油料學(xué)緒論-2

1、油料學(xué)油料學(xué)12021-10-26第一章第一章 石油的化學(xué)組成石油的化學(xué)組成油料學(xué)油料學(xué)22021-10-261、基本概念、基本概念油料學(xué)油料學(xué)32021-10-262、石油的組成、石油的組成元素組成元素組成主要元素主要元素微量元素微量元素油料學(xué)油料學(xué)42021-10-26油料學(xué)油料學(xué)52021-10-26化合物組成化合物組成烴類烴類烷烴烷烴環(huán)烷烴環(huán)烷烴芳香烴芳香烴烯烴烯烴炔烴炔烴非烴類非烴類含硫化合物含硫化合物含氧化合物含氧化合物含氮化合物含氮化合物膠狀、瀝青狀膠狀、瀝青狀物質(zhì)物質(zhì)（膠質(zhì)、瀝青質(zhì)）（膠質(zhì)、瀝青質(zhì)）油料學(xué)油料學(xué)62021-10-263、石油的性質(zhì)、石油的性質(zhì)油料學(xué)油料學(xué)7202

2、1-10-26u u 油料學(xué)油料學(xué)82021-10-26油料學(xué)油料學(xué)92021-10-26u 油料學(xué)油料學(xué)102021-10-26油料學(xué)油料學(xué)112021-10-264、石油產(chǎn)品、石油產(chǎn)品燃料：燃料：約占全部石油產(chǎn)品的約占全部石油產(chǎn)品的90以以上。主要用作各類發(fā)動(dòng)機(jī)、鍋爐、上。主要用作各類發(fā)動(dòng)機(jī)、鍋爐、炊具的燃料及照明燈用油。炊具的燃料及照明燈用油。潤滑油和潤滑脂：潤滑油和潤滑脂：約為石油產(chǎn)品總約為石油產(chǎn)品總量的量的5%左右，但品種極多，性質(zhì)差左右，但品種極多，性質(zhì)差別很大。主要用于潤滑機(jī)械，減少別很大。主要用于潤滑機(jī)械，減少摩擦和磨損。摩擦和磨損。蠟、瀝青和石油焦。蠟、瀝青和石油焦。 石油化

3、工產(chǎn)品：主要作有機(jī)石油化工產(chǎn)品：主要作有機(jī)合成工業(yè)的原料或中間體。合成工業(yè)的原料或中間體。石油石油產(chǎn)品產(chǎn)品油料學(xué)油料學(xué)122021-10-26化合物組成化合物組成烴類烴類烷烴烷烴環(huán)烷烴環(huán)烷烴芳香烴芳香烴烯烴烯烴炔烴炔烴非烴類非烴類含硫化合物含硫化合物含氧化合物含氧化合物含氮化合物含氮化合物膠狀、瀝青狀膠狀、瀝青狀物質(zhì)物質(zhì)（膠質(zhì)、瀝青質(zhì)）（膠質(zhì)、瀝青質(zhì)）油料學(xué)油料學(xué)132021-10-261、烷烴、烷烴 分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：碳原子間以單鍵相連成鏈狀，其余價(jià)鍵分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：碳原子間以單鍵相連成鏈狀，其余價(jià)鍵為氫原子所飽和。為氫原子所飽和。HCHHCHHCHHCHHCHHCHHHCCCCCCHCHHHHH

4、HHHHHCCHHHHHHHHH碳鏈呈直鏈的為正構(gòu)烷烴，帶側(cè)鏈或支鏈的為異構(gòu)烷烴。碳鏈呈直鏈的為正構(gòu)烷烴，帶側(cè)鏈或支鏈的為異構(gòu)烷烴。油料學(xué)油料學(xué)142021-10-261.1 烷烴的物理性質(zhì)烷烴的物理性質(zhì)u常溫常壓下，常溫常壓下，C1C4的烷烴為的烷烴為氣體氣體；C5C16的正構(gòu)烷的正構(gòu)烷烴烴為為液體液體，是液體燃料的主要組分；，是液體燃料的主要組分；C17以上的正構(gòu)烷烴以上的正構(gòu)烷烴為固態(tài)為固態(tài)，大都存在于柴油和潤滑油餾分中。，大都存在于柴油和潤滑油餾分中。u甲烷和乙烷是無色無味氣體，其它易揮發(fā)的低分子烷烴具甲烷和乙烷是無色無味氣體，其它易揮發(fā)的低分子烷烴具有汽油味，碳數(shù)多的高分子烷烴無氣味

