石油的基本知識講解課件

1、 第一章石油的基本知識目標(biāo)重點難點第1頁，共20頁。1.1石油的化學(xué)組成 石油是一種黏稠的液體，通常是由紅棕色到黑色，密度一般都小于1/3(多為0.80g/ 3 0.98g/ 3)也有例外，如伊朗某些油密度可達1.06g/ 3，美國有些低于0.707g/ 3。表1-1部分石油產(chǎn)地原油物理性質(zhì) 石油的化學(xué)成分比較復(fù)雜，是各種碳、氫化合物的混合物。按元素分析，主要組成元素是碳、氫，約占95%99.5%，其中碳占83%87%，氫占11%14%，其他少量的為O、S、N等元素，總共不超過0.5%5%。此外還有微量的氯（cl）、碘（I）、磷（P）、砷(As)、鈉（Na）、鉀（K）、鈣（Ca）、鐵（F）、銅

2、（Cu）、鎂（Mg）、鋁（Al）、釩（V)等。表1-2 碳、氫化合物，稱為烴，烴又分為烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴、不飽和烴等4類。第2頁，共20頁。我國部分石油產(chǎn)地原油的物理性質(zhì)表0-1第3頁，共20頁。 石油的元素組成 1)石油主要由碳、氫、硫、氧、氮五種元素組成,它們在石油的含量四產(chǎn)地不同略有差別,質(zhì)量分?jǐn)?shù)的范圍大體如下： 碳 83.087.0； 氫 10.0 14.0； 硫 0.05 8.00； 氧 0.05 2.00； 氮 0.02 2.00。 2)從上面數(shù)字看出，碳、氯兩種元素含量占石油元素組成的絕大部分.二者合計為96 99 二者含量的比值(C/H)大體在6 7.5范圍。 3)國內(nèi)部分油

3、田的原油中碳、氫兩種元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)所占含量及 者的比值如表0-2所示。第4頁，共20頁。國內(nèi)部分油田的原油中碳.氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)及二者的比值 表0-2第5頁，共20頁。 1.1烴的組成 一、烷烴 是鏈狀飽和烴，分子結(jié)構(gòu)呈鏈狀，分子式通式為CnH2n+2,n為碳原子數(shù)。N在10以內(nèi)，以甲、乙、丙丁、戊、己、庚、辛、壬、葵命名，碳原子在10以上的用中文十一、十二、十三等。例甲烷、正辛烷 H H H H H H H H HH-C-H HCCCCCCCC-H H H H H H H H H H甲烷（CH4） 正辛烷（C8H18）,簡化CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2-CH2 烷烴按結(jié)構(gòu)又分：

4、正烷烴和異烷烴。凡是烷烴分子中的主碳鏈上沒有碳支鏈的稱正構(gòu)烷烴，而有支鏈結(jié)構(gòu)的稱異構(gòu)烷烴。異構(gòu)烷烴按其總碳原子數(shù)命名為“某”烷 烷烴分子中碳原子的化合價都得到滿足，稱為飽和烴。在 第6頁，共20頁。 二、環(huán)烷烴 所有的碳價都被飽和，是一種環(huán)狀飽和烴，分子通式CnH2n在燃油中，大都是單環(huán)的五碳環(huán)及六碳環(huán)烷烴。 環(huán)烷烴化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定，不易氧化變質(zhì)，一般須在近 400以上時才能自燃，抗爆性比正烷烴高。凝點低，潤滑性較好，是汽油和潤滑油的良好成分。第7頁，共20頁。低溫時化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定，烷烴的碳鏈愈長，結(jié)構(gòu)愈不穩(wěn)定，易生成過氧化物，發(fā)火性好，是壓燃發(fā)動機的良好成分。烷烴中的異構(gòu)體較正構(gòu)烷烴結(jié)構(gòu)緊密，

