石油化學復習總結

1、一、石油的化學組成1. 石油餾分按餾程分類初餾點200或180 汽油餾分 200350 煤、柴油餾分 350500(560)減壓瓦斯油（潤滑油餾分、催化裂化原料） > 500 (560) 減壓渣油 > 350 常壓渣油(初餾點：加熱時餾出的第一滴液體時的溫度.)n2.原油分類：原油按化學組成分為哪三類，與化學組成關系美國礦務局原油分類法分為石蠟基（大慶），中間基，環(huán)烷基特性因數K值分類法：K值大小順序為：烷烴環(huán)烷烴芳香烴。根據K值可以對原油進行分類：K值 12.1 為石蠟基K值 11.512.1 為中間基K值 10.511.5 為環(huán)烷基K值越大，烷烴含量越大，芳烴含量越少。3.我國

2、原油特點（1） 偏重常規(guī)油（2）H/C偏低（3）低硫高氮（4）Ni多V少（5）輕餾分少，重餾分多。4.石油化學組成表示方法：.石油餾分的化學組成:（元素，單體烴，族組成，結構族組成）目前研究石油化學組成的物理和化學的分析方法主要有： GC，LC，MS，NMR。（1） 元素組成單體化合物組成族組成族是指化學結構相似的一類化合物。直餾汽油餾分的族組成：以烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴含量來表示。裂化汽油的族組成：用烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴、 的含量來表示。煤柴油餾分和減壓餾分的族組成液相色譜法：飽和烴（烷烴環(huán)烷烴）、輕芳烴、中芳烴、重芳烴、非烴組分。質譜法：正構烷烴、異構烷烴、不同環(huán)數的環(huán)烷烴、不同環(huán)數的芳烴、

3、非烴化合物。常壓渣油與減壓渣油的族組成：四組分組成：用溶劑處理和液相色譜法相結合，分成飽和分、芳香分、膠質、瀝青質。六組分組成：將膠質可以進一步分為輕、中、重膠質。八組分組成：可以將芳香分進一步分成輕、中、重芳烴。結構族組成：測單元結構的組成。任何烴類化合物，不論其結構如何復雜，都可以看成是由烷基、環(huán)烷基和芳香基三種結構單元所構成的。結構族組成只表示在分子中這三種結構單元的含量，而不涉及它們在分子中的結合方式。%CP：烷基碳數占總碳數的百分數 %CN：環(huán)烷碳數占總碳數的百分數%CA：芳香碳數占總碳數的百分數 RT：總環(huán)數RA+RNRA：芳香環(huán)數 RN：環(huán)烷環(huán)數n-d-M法測潤滑油實驗單體烴a.

4、汽油餾分的烴族組成 ：測定方法：氣相色譜，液相色譜，苯胺點法。苯胺點：苯胺與油品以等體積混合時所測得的臨界溶解溫度（即等體積混合的苯胺與油品完全互溶時的最低溫度）。 苯胺為芳香結構，相似相溶。芳烴苯胺點低分子量相近而結構不同的烴類，烷烴的苯胺點最高，環(huán)烷烴次之，而芳香烴的苯胺點最低。（苯胺點：烷烴>環(huán)烷烴>芳烴， 石蠟基>中間基>環(huán)烷基）同一系列的烴類，苯胺點隨著分子量的增加而增加 。 苯胺點的應用 ：測定汽油餾分中的芳烴含量。 b.柴油餾分及減壓餾分的烴族組成:測定方法：液相色譜，質譜。減壓渣油的族組成 減壓渣油是原油中沸點最高、分子量最大、非烴化合物含量最高的部分。

5、比較常用的方法是四組分法，即將減壓渣油分成飽和分、芳香分、膠質、瀝青質四個組分，稱之為減壓渣油的四組分組成結構族組成石蠟基原油(大慶和中原原油)的%CP顯著較高，而%CN和%CA較低；RA和RN也較低。環(huán)烷-中間基原油(如孤島原油)的%CP較低，而%CN和%CA較高；RA和RN也較高。中間基原油(如勝利、華北、遼河原油)的%CP、%CN、%CA、RA、RN介于石蠟基原油和環(huán)烷基原油之間。 5.非烴化合物存在形式及危害（1） 石油中的含硫化合物存在形式：元素硫、H2S、 硫醇(RSH)、硫醚（RSR）、二硫化物（RSSR)、噻吩、砜（既含硫又含氧）（隨餾分沸程升高，硫含量增加，大部分集中在重餾分

