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01石油的基本知识汽车运行材料

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第一章石油的基本知识

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第一章石油的基本知识

一、什么是石油?

什么是石油石油：

埋藏在地下的天然矿产物，未经炼制前也叫原油原油。

石油原油石油的物理性质：

1、颜色：

多是黑色或深棕色，也有暗绿色、赤褐色或黄色。

2、含胶质沥青胶质或沥青胶质沥青越多颜色越深，气味越浓。

气味越臭

含硫化物氮化物硫化物和氮化物硫化物氮化物越多

3、相对密度：

产地不同相对密度不相同。

但一般都不大于1,多在0.80～0.98之间，个别低于0.70；4、凝点：

差异较大，有的高达30℃以上，有的却低于－50℃

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一、什么是石油?

什么是石油

原油性质相对密度，相对密度，ρ420粘度（℃mm粘度（50℃，2/s）凝点（℃）凝点（

含盐（含盐（NaCl）（mg/L）））

大庆混合原油0.855222.1524

胜利混合原油0.9070121.38201400.56

大港混合原油0.869620.642074

玉门原油0.869815.9814800.40

克拉马依孤岛原油混合原油0.867819.32-5090.780.9492243.5-419.921.70l

酸值（酸值（mgKOH／g）／）

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第一节石油的组成

一、石油的元素组成

原油产地大庆（混合油）胜利（混合油）大港（混合油）玉门克拉马依伊朗墨西哥美国宾夕法尼亚前苏联杜依马兹元素组成（％）（m/m）C85.7486.2685.6783.8586.1385.484.284.983.9H13.3112.2013.4012.8713.3012.811.413.712.3S0.110.800.120.180.041.063.60.52.670.280.740.800.900.740.33ON0.150.410.230.45C/H6.457.076.396.466.476.677.396.206.82

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第一节石油的组成

一、石油的元素组成其它元素：

约0.003%镍、钒、铁、钾、钠、钙、铜、铝、氯、碘、磷、砷、硅

S、O、N元素：

约1%

H元素：

11～14%

C元素H元素S、O、N元素其它元素

C元素：

83～87%

C／H≈6～7.5／～

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第一节石油的组成

二、石油的烃类组成1、烃的概念：

仅由碳和氢两各元素组成的化合物，叫做碳氢化合物，通常称为烃。

乙烷结构图

乙烯结构图甲烷结构图苯结构图乙炔结构图

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第一节石油的组成

二、石油的烃类组成2、石油的烃类组成、烷烃环烷烃芳烃

少数石油中含有）烯烃（少数石油中含有）

1）

（1）烷烃

烃分子中的碳原子之间只以单键结合，烃分子中的碳原子之间只以单键结合，碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合，使每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到“饱和”子相结合，使每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到“饱和”。

