第1章石油的化學(xué)組成

1、2022-5-17Storage and Transportation of Oil Material2022-5-172022-5-171.學(xué)習(xí)本科程的目的學(xué)習(xí)本科程的目的（1）儲運工作者必須掌握的專業(yè)知識，專業(yè)基礎(chǔ)課；（2）掌握油品的儲存與管理、油料性質(zhì)、質(zhì)量指標(biāo)等。2022-5-172 .本課程的主要內(nèi)容本課程的主要內(nèi)容2.1 石油及其產(chǎn)品的組成、物化性質(zhì)、質(zhì)量指標(biāo)（1）石油及其產(chǎn)品的組成：（含硫化合物硫醇、含氧化合物環(huán)烷酸等）（2）物理化學(xué)性質(zhì)：等（3）質(zhì)量指標(biāo)：2022-5-172.2 油料的管理 油品在開采、煉制、儲運和經(jīng)營過程中，由于自然蒸發(fā)損耗，各個流通環(huán)節(jié)的跑、冒、滴、漏、混

2、和設(shè)備、容器的粘附、浸潤所造成的數(shù)量減少。油品與氧接觸，在較高溫度下與金屬作用引起氧化變質(zhì)，生成膠質(zhì)。 雨、冰雹、雪等混入油品中 機械雜質(zhì)、水分的污染、油品混油污染2022-5-172.3 儲運安全2.4 石油的煉制方法 常減壓蒸餾、熱裂化、催化裂化、催化重整等介紹。掌握不同的煉制方法對油品性質(zhì)的影響，才能做好油品的儲運、管理、調(diào)合、選擇等工作。2022-5-173 .學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求（1 1）掌握掌握；（2 2）（3 3）課堂課堂上要上要；（4 4）作業(yè)及成績的評定：作業(yè)及成績的評定：2022-5-174 .教材及參考教材教材及參考教材2022-5-172022-5-172022-5-172

3、022-5-172022-5-17恩氏蒸餾2022-5-17 餾分：餾分：在一定溫度范圍內(nèi)的餾出物（蒸餾出的油品）在一定溫度范圍內(nèi)的餾出物（蒸餾出的油品）叫餾分。叫餾分。 餾程或沸程：餾程或沸程：每個餾分的沸點范圍。每個餾分的沸點范圍。 餾分的命名：餾分的命名：（1）潤滑油餾分、潤滑油餾分、重餾分、高沸點餾重餾分、高沸點餾分分 習(xí)慣上還有窄餾分習(xí)慣上還有窄餾分寬餾分寬餾分2022-5-17：和和（1）烴烴 類類：（2）非烴類非烴類：2022-5-172022-5-17 2022-5-172022-5-172022-5-17 2022-5-172022-5-17 烴類主要是烴類主要是，石油產(chǎn)品中

4、，石油產(chǎn)品中還含有一定量的還含有一定量的。 分子結(jié)構(gòu)特點：碳原子間以單鍵相連成鏈狀，分子結(jié)構(gòu)特點：碳原子間以單鍵相連成鏈狀，其余價鍵為氫原子所飽和。碳鏈呈直鏈的稱為其余價鍵為氫原子所飽和。碳鏈呈直鏈的稱為，帶側(cè)鏈或支鏈的烷烴稱為，帶側(cè)鏈或支鏈的烷烴稱為。2022-5-17HCHHCHHCHHCHHCHHCHHHCCCCCCHCHHHHHHHHHHCCHHHHHHHHH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。2022-5-171.1 1.1 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，的烷烴為的烷烴為；為為，是液體燃料的主要組分；，是液體燃料的主要組分；，大都存在于柴油和潤滑