6、和渣油中）危害：金屬腐蝕（活性硫），影響油品的儲存安定性，使催化劑中毒（如鉑重整催化劑最怕硫），污染環(huán)境。（2） 含氮化合物主要是氮雜環(huán)芳香族化合物、強堿氮和弱堿氮的分布隨著沸點的升高而減少，非堿氮分布則隨著沸點的升高而增加。堿性氮：吡啶，喹啉；非堿性氮：吡咯，吲哚，咔 催化劑中毒，影響油品安定性（3） 含氧化合物酸性氧化物：羧酸和酚類。中性氧化物：酯類、醚類、呋喃類原油乳化，腐蝕設備。（4） 微量元素變價金屬如V、Ni、Fe、Mo、Co、W、Cr、Cu、Mn、Pb、Ga、Hg等; 堿金屬和堿土金屬：如Na、K、Ba、Ca、Sr、Mg等；鹵素和其它元素：如C1、Br、I、Si、A1、As等。N

7、i/V1是陸相成油的特征，形成的石油為低硫高氮、含鎳較多的石油。Ni/V1是海相成油的特征。形成的石油為含硫低氮、含釩較多的石油。鐵、銅、鎳、釩是催化裂化催化劑的毒物，砷是催化重整催化劑的毒物，鈉和鈣會使某些催化劑的活性降低。（5）石油中的膠質和瀝青質瀝青質就是石油中不溶于非極性的低分子正構烷烴而溶于苯的物質。它是石油中分子量最大、極性最強的非烴組分。膠質是石油中分子量和極性僅次于瀝青質的大分子非烴化合物，它在組成和結構上具有多分散性。膠質與瀝青質的特點：外觀：膠質是深棕色至深褐色、極為粘稠不易流動的液體或無定形固體，受熱時易熔融，瀝青質為深褐色至黑色的無定形固體，受熱時不熔化，易脆裂成片。密

8、度：膠質的密度略小于1.0，瀝青質的密度略大于1.0。H/C原子比較低，膠質為1.41.5，庚烷瀝青質要更低一些，為1.11.3 。雜原子S、N含量顯著較高，瀝青質中的雜原子含量更高一些。膠質的分子量較低，為10003000，而瀝青質的分子量較高，為300010000。膠質的分子量范圍很寬，與瀝青質分子量分布之間還有部分的重疊，這也表明膠質與瀝青質在組成結構上是連續(xù)的，二者之間沒有明顯的界限。3、 石油及油品物理性質1.蒸發(fā)性能：分離精確度：實沸點蒸餾>恩氏蒸餾（餾程）>平衡氣化（閃蒸） 液相溫度：平衡氣化<恩氏蒸餾（餾程）<實沸點蒸餾2. 分子量：石油各餾分的數均分子

9、量是隨餾分的沸程的上升而增大的。當沸程相同時，石蠟基的原油如大慶原油的數均分子量最大，中間基的原油如勝利原油次之，而環(huán)烷基的原油如遼河歡喜嶺原油最小。 3. 相對密度油品的體積隨溫度的升高而膨脹，其密度也隨之變小，提及密度時應標明溫度。比較各種烴類的相對密度：碳數相同而結構不同的烴類，芳香烴環(huán)烷烴烷烴。同族烴類，隨著碳數的增加：正構烷烴的相對密度增加，正烷基環(huán)己烷的相對密度增加，正烷基苯的相對密度減小比較不同原油的相對密度：不同基屬原油、相同沸程的餾分：環(huán)烷基原油中間基原油石蠟基原油相同原油不同的餾分：隨沸點的升高相對密度隨之增加。4. 折光率烷烴的折射率最小，一般在1.31.4之間，芳香烴的