5、，揮發(fā)性很小。烷有汽油味，碳數(shù)多的高分子烷烴無氣味，揮發(fā)性很小。烷烴是非極性化合物，幾乎不溶于水，但易溶于有機(jī)溶劑。烴是非極性化合物，幾乎不溶于水，但易溶于有機(jī)溶劑。油料學(xué)油料學(xué)152021-10-261.2 烷烴的化學(xué)性質(zhì)烷烴的化學(xué)性質(zhì) 烷烴在常溫常壓下化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，很難被空氣所氧烷烴在常溫常壓下化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，很難被空氣所氧化，與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑和強(qiáng)還原劑都不起作用或反化，與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑和強(qiáng)還原劑都不起作用或反應(yīng)很慢。應(yīng)很慢。a. 燃燒（氧化反應(yīng)）燃燒（氧化反應(yīng)）b. 裂化反應(yīng)裂化反應(yīng)c. 取代反應(yīng)取代反應(yīng)d. 脫氫反應(yīng)脫氫反應(yīng)油料學(xué)油料學(xué)162021-10-26碳原子以單鍵

6、相連成環(huán)狀，其余價(jià)鍵為碳原子以單鍵相連成環(huán)狀，其余價(jià)鍵為H原子所飽和。原子所飽和。H2CH2CCH2CHCHH2CCH2CH2CH2H2CH2CH2CCH2CH2H2C石油中的環(huán)烷烴主要是環(huán)戊烷和環(huán)己烷及其衍生物。石油中的環(huán)烷烴主要是環(huán)戊烷和環(huán)己烷及其衍生物。存在形式除單環(huán)環(huán)烷烴外，還有雙環(huán)或多環(huán)環(huán)烷烴。存在形式除單環(huán)環(huán)烷烴外，還有雙環(huán)或多環(huán)環(huán)烷烴。石油中第二種主要烴類，石油中第二種主要烴類，噴氣燃料的理想組分噴氣燃料的理想組分。2、環(huán)烷烴、環(huán)烷烴油料學(xué)油料學(xué)172021-10-262、環(huán)烷烴、環(huán)烷烴u物理性質(zhì)物理性質(zhì)：環(huán)烷烴的沸點(diǎn)、熔點(diǎn)和密度比相同碳數(shù)的烷烴高，：環(huán)烷烴的沸點(diǎn)、熔點(diǎn)和密度比相

7、同碳數(shù)的烷烴高，但密度仍小于但密度仍小于1g/cm3。環(huán)戊烷等在常溫常壓下為液體，分子量。環(huán)戊烷等在常溫常壓下為液體，分子量大的環(huán)烷烴為固體。大的環(huán)烷烴為固體。u化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)：環(huán)烷烴是飽和烴，在常溫常壓下比較安定，在儲存：環(huán)烷烴是飽和烴，在常溫常壓下比較安定，在儲存過程中過程中不易氧化變質(zhì)不易氧化變質(zhì)。但在不同條件下，也可能發(fā)生。但在不同條件下，也可能發(fā)生氧化、裂氧化、裂化、芳構(gòu)化、異構(gòu)化和取代化、芳構(gòu)化、異構(gòu)化和取代等反應(yīng)。裂化、芳構(gòu)化和異構(gòu)化反等反應(yīng)。裂化、芳構(gòu)化和異構(gòu)化反應(yīng)都是石油加工中的重要反應(yīng)。應(yīng)都是石油加工中的重要反應(yīng)。油料學(xué)油料學(xué)182021-10-26CH3類似于環(huán)烷烴。分

8、子中具有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的烴類稱為芳香烴。類似于環(huán)烷烴。分子中具有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的烴類稱為芳香烴。芳香烴分為單、多環(huán)和稠環(huán)芳香烴。芳香烴分為單、多環(huán)和稠環(huán)芳香烴。石油中的芳香烴一般帶有不同側(cè)鏈。石油中的芳香烴一般帶有不同側(cè)鏈。3、芳香烴、芳香烴油料學(xué)油料學(xué)192021-10-26u物理性質(zhì)物理性質(zhì)：芳香烴在常溫下是液態(tài)或固態(tài)。芳香烴的密度：芳香烴在常溫下是液態(tài)或固態(tài)。芳香烴的密度一般為一般為0.860.9gcm3，比相同碳數(shù)的其它烴類密度大。，比相同碳數(shù)的其它烴類密度大。芳香烴對天然橡膠有較大的芳香烴對天然橡膠有較大的浸蝕浸蝕作用作用。會會惡化惡化噴氣燃料的噴氣燃料的燃燒性能，因而燃燒性能，因而噴氣燃料要限

