东营职业学院石油加工基础知识备课.docx
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东营职业学院石油加工基础知识备课
石油加工基础知识
东营职业学院石油与化学工程学院吴秀玲
石油炼制工业是国民经济最重要的支柱产业之一,是提供能源,尤其是交通运输燃料和有机化工原料的最重要的工业。
据统计,全世界总能源需求的40%依赖于石油产品,汽车、飞机、轮船等交通运输器械使用的燃料几乎全部是石油产品;有机化工原料,如三烯(乙烯、丙烯、丁烯)、三苯(苯、甲苯、二甲苯)、一炔(乙炔)等基础有机原料,主要也是来源于石油炼制工业,世界石油总产量的10%左右用于生产有机化工原料;同时,石油也是提取润滑油的主要原料,各种机械设备需要用润滑材料来防止机械磨损和节省动力消耗,量大、面广的各种润滑油、脂,都是从石油中提取的,目前世界石油总产量的2%左右用于生产润滑油。
从石油加工的石油产品种类繁多,市场上各种牌号的石油产品多达1000种以上,大体上可以分为以下几类:
①燃料:
如各种牌号的汽油、航空煤油、柴油、重质燃料油等。
润滑油:
如各种牌号的内燃机油、机械油、仪表用油等。
③有机化工原料:
如生产乙烯的裂解原料、各种芳烃和烯烃等。
④工艺用油:
如变压器油、电缆油、液压油等。
⑤沥青:
如各种牌号的道路沥青、建筑沥青、防腐沥青、特殊用途沥青等。
⑥蜡:
如各种食用、药用、化妆品用、包装用的石蜡和地蜡。
⑦石油焦炭:
如电极用焦、冶炼用焦、燃料焦等。
从上述石油产品品种之多和用途之广,也可以看到石油炼制工业在国民经济和国防中的重要地位。
石油加工是指将原油经过分离和反应,生产燃料油(如汽油、航空煤油、柴油、燃料油、液化石油气等)、润滑油、化工原料(如苯、甲苯、二甲苯等)及其它石油产品的过程。
石油加工的主要工艺过程包括:
原油的评价及蒸馏(一次加工)、催化裂化、催化重整、催化加氢、热加工等二次加工、三次加工(如石油气体加工)及润滑油的生产等。
石油加工工艺是一门应用性、实践性较强的工艺技术,且新工艺、新技术发展较快,因此学习中必须做到理论联系实际,既要重视实践经验的总结,更要重视应用所学的理论分析生产中的现象、处理生产中出现的各种问题,用理论指导生产实践。
原油是从地下开采出来的、未经加工的石油。
原油经炼制加工后得到各种燃料油、润滑蜡、沥青、石油焦等石油产品。
了解石油及其产品的化学组成和物理性质,对于原油加工、产品使用以及石油的综合利用等有重要意义。
一、石油的一般性状及化学组成
(一)石油的外观性质
石油是碳氢化合物的复杂混合物,其外观性质主要表现在石油的颜色、密度、流动性、气味上。
由于世界各地所产的石油在化学组成上存在差异,因而其外观性质上也存在不同程度的差别。
(二)石油的元素组成
对于石油这样复杂的混合物的组成研究,首先是从分析其元素组成入手,表1—4是国内外某些原油中一些主要元素的含量。
从表中可以看出,石油主要由碳、氢两种元素以及硫、氮、氧以及一些微量金属、非金属元素组成,表1—5列出它们的元素组成的质量分数。
虽然非碳氢元素在石油中的含量较少,但是这些非碳氢元素都是以碳氢化合物的衍生物形态存在于石油中,因而含有这些元素的化合物所占的比例就大得多。
这些非碳氢元素的存在(尤其是微量金属元素中Ni、V),对于石油的性质、石油加工过程以及石油的催化加工中的催化剂有很大的影响,必须充分予以重视。