10、折射率最大，為1.5，環(huán)烷烴居中。對于同族烴類，烷烴和環(huán)烷烴的折射率隨著分子量的增加而增加，而單環(huán)芳烴的折射率隨著分子量的增加而降低。不同原油沸程相同的餾分：石蠟基原油<中間基原油<環(huán)烷基原油同一種原油不同的餾分：折射率隨著沸程的升高而增大5. 黏度分子中的環(huán)狀結構可以看成是粘度的載體 溫度越高，黏度越小。正構烷烴的粘溫性質最好，帶有少分支長烷基側鏈的少環(huán)烴類和分支程度不高的異構烷烴的粘溫性質比較好，多環(huán)短側鏈的環(huán)狀烴類的粘溫性質很差。不同原油的相同沸程的餾分，石蠟基原油的粘度較小，粘溫性質較好，而環(huán)烷基的原油的粘度較大，粘溫性質也比較差，中間基的原油的粘度與粘溫性質介于二者之間。

11、同一原油的不同餾分，隨著餾分沸點的升高，其粘度增加，粘溫性質也變差。6. 熱值（環(huán)烷烴理想）質量熱值：H/C原子比越大的烷烴熱值最高，而H/C原子比較小的芳烴的熱值最低。 芳烴<環(huán)烷烴<烷烴體積熱值：芳烴>環(huán)烷烴>烷烴對于石油餾分而言，沸程越高，其熱值越低。7. 低溫性質構造凝固：隨著溫度的降低，含蠟較多的油品中的正構烷烴等高熔點的烴類結晶析出，長大并連接成網狀結晶，同時將處于液態(tài)的油品吸附，包圍在網狀骨架中，從而使整個油品失去流動性。 粘溫凝固：含有較多環(huán)狀烴類的油品，在低溫下其粘度較高，形成了均勻的玻璃狀物質而使油品喪失流動性。濁點的定義：指輕質油品在測定條件下的降

12、溫過程中由透明變?yōu)闇啙釙r的最高溫度。傾點的定義：油品在規(guī)定的試管中不斷冷卻，直到將試管平放5秒鐘而試樣并不流動時的最高溫度再加上3后得到的溫度值即規(guī)定為油品的傾點。凝點的定義：是將盛有油品的試管在一定條件下冷卻到某一溫度時，將試管傾斜45°，并經過1分鐘后液面不再流動的最高溫度。冷濾點是表征柴油低溫流動性的重要指標，它是指在規(guī)定的條件下冷卻樣油，使樣油通過規(guī)定的過濾器，當樣油冷卻到通過過濾器不足20ml/min時的最高溫度。 冰點的定義：在測定條件下試樣冷卻至出現結晶后，再使其升溫，使原來形成的烴類結晶消失時的最低溫度。 結晶點的定義：輕質油品在測定條件下的降溫過程中，有肉眼可辨的結

13、晶晶粒析出時的最高溫度。柴油：濁點，傾點，凝點。航煤：冰點，結晶點。8. 燃燒性質閃點定義：石油產品在規(guī)定的條件下，加熱到蒸氣與火焰接觸時發(fā)生閃火現象的最低溫度。 測定油品閃點的方法：閉口杯閃點測定法，開口杯閃點測定法 。燃點的定義：石油產品在規(guī)定條件下，加熱到接觸火焰能點燃燃燒不少于5秒鐘的最低溫度。自燃點的定義：在無外界火源的情況下，油品能被空氣劇烈氧化而導致自行燃燒的最低溫度。油品沸程越低，其燃點自然也就越低，燃點是判定油品在儲存和使用時火災危險程度的一個指標。油品沸程越低，其分子量越小，其自燃點越高，汽油餾分的自燃點最高，而減壓渣油的自燃點最低。對于同一油品，其自燃點是最高的，燃點次之

14、，閃點是最低的。 對于不同的油品，閃點越高，其燃點也就越高，而自燃點越低。 同族烴類，相對分子質量小的烴類自燃點高而閃點低，反之亦然。同一油品：自然點>燃點>閃點。對重油：自然點低，燃點閃點高。（易自燃，不易點燃）。4、 石油產品質量要求1. 六大類石油產品哪些燃料潤滑劑石油瀝青石油蠟石油焦溶劑和化工原料。2. 汽油（理想組分：異構烷烴）(1) .汽油的蒸發(fā)性評價汽油蒸發(fā)性能的指標：餾程和飽和蒸汽壓餾程：餾程在一定程度上能大體反映汽油的沸點范圍和蒸發(fā)性能。飽和蒸氣壓：汽油的飽和蒸氣壓是蒸發(fā)性好壞的重要質量指標，蒸氣壓越大，表明汽油的蒸發(fā)性越好。汽油的抗爆性（燃燒性能）：點燃式，自然

