第五章 石油化学品 Chapter 5 Petroleum Chemicals

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1 第五章 石油化学品 Chapter 5 Petroleum Chemicals

2 复习：石油化学品类型 按应用对象分类 油田化学品 石油炼制催化剂 （催化裂化、 催化重整、 加氢精制、 加氢裂化等） 溶剂 其他化学品
石油炼制化学品 通用化学品 钻井用化学品 采油用化学品 提高采收率用化学品 油气集输用化学品 水处理用化学品 油田化学品 燃料油添加剂 润滑油添加剂 石油产品添加剂

3 第五章 石油化学品 第三节 石油产品添加剂

4 第三节 石油产品添加剂 第四节 典型产品生产技术 Topics for Today 了解石油产品添加剂主要类型及典型品种；
理解辛烷值与汽油抗爆震的关系； 理解降滤失剂主要品种的生产工艺特点； 弄清润滑脂组成、了解润滑脂分类； 理解润滑脂生产技术特点：生产步骤与设备；

5 概 述 石油产品类型： 石油产品添加剂： 燃料：汽油、煤油、柴油、液化石油气、喷气燃料等。
概 述 石油产品类型： 燃料：汽油、煤油、柴油、液化石油气、喷气燃料等。 功能产品及原材料：润滑油、润滑脂、石蜡、沥青；化工原料。 石油产品添加剂： 为改进石油产品使用性能和保存性能而采用的化学助剂，如石油燃料添加剂、润滑油添加剂、润滑脂添加剂等。

6 一、石油燃料添加剂 保护性添加剂 解决燃料贮运中出现问题的助剂——抗氧化剂、金属钝化剂、抗腐蚀剂等。 使用性添加剂
解决燃料燃烧或使用过程中出现问题的助剂——车用汽油专用、喷气燃料专用、柴油专用、燃料油专用添加剂等。

7 （一）通用的保护性添加剂 1、抗氧化剂 2、金属钝化剂 3、抗腐蚀剂 使用目的：防止燃料氧化生成胶质沉淀
抗氧化机理：通过氢给予方式使自由基失活 主要品种：酚类（抗氧剂264）；对苯二胺类 2、金属钝化剂 使用目的：防止溶解金属催化燃料的氧化反应 3、抗腐蚀剂 使用目的：防止燃料中水分腐蚀设备

8 （二）车用汽油专用添加剂 1、抗爆震剂 爆震：气缸内油气温度压力升高“自燃”引起的燃烧压力波与“正常点火”产生的燃烧压力波相碰撞，产生剧烈的气体震动，并发出特有的金属撞击声，称为‘爆震’ (Knocking )。　 辛烷值：燃料的抗爆震性是以辛烷值（Octane Number）来表示. 抗震性能最好的是异辛烷, 辛烷值定为100,抗震性最差的是正庚烷,定其辛烷值为零. 汽油标号含义：标号值为辛烷值，代表汽油的抗爆性。市面销售的汽油标号主要有90#、93#、97#，有些沿海地区还有98#甚至100# 行业内将按比例混合的异辛烷和正庚烷作为参照标准，当混合物的抗爆性与某种汽油一样时，就用混合物中异辛烷的比例来命名这种汽油。

9 抗爆剂作用与类型 抗爆剂的作用 抗爆剂的类型 烷基铅，醚类，醇类化合物 四乙基铅Pb(C2H5)4 醚类:甲基叔丁基醚(ＭＴＢＥ)
提高车用汽油的辛烷值 抗爆剂的类型 烷基铅，醚类，醇类化合物 四乙基铅Pb(C2H5)4 燃烧后放出的尾气中所含微量的铅化合物已成为公害. 醚类:甲基叔丁基醚(ＭＴＢＥ)

10 （二）车用汽油专用添加剂 2、抗表面引燃剂 3、汽化器清洁剂 4、防冰剂 使用目的：防止燃料在燃烧室表面提前点火
使用目的：防止沉积物干扰汽化器运转 4、防冰剂 使用目的：防止低温气候条件下水分在汽化器结冰

11 （三）喷气燃料专用添加剂 喷气发动机燃料：又称航空涡轮燃料，由煤油馏分精制得到，飞机、火箭、导弹、飞船等航天器使用燃料。 １、抗静电剂
避免喷气燃料在流动或转移中因湍流产生静电火花。 ２、抗菌剂 抑制细菌生长形成不溶性产物。 ３、抗冰剂 防止喷气燃料在高空使用中冷却结冰堵塞滤网和油路。 ４、抗烧蚀剂 防止喷气火焰筒产生烧蚀。

