石油的基本組成及其性質(zhì)

1、-作者xxxx-日期xxxx石油的基本組成及其性質(zhì)【精品文檔】石油的基本組成及其性質(zhì)：         （一）石油的元素組成：     石油是埋藏于地下的天然礦產(chǎn)物八圣過勘探、開采出的未經(jīng)煉制的石油也叫做原油。在常溫下,原油大都呈流體或半流體狀態(tài),顏色多為黑或深棕色,少教為暗綠、赤褐或黃色,并且有特殊氣昧。原油經(jīng)過煉制后的成品叫做石油產(chǎn)品。    不同產(chǎn)地的原油,其相對(duì)密度也不相同,但一般都小于l,多在0.8一0.98之間,個(gè)別低于0.

2、70。凝點(diǎn)的差異也較大,有的高達(dá)30C以上,有的卻低于一50C。    原油之所以在外觀和物理性質(zhì)上存在差異,根本原因在于其化學(xué)組分不完全相同。原油既不是由單一元索組成的單質(zhì),也不是由兩種以上元素組成的化合 物,而是由各種元素組成的多種化合物的混合物。因此,其性質(zhì)就不象單質(zhì)和純化合物那樣確定，而是所含各種化合物性質(zhì)的綜合體現(xiàn)。    原油的主要組成成分是碳和氫,碳?xì)浠衔镆埠喎Q為烴,烴是原油加工和利用的主要對(duì)象。    原油中所含各種元索并不是以單質(zhì)形式存在,而是以相互結(jié)合的

3、各種碳?xì)浼胺翘細(xì)浠衔锏男问蕉嬖凇?#160;   原油中含有的硫、氧、氮等元素與碳、氫形成的硫化物、氮化物、氧化物和膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等非烴化合物,其含量可達(dá)10%一20%,這些非烴化合物大都 對(duì)原油的加工及產(chǎn)品質(zhì)量帶來不利影響,在石油的煉制過程中應(yīng)盡可能將它們除去。此外,原油中所含微量的氯、碘、砷、磷、鎳、釩、鐵、鉀等元素,也是以化合 物的形式存在。其含量雖小,對(duì)石油產(chǎn)品的影響不大,但其中的砷會(huì)使得催化重整的催化劑中毒,鐵、鎳、釩會(huì)使催化裂化的催化劑中毒。故在進(jìn)行原油的這類加工 時(shí),對(duì)原料要有所選擇或進(jìn)行預(yù)處理。    （二

4、）石油的烴類組成:    石油中的烴類按其結(jié)構(gòu)不同,大致可分為烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴和不飽和烴等幾類。不同烴類對(duì)各種石油產(chǎn)品性質(zhì)的影響各不相同。    l.烷烴    烷烴是石油的重要組分,凡是分子結(jié)構(gòu)中碳原子之間均以單鍵相互結(jié)合,其余碳價(jià)都為氫原子所飽和的烴叫做烷烴,它是一種飽和烴,其分子通式為CnH2n+2。    烷烴是按分子中含烴原子的數(shù)目為序進(jìn)行命名的,碳原子數(shù)為l-10的分別用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示;10以

5、上者則直按用中文 數(shù)字表示J目只含一個(gè)碳原子的稱為甲烷;含有十六個(gè)碳原子的稱為十六烷。這樣,就組成了為數(shù)眾多的烷烴同系物。    烷烴按其結(jié)構(gòu)之不同又可分為正構(gòu)烷烴與異構(gòu)烷烴兩類,凡烷烴分子主碳鏈上沒有支碳鏈的稱為手寧導(dǎo),而有支鏈結(jié)構(gòu)的稱為異構(gòu)烷。    在常溫下,甲烷至丁烷的正構(gòu)烷呈氣態(tài);戊烷至十五烷的正構(gòu)烷呈液態(tài);十六烷以上的正構(gòu)烷呈蠟狀固態(tài)(是石蠟的主要成分）。    由于烷烴是一種飽和烴,故在常溫下,其化學(xué)安定性較好,但不如芳香烴。在一定的高溫條件下,烷烴容易分解并生