9、制芳香烴的含量噴氣燃料要限制芳香烴的含量。芳香烴在。芳香烴在汽油機(jī)中燃燒性能很好，是汽油機(jī)中燃燒性能很好，是汽油的良好組分汽油的良好組分。但。但在柴油機(jī)在柴油機(jī)中困難以自燃而燃燒性能很差中困難以自燃而燃燒性能很差。油料學(xué)油料學(xué)202021-10-26u化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)：芳香烴中的苯環(huán)很穩(wěn)定，即使強(qiáng)氧化劑也不：芳香烴中的苯環(huán)很穩(wěn)定，即使強(qiáng)氧化劑也不能使它氧化，也不易起加成反應(yīng)。在一定條件下，帶側(cè)能使它氧化，也不易起加成反應(yīng)。在一定條件下，帶側(cè)鏈芳香烴上的側(cè)鏈會被氧化成有機(jī)酸，鏈芳香烴上的側(cè)鏈會被氧化成有機(jī)酸，帶側(cè)鏈的多環(huán)和帶側(cè)鏈的多環(huán)和稠環(huán)芳香烴很容易被氧化而生成膠狀物質(zhì)稠環(huán)芳香烴很容易被氧化而

10、生成膠狀物質(zhì)，這是，這是油品氧油品氧化變質(zhì)的重要原因之一化變質(zhì)的重要原因之一。油料學(xué)油料學(xué)212021-10-264、不飽和烴、不飽和烴u物理性質(zhì)物理性質(zhì)：在常溫常壓下，小于：在常溫常壓下，小于C5的烯烴是氣體，的烯烴是氣體，C5以以上的烯烴是液體，碳數(shù)多的烯烴是固體。與烷烴類似，隨上的烯烴是液體，碳數(shù)多的烯烴是固體。與烷烴類似，隨分子中碳數(shù)增多，烯烴的沸點(diǎn)和密度增大，但密度都小于分子中碳數(shù)增多，烯烴的沸點(diǎn)和密度增大，但密度都小于1g/cm3。烯烴難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑。烯烴難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑。u化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)：不飽和烴類分子中的雙鍵：不飽和烴類分子中的雙鍵不穩(wěn)定不穩(wěn)定，很，很容易容

11、易發(fā)生發(fā)生加成、氧化和聚合各種反應(yīng)。加成、氧化和聚合各種反應(yīng)。油料學(xué)油料學(xué)222021-10-26 石油中的非烴化合物主要包括石油中的非烴化合物主要包括含硫化合物、含含硫化合物、含氧化合物、含氮化合物以及膠質(zhì)、瀝青質(zhì)氧化合物、含氮化合物以及膠質(zhì)、瀝青質(zhì)。油料學(xué)油料學(xué)232021-10-261.1 硫化物分類硫化物分類根據(jù)對金屬的腐蝕性不同分為以下三類：根據(jù)對金屬的腐蝕性不同分為以下三類：u(1)活性硫活性硫:主要是元素硫、硫化氫和低分子硫醇主要是元素硫、硫化氫和低分子硫醇u(2)硫醚（硫醚（RSR）和二硫化合物（）和二硫化合物（RSSR）：常溫下呈中：常溫下呈中性、不腐蝕金屬、受熱后能分解產(chǎn)生

12、具有腐蝕性物質(zhì)的性、不腐蝕金屬、受熱后能分解產(chǎn)生具有腐蝕性物質(zhì)的硫化物。硫化物。u(3)雜環(huán)化合物雜環(huán)化合物：對金屬沒有腐蝕性，熱穩(wěn)定性好：對金屬沒有腐蝕性，熱穩(wěn)定性好油料學(xué)油料學(xué)242021-10-261.2 硫化物的分布硫化物的分布u天然氣天然氣中主要以硫化氫、二硫化物存在中主要以硫化氫、二硫化物存在u原油原油中存在硫化氫、硫醇、硫醚等中存在硫化氫、硫醇、硫醚等u直餾汽油直餾汽油中主要存在元素硫、硫化氫、硫醇、硫醚以及少中主要存在元素硫、硫化氫、硫醇、硫醚以及少量二硫化物和噻吩量二硫化物和噻吩u直餾中間餾分直餾中間餾分中主要有硫醚類和噻吩類中主要有硫醚類和噻吩類u直餾高沸餾分直餾高沸餾分中