(三)石油的烃类组成
石油主要是由各种不同的烃类组成的。
石油中究竟有多少种烃,至今尚无法说明。
但已确定石油中的烃类主要是由烷烃、环烷烃和芳香烃这三种烃类构成。
天然石油中一般不含稀烃、炔烃等不饱和烃,只有在石油的二次加工产物中和利用油页岩制得的页岩油中含有不同数量的烯烃。
1.烃类类型及分布规律
石油及其馏分中所含有的烃类类型及其分布规律,列于表1—6中,一般随着石油馏分的沸程升高,正构烷烃、异构烷烃含量下降,单环环烷烃含量下降,单环芳烃变化不大,只是侧链变长,多环环烷烃、多环芳烃含量上升。
表1—6石油及其馏分中烃类类型及其分布规律
烃类类型
结构
特征
分布规律
烷烃
正构烷烃(含量高)
C1~C4:
气态
C5~C15:
液态
C16以上为固态
1.C1~C4是天然气和炼厂气的主要成分;
2.C5~C10存在于汽油馏分(200℃)中;
3.C11~C15存在于煤油馏分(200℃~300℃)中;
4.C16以上的多以溶解状态存在于石油中,当温度降低,有结晶析出,这种固体烃类为蜡。
异构烷烃(含量低,且带有二个或三个甲基的多)
环烷烃
(只有五员、六员环)
环戊烷系(五碳环)
单环、双环、三环及多环,并以并联方式为主
1.汽油馏分中主要是单环环烷烃(重汽油馏分中有少量的双环环烷烃);
2.煤油、柴油馏分中含有单环、双环及三环环烷烃,且单环环烷烃具有更长的侧链或更多的侧链数目;
3.高沸点馏分中则包括了单、双、三环及多于三环的环烷烃。
环己烷系(六碳环)
芳香烃
单环芳烃
烷基芳烃
1.汽油馏分中主要含有单环芳烃;
2.煤油、柴油及润滑油馏分中不仅含有单环芳烃,还含有双环及三环芳烃;
3.高沸馏分及残渣油中,除含有单环、双环芳烃外,主要含有三环及多环芳烃
双环芳烃
并联多(萘系)、串联少
三环稠合芳烃
菲系多于蒽系
四环稠合芳烃
蒎系等
2.烃类的性质及用途
(1)在一般条件下,烷烃的化学性质很不活泼,不易与其它物质发生反应,但在特殊条件下,烷烃也会发生氧化、卤化、硝化及热分解等反应。
我国大庆原油含蜡量高(大分子烷烃),蜡的质量好,是生产石蜡的优质原料。
(2)环烷烃的化学性质与烷烃相近,但稍活泼,在一定条件下可发生氧化、卤化、硝化、热分解等反应,环烷烃在一定条件下还能脱氢生成芳香烃。
环烷烃的抗爆性较好、凝点低、有较好的润滑性能和粘温性,是汽油、喷气燃料及润滑油的良好组分。
特别是少环长侧链的环烷烃更是润滑油的理想组分。
(3)芳香烃的化学性质较烷烃稍活泼,可与一些物质发生反应,但芳香烃中的苯环很稳定,强氧化剂也不能使其氧化,也不易起加成反应。
在一定条件下,芳香烃上的侧链会被氧化成有机酸,这是油品氧化变质的重要原因之一。
芳香烃在一定条件下还能进行加氢反应。
芳香烃抗爆性很高,是汽油的良好组分,常作为提高汽油质量的调合剂;灯用煤油中含芳烃多,点燃时会冒黑烟和使灯芯结焦,是有害组分;润滑油馏分中含有多环短侧链的芳香烃将使润滑油的粘温特性变坏,高温时易氧化生胶,因此,润滑油精制时要设法除去。
芳香烃用途很广泛,可作为炸药、染料、医药、合成橡胶等原料,是重要化工原料之一。
(四)石油的非烃组成
石油中的非烃化合物主要指含硫、氮、氧的化合物。
这些元素的含量虽仅约1%~4%,但非烃化合物的含量都相当高,可高达20%以上。
非烃化合物在石油馏分中的分布是不均匀的,大部分集中在重质馏分和残碴油中。