5、不易被氧化生成過氧化物，發(fā)火性差不易發(fā)生爆燃，是點火式發(fā)動機燃料的良好成分。 三、芳香烴 芳香烴是以苯為基礎(chǔ)的化合物，有單苯環(huán)、雙苯環(huán)的還有三苯環(huán)和四苯環(huán)的、帶側(cè)鏈的，有環(huán)烷烴和芳香烴 混合組成的芳香烴。 由于苯的分子結(jié)構(gòu)中的單鍵和雙鍵能相互作用，因此，具有非常高的穩(wěn)定性，其自燃穩(wěn)定高達600，具有良好的抗爆性。汽油中摻入少量的苯可以提高抗爆性，但是，苯的發(fā)熱量低，凝點高，毒性大，對有機物的溶解力較強。 四、烯烴 第8頁，共20頁。 分子電碳與碳原子間有雙鍵連接，為不飽和烴。有一 個雙鍵的稱為烯烴，有兩個雙鍵的稱為二烯烴。 烯烴、二烯烴，安定性最差，在一定條件下很易氧化生成高分子黏稠物，特別易

6、進行加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)和聚合反應(yīng)。所以，含烯烴較多的汽油或柴油，在長期存儲中易氧化變質(zhì)。在工業(yè)上被廣泛用來生產(chǎn)合成潤滑油、合成橡膠、航空燃料和潤滑油添加劑等。 不飽和烴對于大多數(shù)石油產(chǎn)品都不是理想成分。它在氧化時，會形成膠質(zhì)和有機酸?？赏ㄟ^精制是由產(chǎn)品將其去掉。 1.1.石油中的非烴化合物 非烴化合物主要包括：含硫化合物、含氧化合物、含氮化合物及膠狀物質(zhì)和瀝青狀物質(zhì)。 1.含硫化合物第9頁，共20頁。 包括硫化氫（H2S）、硫醇（RSH）、硫醚（RSR）二硫化物（RSSR）、環(huán)硫醚、噻吩及其同系物等。 硫化氫（H2S）：被空氣氧化生成元素硫，碳與石油烴作用又可生成硫化氫和其他硫化物，一般在20

7、0250以上就能進行這種反應(yīng)。 硫醇：在石油中含量不多，多存在于低沸點餾分中。硫醇中的R可為烷基，也可以是環(huán)烷基、芳香基。硫醇不溶于水，低分子甲堿醇（CH3SH）、乙硫醇（C2H5SH）有極強的特殊臭味。 元素硫、硫化氫和低分子硫醇都能與金屬作用引起腐蝕，他們統(tǒng)稱為活性硫化物。 2、含氧化合物 可分為酸性氧化物和中性氧化物。酸性氧化物有環(huán)烷酸、脂肪酸和酚類，總稱石油酸。中性氧化物有醛、酮等它們在石油中含量一般較少。第10頁，共20頁。 3、含氮化合物 含氮化合物性質(zhì)很不安定，易氧化疊合生成膠質(zhì)，影響石油產(chǎn)品的使用性能。 4、膠質(zhì)和瀝青質(zhì) 膠質(zhì)和瀝青質(zhì)時石油中結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，分子量最大的物質(zhì)，組成中

8、除含有碳、氫外，還含有硫、氧、氮等元素。 石油中的非烴化合物，主要是膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，其含量在石油中可達百分之十幾甚至百分之四十幾。 1.1.3烴類在石油餾分中的分布規(guī)律 蒸餾分離出來的各種成分，叫做餾分。一般情況下，蒸發(fā)溫度為35200的餾分，為汽油；蒸發(fā)溫度為200350的餾分，為煤、柴油；蒸發(fā)溫度為350500的餾分，為潤滑油。表1-1說明了各種烴類對石油產(chǎn)品中的分布規(guī)律：第11頁，共20頁。 烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴在石油產(chǎn)品中的分布規(guī)律：1.汽油：2.柴油：3.潤滑油：油品中的烴類分布不同，油品的使用性能也不同。例汽油與輕柴油的密度和自燃點不同，在溫度為20，氣壓為100Kpa時，汽油的密度

9、為0.74Kg/L，輕柴油的密度為0.830Kg/L。汽油自然點為415530，輕柴油的自然點為,240400， 1.2石油產(chǎn)品提煉的基本方法 1.2.1煉油廠的類型 一般將煉油廠分為燃料油、燃料潤滑油和燃料化工三種類型。 燃料型煉油廠，常是先采用一次加工，即將原油進行蒸餾，依次分離出汽、煤、輕柴、重柴油和潤滑油等各種不同的餾分。第12頁，共20頁。 燃料潤滑油型煉油廠：通過一次加工將原油中輕質(zhì)油品分出，余下的重質(zhì)油品，再經(jīng)各種潤滑油生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)出潤滑油。 燃料化工型煉油廠：首先經(jīng)一次加工，蒸餾出輕質(zhì)部分，再通過對余下的重質(zhì)部分進行二次加工，使轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)組分。 1.2.2石油產(chǎn)品的提煉方法常