13、的硫化物主要是稠環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物和硫原中的硫化物主要是稠環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物和硫原子在環(huán)結(jié)構(gòu)上的雜環(huán)化合物子在環(huán)結(jié)構(gòu)上的雜環(huán)化合物油料學(xué)油料學(xué)252021-10-261.3 硫化物的危害硫化物的危害u硫化物能加速油品氧化，生成膠狀物質(zhì)，使油品變質(zhì)，嚴(yán)硫化物能加速油品氧化，生成膠狀物質(zhì)，使油品變質(zhì)，嚴(yán)重影響油品的儲存安定性。重影響油品的儲存安定性。u硫化物引起儲油設(shè)備、加工裝置等的嚴(yán)重腐蝕。硫化物引起儲油設(shè)備、加工裝置等的嚴(yán)重腐蝕。u硫化物還影響汽油的硫化物還影響汽油的，減弱抗爆劑的作用。，減弱抗爆劑的作用。u石油加工中生成含硫化氫和低分子硫醇的惡臭氣體以及合石油加工中生成含硫化氫和低分子硫醇的惡臭氣體

14、以及合硫燃料燃燒產(chǎn)生的含硫燃料燃燒產(chǎn)生的含SO3和和SO2廢氣，嚴(yán)重污染大氣。廢氣，嚴(yán)重污染大氣。汽油的抗爆性是表示汽油在一定壓縮汽油的抗爆性是表示汽油在一定壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)中無爆震地運(yùn)行的性能比發(fā)動(dòng)機(jī)中無爆震地運(yùn)行的性能。汽。汽油在貧混合氣（過?？諝庀禂?shù)油在貧混合氣（過?？諝庀禂?shù)=0.81.0）狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)的抗爆性用辛烷值）狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)的抗爆性用辛烷值來表示，在富混合氣時(shí)（來表示，在富混合氣時(shí)（=0.60.65）的抗爆性用品度來衡量。因而車用汽的抗爆性用品度來衡量。因而車用汽油和航空汽油抗爆性的表示方法有所油和航空汽油抗爆性的表示方法有所不同。不同。油料學(xué)油料學(xué)262021-10-261.4 防

15、止方法防止方法u通常采用通常采用酸堿洗滌酸堿洗滌、催化加氫催化加氫、催化氧化催化氧化等方法除去各類油等方法除去各類油品中的硫化物。品中的硫化物。酸堿洗滌酸堿洗滌：硫醇、硫酚及硫化氫與氫氧化鈉作用生成鈉鹽。硫醇、二：硫醇、硫酚及硫化氫與氫氧化鈉作用生成鈉鹽。硫醇、二硫化物均溶于硫酸中。噻吩易被濃硫酸所磺化，其產(chǎn)物溶在硫酸中而硫化物均溶于硫酸中。噻吩易被濃硫酸所磺化，其產(chǎn)物溶在硫酸中而被除去。被除去。催化氧化催化氧化：以磺化酞青鈷或聚酞青鈷等為催化劑，可以使油品中的硫：以磺化酞青鈷或聚酞青鈷等為催化劑，可以使油品中的硫醇氧化成二硫化物，達(dá)到油品脫臭和降低對金屬腐蝕能力的目的。醇氧化成二硫化物，達(dá)到

16、油品脫臭和降低對金屬腐蝕能力的目的。催化加氫催化加氫：是最有效的脫硫方法，在一定溫度、氫氣壓力和存在催化：是最有效的脫硫方法，在一定溫度、氫氣壓力和存在催化劑的條件下，油品中各類硫化物全部被破壞加氫，生成飽和烴和硫化劑的條件下，油品中各類硫化物全部被破壞加氫，生成飽和烴和硫化氫，從而脫除油品中的各類硫化物。氫，從而脫除油品中的各類硫化物。油料學(xué)油料學(xué)272021-10-26u石油中的含氧化合物大部分集中在石油中的含氧化合物大部分集中在膠質(zhì)和瀝青質(zhì)膠質(zhì)和瀝青質(zhì)中，因而，中，因而，膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量多的重質(zhì)石油，其含氧量一般比較高。膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量多的重質(zhì)石油，其含氧量一般比較高。u石油中的石油中的含氧