12 （四）柴油专用添加剂 1、分散剂 2、低温流动改进剂 3、引燃改进剂（十六烷值改进剂） 4、消烟剂 使柴油中的不溶物分散悬浮，避免沉积堵塞。
改善低温流动性[类似油气集输用降凝剂(倾点下降剂)] ：E-VAc共聚物等 3、引燃改进剂（十六烷值改进剂） 提高柴油自燃性 十六烷值：柴油自燃性（抗爆震）指标 正十六烷定为100，甲基萘定为0 4、消烟剂 减少柴油机排气中的黑烟

13 （五）燃料油专用添加剂 1、油渣抑制剂或分散剂 2、低温流动改进剂 3、灰分改性剂
燃料油（Fuel Oil）：石油加工过程中在汽、煤、柴油之后从原油中分离出来的较重的剩余产物。 燃料油类型：按用途分为船用燃料油、炉用燃料油及其他燃料油。 1、油渣抑制剂或分散剂 2、低温流动改进剂 3、灰分改性剂

14 二、润滑油添加剂 １、金属清净剂 ２、无灰分散剂 ３、抗氧化剂 ４、黏度指数改进剂（增黏剂）：大多为聚合物 ５、降凝剂（倾点降低剂）
原油降凝剂：防止在开采、输送中管道内凝固堵塞 润滑油降凝剂：防止低温下使用时发生凝固 ６、极压抗磨剂 ７、油性剂 ８、金属钝化剂 ９、防锈剂 １０、抗泡剂 倾点(pour point) :表示石油产品低温流动性的一项质量指标，是指样品在标准条件下冷却至开始停止流动的温度。其值稍高于凝固点2.5~3℃。

15 第五章 石油化学品 第四节 典型产品生产技术

16 钻井液处理剂-降滤失剂品种 （1）褐煤和腐殖酸 （2）碘甲基褐煤 （3）硝基腐殖酸 （4）羧甲基纤维素钠（CMC）
P130~131 （1）褐煤和腐殖酸 （2）碘甲基褐煤 （3）硝基腐殖酸 （4）羧甲基纤维素钠（CMC） （5）羧甲基淀粉钠（CMS） （6）木质素磺酸盐（cfp29、p151） （7）水解聚丙烯腈 （8）磺甲基酚醛树脂

17 结构特征-纤维素、淀粉、木质素 羧甲基纤维素 纤维素 淀粉
Melting point 300°C Water solubility soluble 纤维素 木质素是由四种醇单体（对香豆醇、松柏醇、5-羟基松柏醇、芥子醇）形成的一种复杂酚类聚合物 木质素是由高度取代的苯基丙烷单元随机聚合而成的高分子 形成植物骨架的主要成分，在数量上仅次于纤维素 淀粉

18 一、泥浆处理剂 1、羧甲基纤维素钠（ Carboxymethyl Cellulose CMC） 油田化学品：降失水剂（降滤失剂）
其他用途：黏合剂、食品糊料（增稠剂）[用于冰淇淋、果酱、面包、糕点等]、抛光剂、医药、化妆品等。

19 2、羧甲基淀粉钠（CMS） 丝化 羧甲基化 油田化学品：降失水剂（降滤失剂） 其他用途：洗涤剂工业、食品工业、医药工业等。

20 3、木质素磺酸盐 油田化学品：降失水剂（降滤失剂）、泥浆分散剂 其他用途：水泥减水剂、矿石浮选剂、橡胶炭黑分散剂。
在自然界中 ,木质素的储量仅次于纤维素 ,而且每年都以500 亿吨的速度再生。制浆造纸工业每年要从植物中分离出大约 1.4 亿吨纤维素 ,同时得到 5000万吨左右的木质素副产品,但迄今为止 ,超过95 %的木质素仍以“黑液”直接排入江河或浓缩后烧掉 ,很少得到有效利用。 油田化学品：降失水剂（降滤失剂）、泥浆分散剂 其他用途：水泥减水剂、矿石浮选剂、橡胶炭黑分散剂。 P29

