焦耳-汤姆逊系数.

九其他物理性质

1.低温流动性

油品低温下失去流动性有两个原因：

含蜡极少的油品。

当温度降低时黏度迅速增加失去流动性，变为无定型玻璃状物质，这称为粘温凝固；

含蜡较多的油品。

当温度降低时蜡就逐渐结晶出来，当析出蜡逐渐增多形成一个网状骨架后，将尚处于液体状态的油品包在其中，使整个油品失去流动性，这称为构造凝固。

浊点：

试油在规定的条件下冷却，开始出现浑浊时的最高温度。

结晶点：

出现浊点后，继续冷却。

则可出现肉眼观察到的结晶。

冰点：

油料冷却出现结晶后，，再使其升高温度至所形成晶体消失时的最高温度。

凝点：

油品在实验条件下冷却致液面不流动时最高温度。

倾点：

油品在实验条件下冷却，液面能够流动的最低温度。

冷滤点：

是在规定的条件下，试油开始不能通过滤清器20（ml）时的最高温度。

2.燃烧性能

闪点：

指可燃性液体的蒸汽同空气的混合物在接近火焰时，能发生闪火的最低温度。

闪电通常指爆炸下限，但汽油的闪电指爆炸上限。

沸点高，油品闪点高；

烯烃闪点高于烷烃，芳香烃；

大气压降低闪点降低。

燃点和自燃点：

达到闪点温度后继续升温，生成的火焰越来越大，当达到某一温度时，引火后生成的火焰不在熄灭（不少于5秒），这种现象的最低温度称为燃点；

油品能发生自燃的最低温度为自燃点。

油品的沸点（越轻）越低，自燃点越高，其闪电和燃点越低。

发热值

高热值（理论）：

规定燃料燃烧的起始温度和燃烧产物的最低温度均为15度时，并且燃烧后生成的水蒸汽完全冷凝成水，所放出的热量。

低热值：

只是水蒸汽未冷凝成水，所放出的热量。

各类烃类物质的热值依烷烃、环烷烃、芳香烃的顺序递减。

3.溶解性质

苯胺点：

低温时把烃类与溶剂混溶，两者不完全混溶分成两相，温度升高时两者互溶能力增大，界面消失，此时的温度为该混合物的临界溶解温度。

以苯胺为溶剂，与油1:

1混合时的临界溶解温度。

一般芳香烃的苯胺点比烷烃的低；

同族烃苯胺点随分子量增加而升高。

水在油中的溶解度

水在芳香烃和烯烃中的溶解度大于在烷烃和环烷烃中的；

在同类烃中随分子量增的和黏度增加，溶解度减小。

4.光学性质