5、油餾，大都存在于柴油和潤滑油餾分中。分中。u甲烷和乙烷是甲烷和乙烷是，其它易揮發(fā)的低分，其它易揮發(fā)的低分子烷烴具有子烷烴具有，碳數(shù)多的高分子烷烴，碳數(shù)多的高分子烷烴，揮發(fā)性很小。烷烴揮發(fā)性很小。烷烴，幾乎不溶于，幾乎不溶于水，但易溶于有機溶劑。水，但易溶于有機溶劑。2022-5-171.2 1.2 烷烴的化學(xué)性質(zhì)烷烴的化學(xué)性質(zhì) 烷烴在常溫常壓下烷烴在常溫常壓下，很難被，很難被空氣所氧化，與強酸、強堿、強氧化劑和強還原劑空氣所氧化，與強酸、強堿、強氧化劑和強還原劑都不起作用或反應(yīng)很慢。都不起作用或反應(yīng)很慢。a. a. 燃燒（氧化反應(yīng)）燃燒（氧化反應(yīng)）b. b. 裂化反應(yīng)裂化反應(yīng)c. c. 取代反

6、應(yīng)取代反應(yīng)d. d. 脫氫反應(yīng)脫氫反應(yīng)2022-5-17u物理性質(zhì)物理性質(zhì)：環(huán)烷烴的沸點、熔點和密度比相同碳數(shù)的：環(huán)烷烴的沸點、熔點和密度比相同碳數(shù)的烷烴烷烴高高，但，但密度仍小于密度仍小于1g/cm1g/cm3 3。環(huán)戊烷等在常溫常壓環(huán)戊烷等在常溫常壓下為液體下為液體，分子量大的環(huán)烷烴為固體。，分子量大的環(huán)烷烴為固體。u化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)：由于環(huán)烷烴是飽和烴，與烷烴相類似，在：由于環(huán)烷烴是飽和烴，與烷烴相類似，在常溫常壓下常溫常壓下比較安定比較安定，在儲存過程中，在儲存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、裂化、芳構(gòu)化、氧化、裂化、芳構(gòu)化、異

7、構(gòu)化和取代異構(gòu)化和取代等反應(yīng)。裂化、芳構(gòu)化和異構(gòu)化反應(yīng)都等反應(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)。是石油加工中的重要反應(yīng)。2022-5-17碳原子以單鍵相連成環(huán)狀，其余價鍵為碳原子以單鍵相連成環(huán)狀，其余價鍵為 H H 原子原子所飽和。所飽和。H2CH2CCH2CHCHH2CCH2CH2CH2H2CH2CH2CCH2CH2H2C石油中的環(huán)烷烴主要是石油中的環(huán)烷烴主要是環(huán)戊烷環(huán)戊烷和和環(huán)己烷環(huán)己烷及其衍生物。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

8、想組分。2022-5-17u物理性質(zhì)物理性質(zhì)：芳香烴在常溫下是：芳香烴在常溫下是液態(tài)或固態(tài)液態(tài)或固態(tài)。芳香。芳香烴的烴的密度一般為密度一般為0.860.860.9g0.9gcmcm3 3，比相同碳數(shù)的，比相同碳數(shù)的其它烴類密度大。其它烴類密度大。芳香烴在。芳香烴在汽汽油機油機中燃燒性能很好，是中燃燒性能很好，是。但。但2022-5-17u化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)：芳香烴中的苯環(huán)很穩(wěn)定，即使強氧化劑：芳香烴中的苯環(huán)很穩(wěn)定，即使強氧化劑也不能使它氧化，也不易起加成反應(yīng)。在一定條件也不能使它氧化，也不易起加成反應(yīng)。在一定條件下，帶側(cè)鏈芳香烴上的側(cè)鏈會被氧化成有機酸，帶下，帶側(cè)鏈芳香烴上的側(cè)鏈會被氧化成有機酸