21 二、聚α-烯烃降凝剂 润滑油添加剂 聚合原理：配位阴离子聚合，齐格勒- 纳塔催化剂

22 三、石油燃料添加剂 金属钝化剂T1201

23 四、润滑脂及其生产技术 润滑脂组成 润滑脂：一种固体或半流体的润滑剂，具有较好的润滑性、可塑性和黏附性，俗称黄油。 润滑油 稠化剂
（基础油） 润滑脂组成 稠化剂作用：在基础油（液体润滑剂）中分散并形成结构骨架，使液体润滑剂被吸附和固定在结构骨架中，从而形成具有塑性的半固体润滑脂 。 稠化剂 可塑性：低负荷时，润滑脂呈现固体的性质，而在某个临界负荷时，润滑脂开始塑性变形。去掉负荷后，又恢复固体的性质。 石油产品添加剂 为改善润滑脂的使用性能，添加抗氧化、抗腐蚀以及防锈、抗磨和抗极压、填料、颜料、染料等添加剂。

24 润滑脂分类 耐热性、抗水性、防锈、机械安定性等。 按使用性能 车体底盘用、滚动轴承用、汽车轮毂用、塑料齿轮用等。 按使用部位 按稠化剂类型
润滑脂并不是一个什么新的化合物，只不过是在润滑液体里添加了一些能起稠化作用的物质，把液体滞化而成半固体。实际上是稠化了的润滑油，在常温下是半固体膏状。 烃基脂、皂基脂、有机脂（聚四氟乙烯、脲类）、无机脂（硅胶、膨润土）等。 皂基(即脂肪酸金属盐)脂：使用最广泛，占90%，主要有钙基、钠基、复合铝基、锂基等品种。

25 润滑脂的主要性能指标 ①滴点：指在规定的条件下加热，达到一定流动性时的温度。它大体上可以决定润滑脂的使用温度（滴点比使用温度高 度） ②锥入度：指在规定的温度和负荷下试验锥体在 5s 内自由垂直刺入油脂中的深度（单位为 1/10mm ）。它是润滑脂稠度和软硬程度的衡量指标。 ③胶体安定性（析油性）：指在外力作用下润滑脂能在其稠化剂的骨架中保存油的能力，用分油量来判定。当润滑脂的析油量超过 5%-20% 时，此润滑脂基本上不能使用。 ④氧化安定性：指在储存和使用中抵抗氧化的能力。 ⑤机械安定性：指在机械工作条件下抵抗稠度变化的能力。机械安定性差，易造成润滑脂的稠度下降。 ⑥蒸发损失：指在规定条件下，其损失量所占总量的百分数。它是影响润滑脂使用寿命的一项重要因素。 ⑦抗水性：指在水中不溶解、不从周围介质中吸收水分和不被水洗掉的能力。 ⑧相似黏度：指其非牛顿流体流动时的剪应力与剪速之比值。转速高时其黏度低，反之则黏度较大。

26 润滑脂的生产过程 1、润滑脂主要生产步骤 2、炼制成脂工艺流程 3、润滑脂的生产技术 润滑油 稠化剂 稳定的胶体分散体系 添加剂
lubricating grease

27 1、润滑脂的主要生产步骤 （1）生产准备：原料精制、质检、配比、计量等 （2）皂基制备：油脂+碱+部分润滑油
加润滑油目的：使皂化后的皂能在后续工序中迅速、均匀分散在润滑油内 （3）稠化成脂：加润滑油分散 （4）冷却研磨 目的：均匀化程度影响产品针入度、分油量和机械安定性 输送设备：齿轮泵 研磨设备：三辊机 （5）包装

28 2、炼制成脂工艺流程 皂化 稠化

29 炼制成脂工艺流程 皂化 稠化

30 3、润滑脂的生产技术 （1）钙基润滑脂生产技术 （2）合成锂基润滑脂生产技术 制造原料和组成：动植物油钙皂＋润滑油
钙基脂生产技术概述：皂化、稠化、冷却研磨 （2）合成锂基润滑脂生产技术 锂基润滑脂的制造原料和组成：合成脂肪酸锂皂 影响生产工艺的因素：炼制温度、冷却条件 合成锂基脂生产工艺概述：皂化、稠化、冷却研磨

31 小 结 summary 石油产品添加剂：石油燃料、润滑油、润滑脂添加剂 理解辛烷值与汽油抗爆震的关系；
润滑脂及其组成：润滑油、稠化剂、添加剂 润滑脂主要生产步骤及设备：皂化、稠化、冷却研磨；齿轮泵、三辊机