6、成醇、醛、酮、醚、羧酸等一系列氧化產(chǎn)物。稅烴的密度最小,粘溫性最好,是燃料與潤滑油的良好組分。    正構(gòu)烷與異構(gòu)烷雖然分子式相同,但由于分子結(jié)構(gòu)不同,性質(zhì)也有所不同。異構(gòu)烷烴較碳原子數(shù)相同的正構(gòu)烷烴沸點(diǎn)要低,且異構(gòu)化愈甚則沸點(diǎn)降低愈顯 著。另外,異構(gòu)烷烴比正構(gòu)烷烴粘度大,粘溫性差。正構(gòu)烷烴因其碳原子呈直鏈排列,易產(chǎn)生氧化反應(yīng).,即發(fā)火性能好,它是壓燃式內(nèi)燃機(jī)燃料的良好組分。但正 構(gòu)烷烴的含量也不能過多,否則凝點(diǎn)高,低溫流動(dòng)性差。異構(gòu)烷由于結(jié)構(gòu)較緊湊,性質(zhì)安定,雖然發(fā)火性能差,但燃燒時(shí)不易產(chǎn)生過氧化物,即不易引起混合氣爆 燃,它是點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的良好組分。

7、    2.環(huán)烷烴    環(huán)烷烴的化學(xué)結(jié)構(gòu)與烷烴有相同之處,它們分子中的碳原子之間均以一價(jià)相互結(jié)合,其余碳價(jià)均與氫原子結(jié)合。其碳原子相互連接成環(huán)狀,故稱為環(huán)烷烴。由于環(huán)烷烴分子中所有碳價(jià)都己飽和,因而它也是飽和烴。環(huán)烷烴的分子通式為CnH2n。    環(huán)烷烴具有良好的化學(xué)安定性,與烷烴近似但不如芳香烴。其密度較大,自燃點(diǎn)較高,辛烷值居中。它的燃燒性較好、凝點(diǎn)低、潤滑性好,故也是汽油、潤 滑油的良好組分。環(huán)烷烴有單環(huán)烷烴與多環(huán)烷烴之分。潤滑油中含單環(huán)烷烴多則粘溫性能好,含多環(huán)烷

8、烴多則粘溫性能差。    3.芳香烴    芳香烴是一種碳原子為環(huán)狀聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu),單雙鍵交替的不飽和烴,分子通式有CnH2n-6、CnH2n-12、CnH2n-18等。它最初是由天然樹 脂、樹膠或香精油中提煉出來的,具有芳香氣味,所以把這類化合物叫做芳香烴。芳香烴都具有苯環(huán)結(jié)構(gòu),但芳香烴并不都有芳香味。    芳香烴化學(xué)安定性良好,與烷烴、環(huán)烷烴相比,其密度最大.自燃點(diǎn)最高,辛烷值也最高,故其為汽油的良好組分。但由于其發(fā)火性差,十六烷值低,故對(duì) 于柴油而言則是不良組分。潤滑油中若

9、含有多環(huán)芳香烴則會(huì)使其粘溫性顯著變壞,故應(yīng)盡量去除。此外,芳香烴對(duì)有機(jī)物具有良好的溶解力,故某些溶劑油中需有適 當(dāng)含量但因其毒性較大,含量應(yīng)予控制。    4.不飽和烴    不飽和烴在原油中含量極少,主要是在二次加工過程中產(chǎn)生的。熱裂化產(chǎn)品中含有較多的不飽和烴,主要是烯烴,也有少量二烯烴,但沒有炔烴。    烯烴的分子結(jié)構(gòu)與烷烴相似,即呈直鏈或直鏈上帶支鏈。但烯烴的碳原子間有雙價(jià)鍵。凡是分子結(jié)構(gòu)中碳原子間含有雙價(jià)鍵的烴稱為烯烴,分子通式有CnH2n、CnHo2n-2等。分子