非烃化合物的存在对石油加工和石油产品使用性能影响很大,石油加工中绝大多数精制过程都是为了除去这类非烃化合物。
如果处理适当,综合利用,可变害为利,生产一些重要的化工产品。
例如,从石油气中脱硫的同时,又可回收硫磺。
1.含硫化合物
硫是石油中常见的组成元素之一,不同的石油含硫量相差很大,从万分之几到百分之几。
硫在石油馏分中的含量随其沸点范围的升高而增加,大部分硫化物集中在重馏分和渣油中。
由于硫对于石油加工影响极大,所以含硫量常作为评价原油及其产品的一项重要指标,如含硫量高于2%的原油称为高含硫原油,低于0.5%称低硫原油(如大庆原油),介于0.5%~2.0%之间的称为含硫原油(如胜利原油)。
硫在石油中少量以元素硫(S)和硫化氢(H2S)形式存在,大多数以有机硫化物形式存在,如硫醇(RSH)、硫醚(RSR')、环硫醚(、)二硫化物(RSSR')、噻吩()及其同系物等。
含硫化合物的主要危害是:
对设备管线有腐蚀作用。
②可使油品某些使用性能(汽油的感铅性、燃烧性、储存安定性等)变坏。
污染环境,含硫油品燃烧后生成二氧化硫、三氧化硫等,污染大气,对人有害。
在二次加工过程中,使某些催化剂中毒,丧失催化活性。
通常采用酸碱洗涤、催化加氢、催化氧化等方法除去油品中的硫化物。
2.含氮化合物
石油中含氮量一般在万分之几至千分之几。
密度大,胶质多、含硫量高的石油,一般其含氮量也高。
石油馏分中氮化物的含量随其沸点范围的升高而增加,大部分氮化物以胶状、沥青状物质存在于渣油中。
石油中的氮化物大多数是氮原子在环状结构中的杂环化合物,主要有吡啶()、喹啉()等的同系物(统称为碱性氮化物)及吡咯()、吲哚()等的同系物(统称为非碱性氮化物)。
石油中另一类重要的非碱性氮化物是金属卟啉化合物,分子中有四个吡咯环,重金属原子与卟啉中的氮原子呈络合状态存在。
石油中氮含量虽少,但对石油加工、油品储存和使用的影响却很大。
当油品中含有氮化物时,储存日期稍久,就会使颜色变深,气味发臭,这是因为不稳定的氮化物长期与空气接触氧化生成了胶质。
氮化物也是某些二次加工催化剂的毒物。
所以,油品中的氮化物放在精制过程中除去。
3.含氧化合物
石油中的氧含量一般都很少,约千分之几,个别石油中氧含量高达2%~3%。
石油中的含氧化合物大部分集中在胶质、沥青质中。
因此,胶质、沥青质含量高的重质石油馏分,其含氧量一般比较高。
这里讨论的是胶质、沥青质以外的含氧化合物。
石油中的氧均以有机物形式存在。
这些含氧化合物分为酸性氧化物和中性氧化物两类。
酸性氧化物中有环烷酸、脂肪酸和酚类,总称石油酸。
中性氧化物有醛、酮和酯类,它们在石油中含量极少。
含氧化合物中以环烷酸和酚类最重要,特别是环烷酸,约占石油酸总量的90%,而且在石油中的分布也很特殊,主要集中在中间馏分中(沸程约为250~350℃),而在低沸馏分或高沸馏分中含量都比较低。
纯的环烷酸是一种油状液体,有特殊的臭味,具有腐蚀性,对油品使用性能有不良影响。
但是环烷酸却是非常有用的化工产品或化工原料,常用作防腐剂、杀虫杀菌剂、农用助长剂、洗涤剂、颜料添加剂等。
酸类也有强烈的气味,具有腐蚀性。
但可作为消毒剂,还是合成纤维、医药、染料、炸药等的原料。
油品中的含氧化合物也是通过精制手段除去。
4.胶状沥青状物质
石油中的非烃化合物,大部分以胶状沥青状物质(即胶质沥青质)存在,都是由碳、氢、硫、氮、氧以及一些金属元素组成的多环复杂化合物。