10、用的石油煉制方法有：常壓蒸餾、減壓蒸餾、熱裂化、催化裂化、加氫裂化、催化重整、烷基化、延遲焦化等。 主要石油煉制（煉油）工藝 把原油或石油餾分加工（或精制）成目的產(chǎn)品的現(xiàn)代石油煉制工藝大體可分為三大類： 1.原油（常減壓）蒸餾。通過常壓和減壓蒸餾， 第13頁，共20頁。把原油中固有的各種不同沸點范圍的組分分離成各種餾分。煉油廠以原油蒸餾的處理能力作為加工規(guī)模（如500萬噸/年）。 2.二次加工。從原油中直接得到的輕餾分是有限的，大量的重餾分和渣油需要進一步加工，以得到更多的輕質(zhì)油品。二次加工工藝包括催化裂化、加氫裂化、重整、焦化等，是以化學(xué)反應(yīng)為主的加工過程。 3.油品精制和提高質(zhì)量的有關(guān)工藝

11、。包括加氫精制、脫硫醇等。 (1)常壓蒸餾常壓蒸餾是根據(jù)組成石油的各類烴分子的沸點不同，利用加熱、蒸發(fā)、冷凝等步驟對石油進行的直接分餾。常壓蒸餾將石油按沸點范圍分：第14頁，共20頁。 35-200的汽油餾分 ，175300的煤油餾分，20035012的柴油餾分，350 以上的潤滑油或裂化原料餾分等組分1.將石油用油泵打入加熱爐，加熱到350360，然后送入常壓蒸餾塔2.石油中各餾分根據(jù)自己的沸點和蒸發(fā)能力分別到達蒸餾塔相應(yīng)部位。如輕餾分，沸點低，蒸發(fā)性好，升到塔頂部位；重餾分，沸點高，蒸發(fā)忙差，留于塔下部。圖o-1示。 第15頁，共20頁。常壓蒸餾-直流產(chǎn)品 1.在蒸餾塔由上至下，餾分逐漸變

12、重，依次是：塔頂是石油氣體-塔上部是汽油餾分；塔中部是煤油餾分-塔下部是輕柴油餾分；再下部是重柴油餾分-塔底部的重油餾分。 2.重油餾分由塔底部流出后再進入減壓蒸餾系統(tǒng)。 3.通過直接蒸餾得到的石油餾分，稱為直餾產(chǎn)品。直餾產(chǎn)品由烷烴和環(huán)烷烴組成，性質(zhì)安定，不易氧化變質(zhì)，適長期貯存，直餾產(chǎn)品的烴類組成表08所示第16頁，共20頁。(2)減壓蒸餾減壓蒸餾是利用“物質(zhì)的沸點隨外界壓力減小而降低”的原理，降低蒸餾的壓力，降低石油中烴分子的沸點，將常壓蒸餾得到的重油再進行分餾的加工過程。 減壓蒸餾流程如圖0-2所示。第17頁，共20頁。減壓蒸餾流程1.將常壓蒸餾塔底流出的重油通過油泵送人加熱爐中加熱至400C以上，2.然后送入減托蒸餾塔巾，塔內(nèi)保持133Pa的壓力，使重抽蒸發(fā)成氣體，并在減壓蒸餾塔中蒸發(fā)到相應(yīng)部位后進行冷卻，于是在減壓塔的不同高度即可獲得不同的餾分，從上至下，依次是輕質(zhì)潤滑汕餾分、巾質(zhì)潤滑抽餾分和重質(zhì)潤滑油餾分，最后，從減壓蒸餾塔底部流出的是減瓜渣汕。 通過減壓蒸餾得到的各種潤滑汕餾分中還含有些非理想組分，還需要進行精制。第18頁，共20頁。8石油產(chǎn)品的精制方法石油煉制方法得到的石油產(chǎn)品大多數(shù)為半成品，其中還含有硫化物、氧化物、氮化物、膠質(zhì)以及不飽和烴等雜質(zhì)，對這些半成品進行精制加工。方法有：電化學(xué)精制、加氫精制、溶劑精制、白土補充精制、加氫補充精制、脫硫