这样的烃叫做饱和烃，又叫烷烃。

通式为：

的烃叫做饱和烃，又叫烷烃。

通式为：

CH

n2n+2

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第一节石油的组成

（2）环烷烃）环烷烃是闭链饱和烃，环烷烃是闭链饱和烃，分子式通式为CnH2n分子内碳与碳相连且呈环状，碳的剩余键为氢所饱和。

分子内碳与碳相连且呈环状，碳的剩余键为氢所饱和。

环状

HCHH

环丙烷结构

H

C

CH

H

环烷烃是石油的主体成分环烷烃是石油的主体成分主体

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第一节石油的组成

（3）芳烃：

凡具有苯环结构的烃称为芳烃。

）芳烃：

凡具有苯环结构的烃称为芳烃。

CH3CH3

邻二甲苯

CH3CH3

间二甲苯

CH3CH3

对二甲苯

CH3

CH3

CH3CH3CH3

连三甲苯

CH3

CH3

偏三甲苯

CH3CH3CH3

CH3CH3

CH3

CH3

均三甲苯

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CH3

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第一节石油的组成

（3）芳烃：

凡具有苯环结构的烃称为芳烃。

）芳烃：

凡具有苯环结构的烃称为芳烃。

为满足排放，在汽车燃料中要控制芳烃的含量。

为满足排放，在汽车燃料中要控制芳烃的含量。

芳烃化学结构稳定，芳烃化学结构稳定，化学安定性好对汽油机：

对汽油机：

I、抗爆性好，辛烷值高、抗爆性好，II、芳烃燃烧温度高、对柴油机：

对柴油机：

燃烧性非常差

NOX

随之变多

炭烟微粒的排放浓度增大

芳烃自燃点高，十六烷值低。

芳烃自燃点高，十六烷值低。

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第一节石油的组成

（4）烯烃：

凡分子结构中含有碳碳双键的烃称为烯烃（也叫做不饱和烃）。

）烯烃：

凡分子结构中含有碳碳双键的烃称为烯烃（也叫做不饱和烃）。

分子通式为：

分子通式为：

CnH2n

原油中不含有烯烃，但在二次加工中产生，要严格控制含量。

原油中不含有烯烃，但在二次加工中产生，要严格控制含量。

在汽油中：

、在汽油中：

a、可使汽油的辛烷值提高b、会汽油在贮存时氧化生胶、在柴油中：

、使柴油具有较好的低温流动性能。

在柴油中：

a、使柴油具有较好的低温流动性能。

b、使柴油自燃点高，发火性差，化学安定性差、使柴油自燃点高，发火性差，c、对汽车排放有不利的影响：

是生成臭氧和毒、对汽车排放有不利的影响：

性物质的重要来源

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第一节石油的组成

三、石油的非烃类组成1、含硫化合物、2、含氧化合物、非烃类化合物3、含氮化合物、4、胶状和沥青化合物、5、矿物质、产生胶质，产生胶质，不易长期贮存腐蚀性污染性使氧化安定性下降，使氧化安定性下降，粘温性变差使催化剂中毒燃烧后形成积炭，燃烧后形成积炭，积炭的来源之一增加磨损腐蚀性

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第一节石油的组成

三、石油的非烃类组成1、含硫化合物、a、硫含量随产地不同而相差很大、高硫石油（高硫石油（低硫石油（低硫石油（>2%<0.5%））

含硫石油（含硫石油（0.5%~2%）b、硫在石油馏分中的分布：

、硫在石油馏分中的分布：

I、随馏分沸点的升高而增加、

II、大部分集中在残油中、

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第一节石油的组成

三、石油的非烃类组成1、含硫化合物、c、硫在石油及其馏分中的形态：

、硫在石油及其馏分中的形态：

元素硫（）元素硫（S）硫化氢（硫化氢（H2S）硫醇（硫醇（RSH））硫醚（硫醚（RSR`））环硫醚d、硫按腐蚀性分类：

、硫按腐蚀性分类：

二硫化物（RSSR`）二硫化物（）I、活性硫化物：

直接与金属起反应的硫化物，如元素硫、硫化氢等、活性硫化物：

直接与金属起反应的硫化物，如元素硫、噻吩及其同系物

II、非活性硫化物：

不直接与金属起反应的硫化物；如硫醚、二硫化物等、非活性硫化物：

不直接与金属起反应的硫化物；如硫醚、但非活性硫化物发生化学反应后生成活性硫化物

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第一节石油的组成

三、石油的非烃类组成2、含氧化合物酸性氧化物含氧化合物中性氧化物酮3、含氮化合物特点：

I、含量少，一般为万分之几到千分之几。

II、和多数烃类化合物一样和多数烃类化合物一样，随石油馏分沸点的升高，其含氮量增加，和多数烃类化合物一样不稳定，易氧化生成有色胶质，油品颜色变深，质量下降，不能长期贮存。

环烷酸（占90%）脂肪酸酚类醛总称石油酸

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第一节石油的组成

三、石油的非烃类组成4、胶状和沥青状物质胶质或沥青质。

胶状和沥青状物质也称胶质或沥青质。

含有原油中：

说明：

4、胶状和沥青状物质包含关系1、含硫化合物2、含氧化合物23、含氮化合物其它物质5、矿物质Si、Ca、Mg、Fe、Na、Al、Mn、V、Ni等元素燃烧后形成灰分，是积碳的来源之一。

灰分，灰分90%以上的氧80%以上的氮50%以上的硫

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第一节石油的组成

四、烃类在石油馏分中的分布总规律：

总规律：

随着石油馏分沸点三类烃的分子量碳原子个数环烷烃和芳香烃的环数即：

碳原子个数少分子量小和环数少碳原子个数少，分子量小和环数少的烃碳原子个数多分子量大和环数多碳原子个数多，分子量大和环数多的烃1、烷烃、随着石油馏分沸点烷烃分布在低沸点馏分中分布在低沸点馏分中低沸点馏分分布在高沸点馏分中分布在高沸点馏分中高沸点馏分

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第一节石油的组成

四、烃类在石油馏分中的分布1、烷烃、

C5~C11C11~C20C20~C36

2、环烷烃、

200℃以内的汽油馏分中，占汽油馏分的50%℃以内的汽油馏分中，占汽油馏分的200℃~350℃的煤油馏分中℃350℃~500℃的煤油馏分中℃

在石油馏分中比较均匀，但在中间馏分中稍多。

在石油馏分中比较均匀，但在中间馏分中稍多。

3、芳烃、随着石油馏分沸点芳烃

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第二节石油的分类

轻质原油一、工业分类法密度法）（密度法）中质原油重质原油特重质原油二、商品分类法低硫原油<0.5%1、含硫量、含硫原油0.5%~2.0%高硫原油>2.0%凝点<-6℃低蜡原油凝点℃（凝点法）凝点法）2、含蜡量、（在一定条件下）在一定条件下）凝点-15℃含蜡原油凝点℃~20℃℃凝点>21℃多蜡原油凝点℃