它们在石油中的含量相当可观,从百分之几到几十,绝大部分存在于石油的减压渣油中。
胶质和沥青质的组成和分子结构都很复杂,两者有差别,但并没有严格的界限。
胶质—般能溶于石油醚(低沸点烷烃)及苯,也能溶于一切石油馏分。
胶质有很强的着色力,油品的颜色主要来自胶质。
胶质受热或在常温下氧化可以转化为沥青质。
沥青质是暗褐色成深黑色脆性的非晶体固体粉末,不溶于石油醚而溶于苯。
胶质和沥青质在高温时易转化为焦炭。
油品中的胶质必须除去,而含有大量胶质沥青质的渣油可用于生产沥青,包括道路沥青、建筑沥青等。
沥青是主要的石油产品之一。
(五)石油的馏分组成
石油是一个多组分的复杂混合物,每个组分有其各自不同的沸点。
蒸馏(或分馏)就是根据各组分沸点的不同,用蒸馏的方法把石油“分割”成几个部分,这每一部分称为馏分。
从原油直接分馏得到的馏分称为直馏馏分,其产品称为直馏产品。
通常我们把沸点<200℃的馏分称汽油馏分或低沸馏分,200~350℃的馏分称煤、柴油馏分或中间馏分,350~500℃的馏分称减压馏分或高沸馏分,大于500℃的馏分为渣油馏分。
必须注意,石油馏分不是石油产品。
石油产品必须满足油品规格的要求。
通常馏分油要经过进一步的加工才能变成石油产品。
此外,同一沸点范围的馏分也可以因目的不同而加工成不同产品。
例如航空煤油(即喷气燃料)的馏分范围是150~280℃,灯用煤油是200~300℃,轻柴油是200~350℃。
减压馏分油既可以加工成润滑油产品,也可作为裂化的原料。
与国外原油相比,我国一些主要油田原油中汽油馏分少(一般低于10%),渣油含量高,这是我国原油的主要特点之一。
二、石油及其产品的性质
石油和油品的物理性质与其化学组成密切相关。
由于石油和油品都是复杂的混合物,所以它们的物理性质是所含各种成分的综合表现。
与纯化合物的性质有所不同,石油和油品的物理性质往往是条件性的,离开了一定的测定方法、仪器和条件,这些性质也就失去了意义。
石油和油品性质测定方法都规定了不同级别的统一标准,其中有国际标准(简称ISO),国家标准(简称GB)、中国石油化工总公司行业标准(简称SH)等等。
(一)蒸发性能
石油及其产品的蒸发性能是反映其气化、蒸发难易的重要性质,可用蒸汽压、馏程和平均沸点来描述。
1.蒸汽压
在一定温度下,液体与其液面上方蒸汽呈平衡状态时,该蒸汽所产生的压力称为饱和蒸汽压,简称蒸汽压。
蒸汽压愈高,说明液体愈容易气化。
纯烃和其它纯的液体一样,其蒸汽压只随液体温度而变化,温度升高,蒸汽压增大。
石油及石油馏分的蒸汽压与纯物质有所不同,它不仅与温度有关,而且与气化率(或液相组成)有关,在温度一定时,气化量变化会引起蒸汽压的变化。
油品的蒸汽压通常有两种表示方法:
一种是油品质量标准中的雷德(Reid)蒸汽压,是在规定条件(38℃、气相体积与液相体积之比为4:
1)下测定的;另一种是真实蒸汽压,指气化率为零时的蒸汽压。
2.馏程与平均沸点
纯物质在一定外压下,当加热到某一温度时,其饱和蒸汽压等于外界压力,此液体就会沸腾,此温度称为沸点。
在外压一定时,纯化合物的沸点是一个定值。
石油及其馏分或产品都是复杂的混合物,所含各组分的沸点不同,所以在一定外压下,油品的沸点不是一个温度点,而是一个温度范围。
将一定量的油品放入仪器中进行蒸馏,经过加热、气化、冷凝等过程,油品中低沸点组分易蒸发出来,随着蒸馏温度的不断提高,较多的高沸点组分也相继蒸出。
