炼 油 工 艺 基 础 知 识 职工培训 任合英 第一章 石油及其产品的化学组成和物理性质  知识目标： 了解石油一般性状、元素组成、烃类组成、馏分组成和非烃类组成； 了解石油产品的规格指标以及它们与产品组成之间的关系； 熟悉石油及其产品的一般物理性质； 初步掌握我国原油主要特点。 第一章 石油及其产品的化学组成和物理性质 第一节 石油的一般性质和化学组成  石油的一般性质 元素组成 石油的烃类组成 石油非烃类组成 石油馏分组成 第一节、石油的一般性质和化学组成 一、石油的一般性质     外观： 棕黑色可燃粘稠液体；  密度:为0.8?~?1.0?克/厘米3，粘度范围很宽，     凝固点差别很大（30?~?-60°C），     沸点范围为常温到500°C以上，     可容于多种有机溶剂，不溶于水，但可与水形成乳状液。   一、石油的一般性状及化学组成1、石油的外观性质 2）环烷烃 环烷烃是环状的饱和烃，其性质较稳定 主要以：环戊烷（五碳环）、环己烷（六碳环）及衍生物（分单环、双环、多环） 1、汽油馏分中主要是单环环烷烃（重汽油馏分中有少量的双环环烷烃）； 2．煤油、柴油馏分中含有单环、双环及三环环烷烃，且单环环烷烃具有更长的侧链或更多的侧链数目 3．高沸点馏分中则包括了单、双、三环及多于三环的环烷烃。   3）芳香烃 1．汽油馏分中主要含有单环芳烃； 2．煤油、柴油及润滑油馏分中不仅含有单环芳烃，还含有双环及三环芳烃； 3．高沸馏分及残渣油中，除含有单环、双环芳烃外，主要含有三环及多环芳烃   4) 烯烃 烯烃有单烯烃、双烯烃和环烯烃 石油中一般不含烯烃，烯烃主要存在于二次加工的产物中 烯烃化学性质活泼，已发生聚合、氧化反应，影响油品的安定性。  2）烃类的性质及用途 烷烃的化学性质很不活泼，不易与其它物质发生反应  环烷烃的抗爆性较好、凝点低、有较好的润滑性能和粘温性，是汽油、喷气燃料及润滑油的良好组分。  芳香烃抗爆性很高，是汽油的良好组分，常作为提高汽油质量的调合剂   按状态分类： 1.石油气态烃 2.石油中的液态烃 3.石油中的固态烃 五.石油的非烃组成     石油中的非烃化合物主要指含硫、氮、氧的化合物。非烃化合物在石油馏分中的分布是不均匀的，大部分集中在重质馏分和残碴油中。 d、胶状沥青状物质 胶质一般能溶于石油醚（低沸点烷烃）及苯，也能溶于一切石油馏分。胶质有很强的着色力，油品的颜色主要来自胶质。胶质受热或在常温下氧化可以转化为沥青质。沥青质是暗褐色成深黑色脆性的非晶体固体粉末，不溶于石油醚而溶于苯。胶质和沥青质在高温时易转化为焦炭 第二节 石油及其产品的物理性质 密度和相对密度 馏程（沸程） 蒸气压 低温性能 闪点、燃点和自燃点 油品的其它物理性质  一、密度、相对密度  密度：在规定温度下，单位体积内所含物质的质量称为密度，单位g/cm3或 kg/m3。  石油产品标准规定20 ℃时的密度为标准密度。  相对密度：20℃时油品的密度与4℃时水的密度之比 。 同一原油的不同馏分油，随沸点范围升高密度增大。当沸点范围相同时，含芳香烃愈多，密度愈大；含烷烃愈多，密度愈小。     二、蒸发性能：馏程和蒸气压  1、沸点与馏程 沸点：纯物质在一定外压下，当加热到某一温度时，其饱和蒸气压等于外界压力，此时液体就沸腾，此温度被称为沸点。  馏程：是指以油品在规定条件下蒸馏所得到从初馏点到终馏点，表示其蒸发特征的温度范围。 初馏点：当油品在规定条件下进行馏程测定期间，第一滴冷凝液从冷凝器的末端落下的一瞬间所记录的温度称为初馏点。 终馏点：其最后阶段所记录的最高温度称为终馏点。  二、蒸发性能 10%、50%、90%馏出温度：指馏出体积分别达到试样的10%、50%、90%时的温度。 