15ρ4.6<0.830

15ρ4.6=0.830~0.904

15ρ4.6=0.904~0.966

15ρ4.6>0.966

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第二节石油的分类

二、商品分类法3、含胶质量、（在一定条件下）在一定条件下）低胶原油含胶量<17%含胶量含胶量18%~35%含胶原油含胶量含胶量>35%多胶原油含胶量三、化学分类法

K=

1.263T

156ρ15..6

式中：

式中：

K——特性因素特性因素T——该原油的中平均沸点，K。

该原油的中平均沸点，。

该原油的中平均沸点含石蜡多，含石蜡多，凝点高含一定数量的三类烃含有较多的环烷烃，凝点低含有较多的环烷烃，

石蜡基原油：

石蜡基原油：

K>12.15中间基原油：

中间基原油：

K=11.50~12.15环烷基原油：

环烷基原油：

K=10.50~11.50

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第三节石油的炼制方法

一、炼油厂的分类分类标准：

分类标准：

各炼油厂的主要产品二、炼制石油的过程1、一次加工、预处理常、减压蒸馏装置用电化学工艺除去水分、水分、泥沙以及氯化钠等盐类综合利用化：

生产燃料、润滑油、综合利用化：

生产燃料、润滑油、汽油化工原料－化工原料－芳烃和烯烃煤油不同沸点馏分轻柴油重柴油轻质润滑油1、燃料型、汽油、喷气燃料、汽油、喷气燃料、灯用煤轻柴油、重柴油、油、轻柴油、重柴油、重油、重油、燃料气汽油、喷气燃料、汽油、喷气燃料、灯用煤轻柴油、重柴油、油、轻柴油、重柴油、重油、燃料气、重油、燃料气、润滑油

2、燃料－润滑油型、燃料－3、燃料－化工型、燃料－

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第三节石油的炼制方法

二、炼制石油的过程2、二次加工、一次加工所得的馏分，一次加工所得的馏分，按照I、生产的需要、分别进行二次加工II、产品质量要求、

如：

I、需要生产高辛烷值的汽油：

把直馏汽油催化重整、需要生产高辛烷值的汽油：

把直馏汽油催化重整II、需要生产较多的汽油：

催化裂化或加氢裂化、需要生产较多的汽油：

催化裂化或

一次加工的残渣

（二次加工）二次加工）

润滑油

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第三节石油的炼制方法

二、炼制石油的过程3、炼制工艺、I、分离II、转化、III精制I、分离常压蒸馏a、按沸点不同范围分离、减压蒸馏溶剂脱蜡b、按化学组成分离、分子筛脱蜡

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二、炼制石油的过程3、炼制工艺、II、转化、化学结构和沸点范围同时转化：

范围同时转化：

如烷基化热裂化催化转化加氢裂化电化学脱硫醇加氢催化重整化学结构转化：

化学结构转化：

如异构化

III、精制、

净化去硫、净化去硫、氧、氮的化合物：

如氮的化合物：

稳定精制工艺：

把不饱和烃转变为饱和烃，稳定精制工艺：

把不饱和烃转变为饱和烃，如加氢精制

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第三节石油的炼制方法

三、蒸馏蒸馏法概念：

蒸馏法概念：

利用石油中不同分子量和不同结构的烃具有不同沸点的性一次加热后，将一定沸点范围的烃分别收集，质，一次加热后，将一定沸点范围的烃分别收集，从而获得各种燃料和润滑油的一种加工方法。

