主讲人:廖兴威 31号 106团队: 队员:张传忍 51号 吴铭浩 43号 雷帅 25号 蔡永青 11号 林志强 32号
石油及其产品的性质 知识目标: 了解石油一般性状、元素组成、烃类组成、馏分组成和非烃类组成;
一、石油的一般性状及化学组成 1、石油的外观性质 各类原油的主要外观性质 性状 影响因素 常规原油 特殊原油 我国原油 颜色 胶质和沥青质含量越多,石油的颜色越深 大部分石油是黑色,也有暗绿或暗褐色 显赤褐、浅黄色,甚至无色 四川盆地:黄绿色 玉门:黑褐色 大庆:黑色 相对密度 胶质、沥青质含量多,石油的相对密度就大 一般在0.80~0.98之间 个别高达1.02 或低到0.71 一般在0.85~0.95之间,属于偏重的常规原油 流动性 常温下石油中含蜡量少,其流动性好 一般是流动或半流动状的粘稠液体 个别是固体或半固体 蜡含量和凝固点偏高,流动性差 气味 含硫量高,臭味较浓 有程度不同的臭味 含硫相对较少,气味偏淡
2.石油的元素组成 石油主要由碳、氢两种元素以及硫、氮、氧 及一些微量金属、非金属元素组成。 原油中元素组成的质量分数 原油元素组成 常规原油中元素含量* 特殊原油 我国原油 主要元素 (C、H) C:83%~87% H:11%~14% 合计:96%~99% H/C原子比高,油品轻油收率高 少量元素 (S、N、O) S: 0.06% ~ 0.8% N:0.02% ~ 1.7% O:0.08% ~ 1.82% 合计:1%~4% 委内瑞拉(博斯坎)原油含硫量高达5.7%;阿尔及利亚原油含氮量高达2.2% 含S量偏低,多数<1% 含N量偏高,多数>0.3% 微量金属、非金属元素(30余种) 金属元素和非金属元素含量甚微,大约在10-6~10-9级 大多数原油Ni多,V少 *含量均为质量分数
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 。 1)烃类类型及分布规律 3.石油的烃类组成 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 。 1)烃类类型及分布规律 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
a、含硫化合物 硫在石油中少量以元素硫和硫化氢形式存在,大多数以有机硫化物形式存在,如硫醇、硫醚、环硫醚、二硫化物、噻吩及其同系物等。 主要危害是:①对设备管线有腐蚀作用。②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。③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。④在二次加工过程中,使某些催化剂中毒,丧失催化活性。
b、含氮化合物 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。 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。
C、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。 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。
d、胶状沥青状物质 胶质一般能溶于石油醚(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。
5、石油的馏分组成 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。 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。
本章小结: 颜色:石油是黑色、暗绿或暗褐色,少数显赤褐、浅黄色,甚无色。 1.原油的一般性状及组成 元素组成:C、H: 96%~99%,S、N、O及微量金属和非金属:1%~4% 密度:相对密度为0.80~0.98,少数高达1.02或低到0.71。 气味:有程度不同的臭味 烃类组成:烷烃、环烷烃和芳香烃,不含烯烃和炔烃 馏分组成:<200℃为汽油馏分,200~350℃的馏分为煤、柴油馏分, 350~500℃的馏分为减压馏分,>500℃的馏分为渣油馏分。 非烃组成:含S、N、O化合物及胶质、沥青质 性状 组成 流动性:是流动或半流动状的粘稠液体 颜色:石油是黑色、暗绿或暗褐色,少数显赤褐、浅黄色,甚无色。