10、間有兩對(duì)碳原子間為雙鍵結(jié)合的則稱為二烯烴。烯烴的化學(xué)安定性差,易氧化生成膠質(zhì),但辛烷值較高，凝點(diǎn)較低。故有時(shí)也將熱裂化餾分(含有烯烴、二烯烴)摻入汽油中以提高其辛烷值;摻人柴油中以降低其凝點(diǎn)。但因烯烴安定性差，這類摻合產(chǎn)品均不宜長期儲(chǔ)存,摻有熱裂化餾分的汽油還應(yīng)加入抗氧防膠劑。    （三） 石油中的非烴化合物：     石油中的非烴化合物含量雖少,但它們大都對(duì)石油煉制及產(chǎn)品質(zhì)量有很大的危害,是燃料與潤滑油的有害成分，所以在煉制過程中要盡可能將它們?nèi)コ?。非烴類化合物主要有,含硫化合物、含氧化物、含氮化合物、膠質(zhì)與瀝

11、青質(zhì)。各種非烴化合物的基本性質(zhì)    （四） 石油的分類及其性質(zhì)：     石油的分類方法主耍有以下幾種。    l.工業(yè)分類法    在工業(yè)上通常按石油的相對(duì)密度將其分為四類壩表1-1所列。2.商品分類法    (l)按含硫量分類按含硫量之不同,可將原油分為三類,見表1-2所列。(2)按含蠟量分類 -般是在石油中取出一餾分,其粘度值為 53mm2/s(50C),然后測其凝點(diǎn)。當(dāng)凝點(diǎn)低于一6

12、9;C時(shí),稱為低蠟原油;當(dāng)凝點(diǎn)在一15'C一20'C時(shí),稱為含蠟原油;當(dāng)凝點(diǎn)大于21.C時(shí),稱為多蠟原油。(3)按含膠質(zhì)分類以重油(沸點(diǎn)高于300C的餾分)中膠質(zhì)含量來分。含膠質(zhì)量小于17%,稱為低膠質(zhì)原油;貪膠質(zhì)量在18%一35%,稱為含膠質(zhì)原油;含膠質(zhì)量大小35%,稱為多膠質(zhì)原油。3.化學(xué)分類法    化學(xué)分類法是根據(jù)特性因素值*的不同進(jìn)行分類,見表1-3              4.關(guān)鍵餾分分

13、類法    按關(guān)鍵餾分分類,可將原油分為七類,即:石蠟基、石蠟一中間基、中間一石蠟基、中間基、中間一環(huán)烷基、環(huán)烷一中間基、環(huán)烷基。    5.原油的-些基本性質(zhì)    具有代表性的大慶原油屬低硫石蠟基原油,口前已開采酌原油以低硫石蠟基居多。這種原油,硫含量低,含蠟量高,凝點(diǎn)高,能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的煤油、柴油、溶劑油、潤滑油及商品石蠟,直餾汽油的感鉛性好。遼河原油的硫含量低,輕質(zhì)餾分多,屬于低硫 中間石蠟基,是一種較好的原油。其汽油餾分辛烷值高,渣油經(jīng)氧化后可制石油建筑瀝青。勝利原油膠質(zhì)含 量高,相對(duì)密度較大,含蠟量高.屬含硫中間基。汽油餾分酌感鉛性好,且富含環(huán)烴與芳香烴,故也是催化重整的良好原料。柴油餾分可生產(chǎn)輕柴油與專用柴油,但因硫含量、氮含量及徽度較高,故需適當(dāng)精制J閏滑油餾分的脫蠟油經(jīng)適度精制可生產(chǎn)車用機(jī)油、變壓器油及機(jī)械油等,如經(jīng)深度精制,則可制取柴油機(jī)油。    有的原油硫含量高,膠質(zhì)含量高,屬含硫石蠟基。其直餾汽油餾分產(chǎn)率高,感鉛性也好。柴油餾分的十六烷值高,閃點(diǎn)高,硫含量高,酸度大,經(jīng)精制后. 可生產(chǎn)輕柴油與專用柴油。潤滑油餾分中,有一部分組分的粘度指數(shù)在90以上,是生產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)油的良好的原料