油的一种加工方法。

汽油

原油

常压蒸馏

煤油柴油重油1、常压蒸馏、减压蒸馏润滑油

蒸馏法2、减压蒸馏、

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第三节石油的炼制方法

四、裂化裂化：

转化工艺之一，裂化：

转化工艺之一，常见有I、热裂化、II、催化裂化、III、加氢裂化、1、热裂化反应：

高分子化合物在高温下裂解为低分子化合物的化学反应。

、热裂化反应：

高分子化合物在高温下裂解为低分子化合物的化学反应。

2、热裂化：

利用热裂化反应把原油中的重质油（分子量较大的烃、热裂化：

热裂化反应把原油中的重质油（类）裂解为轻质燃料油的工艺。

3、催化裂化：

催化剂作用和一定温度的条件下，使沸点较高的原料、催化裂化：

催化剂作用和一定温度的条件下，油经过一系列反应裂化为轻质油的加工工艺。

催化剂功用：

加速反应的进程，并使反应朝着特定方向进行。

催化剂功用：

加速反应的进程，并使反应朝着特定方向进行。

4、加氢裂化：

在有催化剂作用和氢气存在的条件下，使重质油受热、加氢裂化：

在有催化剂作用和氢气存在的条件下，后通过裂化反应转化为轻质油的加工工艺。

后通过裂化反应转化为轻质油的加工工艺。

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第四节石油产品及润滑油的分类

一、总分类

石油产品和润滑剂的总分类表产品命名格式：

产品命名格式：

类别类品种数字FS类———石油产品和有关产品的类别用一个字母石油产品和有关产品的类别用一个字母表示（如右表），），该字母与其它符号用短表示（如右表），该字母与其它符号用短线相隔。

线相隔。

品种———由一组英文字母所组成，其首字总是表由一组英文字母所组成，品种由一组英文字母所组成示级别，示级别，任何后面所跟的字母单独存在时有无含义，无含义，应在有关组或品种的详细分类标准中给予明确规定。

中给予明确规定。

数字：

位于产品名称最后，数字：

———位于产品名称最后，其含义也应规定位于产品名称最后在有关标准中。

在有关标准中。

LWBC各类别的含义燃料溶剂和化工原料润滑剂和有关产品蜡沥青焦

例：

L——G68粘度等级导轨油润滑剂

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第四节石油产品及润滑油的分类

二、润滑剂和有关产品（L类）的分类润滑剂和有关产品（类例1：

L—G68：

粘度等级导轨油润滑剂

例2：

L—CKD320：

按照规定的ISO粘度等级粘度等级按照规定的D级工业齿轮润滑剂级工业齿轮润滑剂润滑剂

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第五节石油添加剂概述

什么叫石油产品添加剂?

什么叫石油产品添加剂随着近代工业的发展，对石油产品质量的要求也在不断提高。

随着近代工业的发展，对石油产品质量的要求也在不断提高。

由于石油中天然组分的局限性，单靠加工工艺本身，往往不能满足使用需要。

为油中天然组分的局限性，单靠加工工艺本身，往往不能满足使用需要。

了提高石油产品的质量，以满足各种使用性能的要求，了提高石油产品的质量，以满足各种使用性能的要求，可加入一些特殊的油溶性有机化合物，这些化合物可以改善石油产品的各种性能，油溶性有机化合物，这些化合物可以改善石油产品的各种性能，它们被称石油产品添加剂。

之为石油产品添加剂采用加入添加剂来提高油品的使用性能，之为石油产品添加剂。

采用加入添加剂来提高油品的使用性能，是既经济又有效的办法。

又有效的办法。

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第五节石油添加剂概述

一、石油添加剂分类和代号润滑剂添加剂（润滑剂添加剂（共9组组1~9））

燃料添加剂（燃料添加剂（共15组11~25）组）按应用场合复合添加剂（复合添加剂（共12组30~3540~42组其它添加剂（其它添加剂（共1组80）组）例：

T106高碱值合成磺酸钙品种清净剂和分散剂品种石油添加剂类506070）

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第五节石油添加剂概述

二、润滑剂添加剂1、清净剂和分散剂、清净剂和分散剂可统称为清净分散剂，清净剂和分散剂可统称为清净分散剂，它是发动机润滑油中用量最大的一种添加剂。

统一符号为：

最大的一种添加剂。

统一符号为：

T1XX。

a、作用：

、作用：

清净剂和分散剂是油溶性表面活性剂，通过将无机酸、清净剂和分散剂是油溶性表面活性剂，通过将无机酸、氧化中间产物和含氧酸中和及增溶，以阻止进一步缩合而生成漆膜和积炭；同时，物和含氧酸中和及增溶，以阻止进一步缩合而生成漆膜和积炭；同时，将已经生成的漆膜分散在油中，阻止其粘膜附在活塞上，将已经生成的漆膜分散在油中，阻止其粘膜附在活塞上，或将开始粘附在活塞上有漆膜和积炭洗下来并防止不溶于油的胶体、漆膜、在活塞上有漆膜和积炭洗下来并防止不溶于油的胶体、漆膜、积炭等凝聚和淤积。

从而保证发动机活塞表面、气缸内表面等清洁干净。

聚和淤积。

从而保证发动机活塞表面、气缸内表面等清洁干净。

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第五节石油添加剂概述

二、润滑剂添加剂1、清净剂和分散剂、b、作用机理：

、作用机理：

酸中和作用：

碱性或高碱性。

酸中和作用：

碱性或高碱性。

可以中和润滑油在高温使用过程中生成的酸性物质，防止进一步氧化缩合，减少漆膜与积炭的生成。

中生成的酸性物质，防止进一步氧化缩合，减少漆膜与积炭的