干点：油品在规定条件下进行馏程测定时，烧瓶底部的最后一滴液体汽化一瞬间所记录的温度。 残留量：指停止蒸馏后，存在于烧瓶内的残油的体积百分数  二、蒸发性能 2．蒸汽压 定义：在一定温度下，液体与在它液面上蒸气呈平衡状态时，此时蒸气所具有的压力称为饱和蒸气压。 石油及石油馏分的蒸汽压不仅与温度有关，而且与气化率（或液相组成）有关，在温度一定时，气化量变化会引起蒸汽压的变化。 油品的蒸汽压通常有两种表示方法：一种是油品质量标准中的雷德（Reid）蒸汽压，是在规定条件（38℃、气相体积与液相体积之比为4:1）下测定的；另一种是真实蒸汽压，指气化率为零时的蒸汽压。  三、流动性能 石油和油品在处于牛顿流体状态时，其流动性能用黏度来描述；当处于低温状态时，则用各种条件性指标来评定其低温流动性：如凝点、结晶点、冰点等。 1．黏  度 定义：粘度是流体粘滞性的一种量度，是流体流动力对其内部摩擦现象的一种表示。 粘度大表现内摩擦力大，分子量越大，碳氢结合越多，这种力量也越大  表示方法：动力黏度、运动黏度及恩氏黏度等。  油品粘度和化学组成的关系  一般地，石油馏分愈重、沸点愈高，黏度愈大。温度对油品黏度影响很大。温度升高，液体油品的黏度减小。 油品的粘度随沸程的升高和密度增大而迅速增大   对于相同沸点的不同石油馏分：  含环状烃多则粘度高；环数越多，粘度越大  粘温性是润滑油的重要指标之一 ，表示方法常用的有两种，即黏度比和黏度指数（VI）。 烃类中以正构烷烃的粘温性最好，环烷烃次之，芳香烃的最差。烃类分子中环状结构越多，粘温性越差，侧链越长则粘温性越好。 2．低温流动性 油品在低温下失去流动性的原因有两种：粘温凝固 ；构造凝固  油品低温流动性能包括浊点、冰点、结晶点、倾点、凝点和冷滤点等  凝点：指在规定条件下油品刚失去流动性时的最高温度。 冷滤点：在规定试验条件下，测定20ml试油开始不能通过363目/英寸2过滤网时的最高温度。 油品的低温流动性与其化学组成有密切关系。油品的沸点愈高，特性因数愈大或含蜡量愈多，其倾点或凝点就愈高，低温流动性愈差。  四）燃烧性能     石油和石油产品大都是易燃易爆、作为重要燃料来使用，研究其燃烧性能，对于安全使用燃料和了解燃料的使用性能均非常重要，主要用闪点、燃点和自燃点来描述。  一、 油品的闪点 1．爆炸上限和下限 （五）油品的其它物理性质  一、含硫量 ：含硫量是指油品中含硫元素的质量百分数。 含硫量是原油和油品必需的重要指标，油品中的硫化物，使得油品具有腐蚀性、储存的不安定性，使用时会造成环境污染，因此是必须加以严格控制的指标。 二、酸度和酸值     酸度和酸值都是定量表示油品中酸性物质（主要是有机酸）含量的指标。用中和100ml或100g油样中酸性物质所需要的KOH毫克数来表示酸度，单位为mgKOH/100ML；酸值为mgKOH/100g。     酸性物质影响油品安定性，腐蚀设备，必须除去。          汽、煤、柴油等轻质油品测定酸度，原油和润滑油等测定酸值。           油品在储存中，因氧化变质其酸度和酸值会有所增大，因此它们也是衡量油品是否变质的重要指标之一。 灰分是油品煅烧后的固体残余物，其组成、含量随石油种类、性质和加工方法不同而异。油品中的灰分主要是由少量无机盐、金属化合物及机械杂质所构成。油品中的灰分会导致油品在使用中引起机械磨损、积炭、积垢和腐蚀，因而是汽轮机油和锅炉燃料等石油产品的重要质量指标 五 、储存安定性 诱导期：汽油在氧气压力下不至发生
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