蒸馏时流出第一滴冷凝液时的气相温度叫初点(或初馏点),馏出物的体积依次达到10%、20%、30%……90%时的气相温度分别称为10%点(或10%馏出温度)、30%点……90%点,蒸馏到最后达到的气体的最高温度叫干点(或终馏点)。
从初点到干点这一温度范围称为馏程,在此温度范围内蒸馏出的部分叫馏分。
馏分与馏程或蒸馏温度与馏出量之间的关系叫原油或油品的馏分组成。
在生产和科研中常用的馏程测定方法有实沸点蒸馏与恩氏蒸馏,它们不同点是:
前者蒸馏设备较精密,馏出时的气相温度较接近馏出物的沸点,温度与馏出的重量百分数呈对应关系;而后者蒸馏设备较简便,蒸馏方法简单,馏程数据容易得到,但馏程并不能代表油品的真实沸点范围。
所以,实沸点蒸馏适用于原油评价及制定产品的切割方案,恩氏蒸馏馏程常用于生产控制、产品质量标准及工艺计算,例如工业上常把馏程作为汽油、喷气燃料、柴油、灯用煤油、溶剂油等的重要质量指标。
馏程在油品评价和质量标准上用处很大,但无法直接用于工程计算,为此提出平均沸点的概念,用于设计计算及其它物性常数的求定。
平均沸点有五种表示方法,分别是体积平均沸点、质量平均沸点、立方平均沸点、实分子平均沸点、中平均沸点,其计算方法和用途各不相同,但都可以通过恩氏蒸馏馏程及平均沸点温度校正图求取(参见《石油化工工艺计算图表》)。
(二)密度、特性因数、平均分子量
1.密度
在规定温度下,单位体积内所含物质的质量称为密度,单位是g/cm3或kg/cm3。
密度是评价石油质量的主要指标,通过密度和其它性质可以判断原油的化学组成。
我国国家标准GB/T1884—83规定,20℃时密度为石油和液体石油产品的标准密度,以
表示。
其它温度下测得的密度用
表示。
油品的密度与规定温度下水的密度之比称为油品的相对密度,用d表示,是无量纲的。
由于4℃时纯水的密度近似为1g/cm3,常以4℃的水为比较标准。
我国常用的相对密度为
(即20℃时油品的密度与4℃时水的密度之比);欧美各国常用的为
,即15.6℃(或
)时油品的密度与15.6℃时水的密度之比,并常用比重指数表示液体的相对密度,也称API度,表示为
,它与
的关系为:
=141.5/
一131.5
与通常密度的观念相反,
数值愈大,表示密度愈小。
油品的密度与其组成有关。
同一原油的不同馏分油,随沸点范围升高密度增大。
当沸点范围相同时,含芳香烃愈多,密度愈大;含烷烃愈多,密度愈小。
2.特性因数
特性因数(K)是反映石油或石油馏分化学组成特性的一种特性数据,对原油的分类、确定原油加工方案等是十分有用。
特性因数的定义为:
K=1.216T1/3/
式中:
T—烃类的沸点、石油或石油馏分的立方平均沸点或中平均沸点,K。
不同烃类的特性因数是不同的。
烷烃的最高,环烷烃的次之,芳香烃的最低。
由于石油及其馏分是以烃类为主的复杂混合物,所以也可以用特性因数表示它们的化学组成特性。
含烷烃多的石油馏分的特性因数较大,约为12.5~13.0;含芳香烃多的石油馏分的较小,约为10~11;一般石油的特性因数在9.7~13之间。
大庆原油K值为12.5,胜利原油K值为12.1。
3.平均分子量
石油是多种化合物的复杂混合物,石油馏分的分子量是其中各组分分子量的平均值,此称为平均分子量(简称分子量)。
石油馏分的平均分子量随馏分沸程的升高而增大。