15、點高。 辛烷值，研究法辛烷值RON，異構烷烴好評定汽油抗爆性的指標：用辛烷值（Octane Number，簡稱ON）來表示的同族烴類，其辛烷值隨分子量的增加而降低。分子量相近時，不同烴類辛烷值的大小順序為：芳香烴>異構烷烴和異構烯烴>正構烯烴和環(huán)烷烴>正構烷烴。烷烴的異構化程度越高，其辛烷值也越高。雙鍵越接近烯烴碳鏈的中間位置，其辛烷值越高；異構化程度越高的烯烴，辛烷值也越高。環(huán)烷烴的環(huán)上若帶正構烷基側鏈，其辛烷值降低，正構烷基側鏈越長，辛烷值越低；環(huán)上若帶異構烷基側鏈，其辛烷值有所增加。改善汽油抗爆性的方法：調和高辛烷值的催化裂化汽油或催化重整汽油；調和高辛烷值組分，如MT

16、BE、TAME；加入抗爆劑，如四乙基鉛（TEL），MMT催化重整汽油中含有較多的芳烴和異構烷烴，烷基化汽油中主要是異辛烷，抗爆性很好汽油牌號按辛烷值劃分：90#，93#，97#注：大慶，勝利油辛烷值偏低。汽油的安定性汽油安定性的定義：汽油在常溫和液相條件下抵抗氧化的能力。評定汽油安定性的指標：碘值（表征不飽和烴含量），實際膠質，誘導期。改善汽油安定性方法：精制除去不飽和烴和非烴化合物。加入適量的抗氧化劑和金屬鈍化劑。汽油的腐蝕性影響汽油腐蝕性的物質：（1）含硫化合物（活性硫）（2）有機酸（3）水溶性酸堿污染性3. 柴油（理想組分：12個分支的異構烴）(1) 柴油的蒸發(fā)性能評定柴油蒸發(fā)性能的指標

17、：餾程和（閉口)閃點(2) 柴油的燃燒性：壓燃式，自然點低。柴油的燃燒性又稱為柴油的抗爆性，通常用十六烷值來表示。柴油在柴油機內的燃燒過程大體分為四個階段，即滯燃期、急燃期、緩燃期、后燃期。汽油與柴油的啟燃方式不同，前者是靠點燃，而后者是靠柴油本身的自燃。發(fā)生敲缸的時間不一樣，汽油的爆震燃燒是在火焰?zhèn)鞑ミ^程中，即在燃燒的后期，而柴油的粗暴燃燒發(fā)生在燃燒的初期（即急燃期）。影響柴油燃燒的主要因素：柴油的發(fā)火性能和蒸發(fā)性能評定柴油發(fā)火性能的指標：十六烷值（簡稱CN）柴油的霧化質量：霧化質量的好壞取決于燃料的粘度和表面張力的大小。柴油的十六烷值與其燃燒性能的關系十六烷值高，自燃點低，滯燃期短，燃料的

18、發(fā)火性能好，燃燒完全，發(fā)動機工作平穩(wěn)。十六烷值低，自燃點高，滯燃期長，燃料發(fā)火燃燒困難，發(fā)動機工作粗暴。十六烷值過高，自燃點很低，燃燒過程中形成的過氧化物太多，自燃速度極快，燃料來不及燃燒就隨廢氣排出影響柴油滯燃期的因素：十六烷值以及柴油的蒸發(fā)性。不同的烴類，其十六烷值的關系為：正構烷烴的十六烷值最高，而且分子量越大，十六烷值越高。正構烷烴的自燃點低，而芳烴的自燃點高，因而正構烷烴的十六烷值高，而芳烴的十六烷值低。十六烷值：正構烷烴>異構烷烴、環(huán)烷烴>芳烴。 石蠟基（大慶）>環(huán)烷基霧化性能：柴油的霧化性能和供油性能：粘度，正構烷烴<環(huán)烷烴<芳烴低溫性能評定柴油低溫