9、，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)，這是物質(zhì)，這是。2022-5-17CH3類似于環(huán)烷烴。分子中具有類似于環(huán)烷烴。分子中具有苯環(huán)苯環(huán)結(jié)構(gòu)的烴結(jié)構(gòu)的烴類稱為芳香烴。芳香烴分為單、多環(huán)和稠環(huán)芳類稱為芳香烴。芳香烴分為單、多環(huán)和稠環(huán)芳香烴。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。2022-5-17u物理性質(zhì)物理性質(zhì)：在常溫常壓下，在常溫常壓下，小于小于C5C5的烯烴是氣體的烯烴是氣體，C5C5以上的烯烴是液體以上的烯烴是液體，碳數(shù)多的烯烴是固體碳數(shù)多的烯烴是固體。與。與烷烴類似，隨分子中碳數(shù)增多，烯烴的沸點和

10、密烷烴類似，隨分子中碳數(shù)增多，烯烴的沸點和密度增大，但度增大，但密度都小于密度都小于1g/cm1g/cm3 3。烯烴難溶于水，烯烴難溶于水，易溶于有機溶劑。易溶于有機溶劑。u化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)：不飽和烴類分子中的不飽和烴類分子中的雙鍵不穩(wěn)定雙鍵不穩(wěn)定，很，很容易發(fā)生加成容易發(fā)生加成、氧化和聚合各種反應(yīng)氧化和聚合各種反應(yīng)。2022-5-17 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。2022-5-171.1 硫化物分類根據(jù)對金屬的腐蝕性不同分為以下三類：u(1)活性硫:主要是元素硫、硫化氫和低分子硫醇；u(2)硫醚（RSR）和二硫化合物（RSSR）：常溫下呈中性、不腐蝕金屬、受熱后能分

11、解產(chǎn)生具有腐蝕性物質(zhì)的硫化物；u(3)雜環(huán)化合物：對金屬沒有腐蝕性，熱穩(wěn)定性好。2022-5-171.2 硫化物的分布u天然氣中主要以硫化氫、二硫化物存在u原油中存在硫化氫、硫醇、硫醚等u直餾汽油中主要存在元素硫、硫化氫、硫醇、硫醚以及少量二硫化物和噻吩u直餾中間餾分中主要有硫醚類和噻吩類u直餾高沸餾分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。2022-5-171.3 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、加工裝置等的嚴重腐蝕。u硫化物還影響汽油的，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

12、醇的惡臭氣體以及合硫燃料燃燒產(chǎn)生的含SO3和SO2廢氣，嚴重污染大氣。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)動機中無爆震地運行的性能比發(fā)動機中無爆震地運行的性能。汽。汽油在貧混合氣（過剩空氣系數(shù)油在貧混合氣（過?？諝庀禂?shù)=0.81.0）狀態(tài)下運行時的抗爆性用辛烷值）狀態(tài)下運行時的抗爆性用辛烷值來表示，在富混合氣時（來表示，在富混合氣時（=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。2022-5-171.4 防止方法u通常采用酸堿洗滌、催化加氫、催化氧化等

13、方法除去各類油品中的硫化物。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。催化氧化：以磺化酞青鈷或聚酞青鈷等為催化劑，可以使油品中的硫醇氧化成二硫化物，達到油品脫臭和降低對金屬腐蝕能力的目的。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。2022-5-172、含氧化合物u石油中的含氧化合物大部分集中在膠質(zhì)和瀝青質(zhì)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。u石油中的石油中的含氧化合物含氧化合物分

14、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。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90%左右。2022-5-17環(huán)烷酸的物理性質(zhì)：相對密度一般在0.931.02之間，隨著分子量的增大，沸點的升高，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)烷酸幾乎不溶于水，但溶于石油烴類。環(huán)烷酸的化學(xué)性質(zhì)：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。 采用堿洗的方法除去石油中的環(huán)烷酸。2022-5-173、含氮化合物u大部分氮化物以膠狀、瀝青狀物質(zhì)存在于渣油中。u危害：石油中氮含量雖少，但對油品儲運、油品使用及石油加工影響卻很大。在儲運過程中，因為光、溫度和空氣中氧的作用，氮化物很容易生成膠質(zhì)，極少量的生成物就會導(dǎo)至油品顏色變深并產(chǎn)生臭味。氮化物還會使石油加工中的催化劑中毒。u消除含氮化合物的方法