汽油的平均分子量约为100~120,煤油为180~200,轻柴油为2l0~240,低黏度润滑油为300~360,高黏度润滑油为370~500。
石油馏分的平均分子量可以从《石油化工工艺计算图表》中查取,平均分子量常用来计算油品的汽化热、石油蒸汽的体积、分压及石油馏分的某些化学性质等。
(三)流动性能
石油和油品在处于牛顿流体状态时,其流动性可用黏度来描述;当处于低温状态时,则用多种条件性指标来评定其低温流动性。
1.黏度
黏度是评价原油及其产品流动性能的指标,是喷气燃料、柴油、重油和润滑油的重要质量标准之一,特别是对各种润滑油的分级、质量鉴别和用途具有决定意义。
黏度对油品流动和输送时的流量和压力降也有重要影响。
黏度是表示液体流动时分子间摩擦而产生阻力的大小。
粘稠的液体比稀薄的液体流动得慢,因为粘稠液体在流动时产生的分子间的摩擦力较大。
黏度的大小随液体组成、温度和压力不同而异。
黏度的表示方法有动力黏度、运动黏度及恩氏黏度等。
国际标准化组织(ISO)规定统一采用运动黏度。
动力黏度是表示液体在一定剪切应力下流动时内摩擦力的量度,其值为所加于流动液体的剪切应力和剪切速率之比。
在我国法定单位制中以帕·秒(Pa·s)表示,习惯上用厘泊(cP)、泊(P)为单位。
1(Pa·s)=10(P)=1000(cP)。
运动黏度表示液体在重力作用下流动时内摩擦力的量度,其值为相同温度下液体的动力黏度与其密度之比。
在法定单位制中以m2/s表示。
在物理单位制中运动黏度单位为cm2/s(斯,st),常用单位是mm2/s(厘斯,cst)。
1m2/s=104cm2/s(st)=106mm2/s(cst)。
恩氏黏度是条件性黏度,常用于表示油品的黏度。
恩氏黏度是在规定条件下,从仪器中流出200
油品的时间(S)与20℃时流出200
蒸馏水所需时间(S)的比值,以
表示。
石油及其馏分或产品的黏度随其组成不同而异。
含烷烃多(特性因数大)的石油馏分黏度较小,含环状烃多(特性因数小)的黏度较大。
一般地,石油馏分愈重、沸点愈高,黏度愈大。
温度对油品黏度影响很大。
温度升高,液体油品的黏度减小,而油品蒸汽的黏度增大。
油品黏度随温度变化的性质称为粘温性质。
粘温性质好的油品,其黏度随温度变化的幅度较小。
粘温性是润滑油的重要指标之一,为了使润滑油在温度变化的条件下能保证润滑作用,要求润滑油具有良好的粘温性质。
油品粘温性质的表示方法常用的有两种,即黏度比和黏度指数(VI)。
黏度比最常用的是50℃与100℃运动黏度的比值,也有用-20℃与50℃运动黏度的比值,分别表示为
和
。
黏度比愈小,粘温性愈好。
黏度指数是世界各国表示润滑油粘温性质的通用指标,也是ISO标准。
黏度指数愈高,粘温性质愈好。
油品的粘温性质是由其化学组成所决定的。
烃类中以正构烷烃的粘温性最好,环烷烃次之,芳香烃的最差。
烃类分子中环状结构越多,粘温性越差,侧链越长则粘温性越好。
2.低温性能
燃料和润滑油通常需要在冬季、室外、高空等低温条件下使用,所以油品在低温时的流动性是评价油品使用性能的重要项目,原油和油品的低温流动性对输送也有重要意义。
油品低温流动性能包括浊点、冰点、结晶点、倾点、凝点和冷滤点等,都是在规定条件下测定的。
油品在低温下失去流动性的原因有两种。
一种是对于含蜡很少或不含蜡的油品,随着温度降低,油品黏度迅速增大,当黏度增大到某一程度,油品就变成无定形的粘稠状物质而失去流动性,即所谓“粘温凝固”。