19、流動性能的指標：濁點，凝點：12個分支的異構烴低溫性能好。 水分和機械雜質水分存在會提高其凝點和濁點、降低柴油的發(fā)熱值、增加祭壇。機械雜質的存在會引起過濾器堵塞，油泵與油嘴磨損，影響正常供油。柴油的安定性柴油的安定性包括儲存安定性和熱安定性。柴油安定性的評定指標：實際膠質和10%蒸余物殘?zhí)坎裼桶捕ㄐ耘c其化學組成的關系：烷烴、環(huán)烷烴及單環(huán)芳烴的安定性較好。不飽和烴、環(huán)烷芳香混合烴及非烴類是引起柴油儲存安定性差的主要原因。多環(huán)芳烴及非烴類是引起柴油熱安定性不良的主要原因。直餾柴油安定性好于二次加工柴油。柴油的腐蝕性：含硫化合物尤其是活性硫化物如硫醇對金屬有腐蝕作用，它的存在會嚴重影響發(fā)動機的工作壽

20、命。含硫化合物燃燒后生成的SO2、SO3不僅嚴重腐蝕高溫區(qū)的零部件，而且還與氣缸壁上的潤滑油反應，加速漆膜和積炭的生成。4. 航煤（理想組分：環(huán)烷烴）蒸發(fā)性能霧化性能：黏度適中好噴氣燃料的燃燒性能燃燒穩(wěn)定：太重太輕不好，煤燃燒完全：H/C高的，烷烴最好，芳烴最差。積炭少限制芳烴含量 燃料的起動性、燃燒穩(wěn)定性及燃燒完全度噴氣燃料生表征積炭的傾向（測芳烴含量）：萘系烴含量，煙點和輝光值。噴氣燃料的低溫性能：低溫下燃料在系統中能否順利泵送和過濾的性能 表征噴氣燃料的低溫性能的質量指標：結晶點，冰點（正構烴不好) 熱值（高）噴氣燃料的推動力取決于熱值和密度。理想組分：環(huán)烷烴 安定性 ：儲存安定性、熱安

21、定性 表征噴氣燃料儲存安定性的質量指標：實際膠質、碘值、硫含量及硫醇含量、酸度噴氣燃料的腐蝕性噴氣燃料的腐蝕可分為：液相腐蝕、氣相腐蝕噴氣燃料的潔凈度表征燃料清潔度的主要指標為：水、表面活性物質、固體雜質及微生物噴氣燃料的潤滑性燃料的潤滑性是由其化學組成決定的。燃料組分的潤滑性大小順序為：非烴化合物>多環(huán)芳烴>單環(huán)芳烴>環(huán)烷烴>烷烴。含有少量極性物質，對于燃料的潤滑有利。起電性：較小的起電性。5. 潤滑油(1) 潤滑油的分類潤滑油按使用場合分為以下幾類：內燃機潤滑油、齒輪油、液壓油與液力傳動油、工業(yè)設備用油(2) 潤滑油的作用：A 降低摩擦，減少磨損。B 冷卻降溫。C

22、防止腐蝕，減少生銹。D 減震。E 清洗。F 密封。潤滑油的基本性能：A 較好的摩擦性能。B 適宜的粘度。C 一定的極壓性。D 較好的安定性。E 材料適應性。F 純凈度。(3) 潤滑油的組成 ：潤滑油基礎油 （主體）， 添加劑（適量）。機油：基礎油：礦物油（溶劑精制，脫瀝青，脫蠟，加氫精制） 合成油 添加劑(“老三套”：溶劑精制，脫瀝青，脫蠟)<加氫精制<合成油（質量最好)目前我國潤滑油基礎油分類方法：粘度指數VI。6. 內燃機油的潤滑性能（理想組分：少環(huán)長側鏈或少分支異構烴）：黏度小的基礎油，長周期換油。黏度：鏈好，環(huán)烷不好氧化安定性：鏈不好，加入單環(huán)芳烴提高低溫性能：少環(huán)長側鏈，少支鏈異構