17、化合物含氧化合物分為分為中性氧化物中性氧化物和和酸性氧化物酸性氧化物兩類。兩類。中性氧化物有醛、酮類，它們在石油中含量極少，并不重要。中性氧化物有醛、酮類，它們在石油中含量極少，并不重要。酸性氧化物有環(huán)烷酸、脂肪酸和酚類，總稱石油酸，其中環(huán)烷酸酸性氧化物有環(huán)烷酸、脂肪酸和酚類，總稱石油酸，其中環(huán)烷酸占占90%左右。左右。油料學(xué)油料學(xué)282021-10-26環(huán)烷酸的環(huán)烷酸的物理性質(zhì)物理性質(zhì)：相對密度一般在：相對密度一般在0.931.02之間，隨著分之間，隨著分子量的增大，沸點(diǎn)的升高，環(huán)烷酸的相對密度增加，顏色由淺子量的增大，沸點(diǎn)的升高，環(huán)烷酸的相對密度增加，顏色由淺變深直至暗褐色，其粘度也隨之增

18、大直到呈粘稠狀，有的甚至變深直至暗褐色，其粘度也隨之增大直到呈粘稠狀，有的甚至呈半固體狀態(tài)。環(huán)烷酸在水中溶解度很小，高分子環(huán)烷酸幾乎呈半固體狀態(tài)。環(huán)烷酸在水中溶解度很小，高分子環(huán)烷酸幾乎不溶于水，但溶于石油烴類。不溶于水，但溶于石油烴類。環(huán)烷酸的環(huán)烷酸的化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)：弱酸性，對金屬有腐蝕作用。環(huán)烷酸與堿：弱酸性，對金屬有腐蝕作用。環(huán)烷酸與堿起中和反應(yīng)，生成各種鹽類，其堿金屬鹽類能很好地溶于水。起中和反應(yīng)，生成各種鹽類，其堿金屬鹽類能很好地溶于水。 采用采用堿洗堿洗的方法除去石油中的環(huán)烷酸的方法除去石油中的環(huán)烷酸。油料學(xué)油料學(xué)292021-10-26u大部分氮化物以膠狀、瀝青狀物質(zhì)存在于渣油

19、中。大部分氮化物以膠狀、瀝青狀物質(zhì)存在于渣油中。u危害危害：石油中氮含量雖少，但對油品儲運(yùn)、油品使用及石油：石油中氮含量雖少，但對油品儲運(yùn)、油品使用及石油加工影響卻很大。在儲運(yùn)過程中，因?yàn)楣狻囟群涂諝庵醒跫庸び绊憛s很大。在儲運(yùn)過程中，因?yàn)楣狻囟群涂諝庵醒醯淖饔?，的作用，氮化物很容易生成膠質(zhì)氮化物很容易生成膠質(zhì)，極少量的生成物就會導(dǎo)至極少量的生成物就會導(dǎo)至油品顏色變深并產(chǎn)生臭味油品顏色變深并產(chǎn)生臭味。氮化物還會使石油加工中的催化氮化物還會使石油加工中的催化劑中毒劑中毒。u消除含氮化合物的方法消除含氮化合物的方法：用：用酸洗酸洗或或催化加氫精制催化加氫精制等方法可以等方法可以脫除油品中的部分氮化物。脫除油品中的部分氮化物。油料學(xué)油料學(xué)302021-10-26u石油中的非烴化合物，大部分以膠狀及瀝青狀物質(zhì)存在于石油中的非烴化合物，大部分以膠狀及瀝青狀物質(zhì)存在于石油的殘?jiān)椭小Ｊ偷臍堅(jiān)椭?。u膠質(zhì)膠質(zhì)：一般指能溶于石油醚（低沸點(diǎn)烷烴）、苯、三氯甲：一般指能溶于石油醚（低沸點(diǎn)烷烴）、苯、三氯甲烷（烷（CHCl3）和二硫化碳（）和二硫化碳（CS2），而不溶于乙醇的物質(zhì)。），而不溶于乙醇的物質(zhì)。瀝青質(zhì)是能溶于苯、三氯甲烷和二硫化碳，但不溶于石油瀝青質(zhì)是能溶于苯、三氯甲烷和二硫化碳，但不溶于石油醚和乙醇的物質(zhì)。醚和乙醇的物質(zhì)。u瀝青質(zhì)瀝