另一种原因是对含蜡油品而言,油品中的固体蜡当温度适当时可溶解于油中,随着温度的降低,油中的蜡就会逐渐结晶出来,当温度进一步下降时,结晶大量析出,并连结成网状结构的结晶骨架,蜡的结晶骨架把此温度下还处于液态的油品包在其中,使整个油品失去流动性,即所谓“构造凝固”。
浊点是在规定条件下,清晰的液体油品由于出现蜡的微晶粒而呈雾状或浑浊时的最高温度。
若油品继续冷却,直到油中出现肉眼能看得到的晶体,此时的温度就是结晶点。
油品中出现结晶后,再使其升温,使原来形成的烃类结晶消失时的最低温度称为冰点。
同一油品的冰点比结晶点稍高1~3℃。
浊点是灯用煤油的重要质量指标,结晶点和冰点是航空汽油和喷气燃料的重要质量指标。
纯化合物在一定温度和压力下有固定的凝点,而且与熔点数值相同。
而油品是一种复杂的混合物,它没有固定的“凝点”。
所谓油品的“凝点”,是在规定条件下测得的油品刚刚失去流动性时的最高温度,完全是条件性的。
倾点是在标准条件下,被冷却的油品能流动的最低温度。
冷滤点是表示柴油在低温下堵塞滤网可能性的指标,是在规定条件下测得的油品不能通过滤网时的最高温度。
油品的低温流动性与其化学组成有密切关系。
油品的沸点愈高,特性因数愈大或含蜡量愈多,其倾点或凝点就愈高,低温流动性愈差。
(四)燃烧性能
石油及其产品是众所周知的易燃品,又是重要燃料,因此研究其燃烧性能,对于燃料使用性能和安全均十分重要。
油品的燃烧性能主要用闪点、燃点和自燃点等来描述。
油品蒸汽与空气的混合气在一定的浓度范围内遇到明火就会闪火或爆炸。
混合气中油气的浓度低于这—范围,油气不足,而高于这一范围,空气不足,都不能发生闪火爆炸。
因此,这一浓度范围就称为爆炸范围,油气的下限浓度称为爆炸下限,上限浓度称为爆炸上限。
闪点是在规定条件下,加热油品所逸出的蒸汽和空气组成的混合物与火焰接触发生瞬间闪火时的最低温度。
由于测定仪器和条件的不同,油品的闪点又分为闭口闪点和开口闪点两种,两者的数值是不同的。
通常轻质油品测定其闭口闪点,重质油和润滑油多测定其开口闪点。
石油馏分的沸点愈低,其闪点也愈低。
汽油的闪点约为-50~30℃,煤油的闪点为28~60℃,润滑油的闪点为130~325℃。
燃点是在规定条件下,当火焰靠近油品表面的油气和空气混合物时,即着火并持续燃烧至规定时间所需的最低温度。
测定闪点和燃点时,需要用外部火源引燃。
如果预先将油品加热到很高的温度,然后使之与空气接触,则无需引火,油品因剧烈的氧化而产生火焰自行燃烧,称为油品的自燃。
发生自燃的最低温度称为油品的自燃点。
想一想:
在加工装置中,重油的管件、接头、法兰等处有泄漏时,为什么会有着火的危险?
闪点和燃点与烃类的蒸发性能有关,而自燃点却与其氧化性能有关。
所以,油品的闪点、燃点和自燃点与其化学组成有关。
油品的沸点越低,其闪点和燃点越低,而自燃点越高。
含烷烃多的油品,其自燃点低,但闪点高。
闪点、燃点和自燃点对油品的储存、使用和安全生产都有重要意义,是油品安全保管、输送的重要指
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- 东营 职业学院 石油 加工 基础知识 备课
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