石油及石油性质教学课件PPT.ppt
第四讲 石油及石油性质,石油的形成和分类,1,石油的化学成分,2,石油的馏分组成,3,石油的物理性质,4,主要知识点：,石油的形成和分类,1,1.1 石油概述,石油，也称原油，是从地下开采的一种天然的黄色、褐色或黑色的流动或半流动的黏稠的可燃液体烃类混合物。目前开采的石油88%被用作燃料，其它的12%作为化工业的原料。,颜色：由所含的胶质和沥青的比例不同而引起；黏稠度：由石蜡含量的高低决定。,石油的形成和分类,1,1.2 石油的特点,(1)燃烧充分，热值高。石油是热值最高的燃料之一，容易引燃，且燃烧后基本无灰烬产生。,几种主要燃料的热值,石油的形成和分类,1,1.2 石油的特点,(1)燃烧充分，热值高。石油是热值最高的燃料之一，容易引燃，且燃烧后基本无灰烬产生。(2)密度小，具有流动性。石油的密度约相当于煤的50%-60%；石油的流动性有利于运输和输送，并且有利于机械对石油的利用。(3)开采容易，成本低廉。石油地下承压；成本约为煤的1/3。(4)用途广泛。（工业的血液）动力燃烧用 航天军事用 日常生活用,石油的形成和分类,1,1.3 石油的形成,(生物成油理论),大量史前海洋动物和藻类死亡，尸体和泥沙混合形成厚厚的沉积层；在高温高压条件的长期作用下，形成油页岩；油页岩退化成液态和气态的碳氢化合物，并渗透到附近多孔的岩层中。,视频资料,石油的形成和分类,1,1.4 石油的分类,石油组成复杂，通常的分类方法：（1）按密度：轻质石油（相对密度0.89）特重质石油（相对密度1.076）,石油的形成和分类,1,1.4 石油的分类,石油组成复杂，通常的分类方法：（2）按硫含量：低硫石油：硫含量小于0.5为 含硫石油：硫含量0.52.0 高硫石油：硫含量大于2.0为（3）按蜡含量：低蜡石油：蜡含量0.52.5 含蜡石油：蜡含量2.510 高蜡石油：蜡含量大于10,石油的化学成分,2,2.1 石油的元素组成,(1)主要元素：C（8590%）和H（1014），C、H占绝对优势，总量达到95%99%，主要以烃类形式存在，是石油的主体；(2)少量元素：S(0.20.7)，O(01.5)、N(0.12)；以化合物、胶质和沥青质等非烃类物质形态存在；(3)微量元素：Na、Pb、Te、Ni、V等元素，浓度约为100 mg/L。,石油的化学成分,2,2.2 石油的烃类组成,(1)烷烃：即脂肪烃，通式CnH2n+2，是饱和烃。烷烃的密度均小于1g/cm3，皆难溶于水。常温，常压下：1 4个C的烷烃为气态；5 16个C的烷烃为液态；17个及以上C的烷烃为固态(一般称为蜡)；,石油的化学成分,2,2.2 石油的烃类组成,(2)环烷烃：双环通式CnH2n，是饱和烃，性质和烷烃相似。环上的碳原子数可以是大于3的任何数，但是由于三、四及七以上的环都不稳定，所以石油中常见的只有环戊烷和环己烷。,石油的化学成分,2,2.2 石油的烃类组成,(3)芳香烃：通式CnH2n-6，是不饱和烃。,单环：,石油的化学成分,2,2.2 石油的烃类组成,(3)芳香烃：通式CnH2n-6，是不饱和烃。,多环：,联苯,三苯甲烷,石油的化学成分,2,2.2 石油的烃类组成,(3)芳香烃：通式CnH2n-6，是不饱和烃。,稠环：,石油的化学成分,2,2.2 石油的烃类组成,2.3 石油的非烃类组成,(1)含硫化合物：近100种。S在石油中大部分以有机S化物形式存在，极小部分以元素S存在。S在石油中的分布一般是随着石油馏分沸点范围的升高而增加，大部分S均集中在残油中。,石油的化学成分,2,2.3 石油的非烃类组成,含硫化合物对石油加工及产品质量的影响是多方面的，总的有以下几方面：严重腐蚀设备；在加工过程中产生H2S及低分子硫醇等有毒气体污染空气；汽油中含有硫化物，会降低汽油的安定性；在气体和各种石油馏分的催化加工中，会造成催化剂中毒。,石油的化学成分,2,2.3 石油的非烃类组成,(2)含氮化合物：有30多种。石油的含氮量一般随馏分沸点升高而增加，因此，氮化物大部分以胶质、沥青质形式存在于渣油中。胶质是一种粘稠的液体或半固体状态的物质，其颜色为黄色至暗褐色，油品的颜色主要是由于胶质的存在而引起的。沥青质是一种黑色的、无定形脆性的固体，相对密度大于1。,胶质、沥青质在石油中含量相当可观，约10%50%。,石油的化学成分,2,2.3 石油的非烃类组成,(3)含氧化合物：石油中的含氧化合物很少，大约在千分之几的范围内，石油中的O大部分集中在胶质、沥青质中。石油中的含氧化合物可分为酸性含氧化合物和中性含氧化合物两类。酸性含氧化合物都具有强烈的腐蚀性，能腐蚀设备；中性含氧化合物也会进一步氧化，最后生成胶质，会影响油品的使用性能。,石油的馏分组成,3,3.1 石油的馏分组成,石油蒸馏过程示意图,3.1 石油的馏分组成,石油的馏分组成,3,3.1 石油的馏分组成,(1)石油气：（又称炼厂气）是石油在炼制过程中剩下的一种石油尾气，采取加压的措施，使其变成液体，装在受压容器内，又称液化石油气，LPG。,石油的馏分组成,3,液化石油气是由碳氢化合物所组成，主要成分为丙烷、丁烷，丙烯和丁烯等。丙烷和丁烷超过60%。,3.1 石油的馏分组成,(2)汽油：主要成分为C4C12脂肪烃和环烃类，并含少量芳香烃和硫化物。原油蒸馏、催化裂化、热裂化、加氢裂化、催化重整等过程都产生汽油组分。直馏汽油不单独作为发动机燃料，而是将其精制、调配，有时还加入添加剂（如抗爆剂四乙基铅）以制得商品汽油。,石油的馏分组成,3,3.1 石油的馏分组成,汽油的抗爆性：指汽油在各种使用条件下抗爆震燃烧的能力。车用汽油的抗爆性用辛烷值表示。辛烷值高，抗爆性好。,石油的馏分组成,3,辛烷值：异辛烷的抗爆性较好，辛烷值定为100；正庚烷的抗爆性差，定为0。汽油辛烷值的测定是以异辛烷和正庚烷为标准燃料，使其产生的爆震强度与试样相同，标准燃料中异辛烷所占的体积百分数就是试样的辛烷值。,汽油的等级：是按辛烷值划分的。高辛烷值汽油可以满足高压缩比汽油机的需要。汽油机压缩比高，则热效率高，可以节省燃料。提高汽油辛烷值主要靠增加高辛烷值汽油组分，但也通过添加四乙基铅等抗爆剂实现。,3.1 石油的馏分组成,汽油的标号：93#，97#。所谓的97号汽油，就是97%的异辛烷，3%的正庚烷。汽油标号的高低只是表示汽油辛烷值的大小，应根据发动机压缩比的不同来选择不同标号的汽油。压缩比在8.59.5之间的中档轿车一般使用93#汽油；压缩比大于9.5的轿车应使用97#汽油。,石油的馏分组成,3,3.1 石油的馏分组成,(3)柴油：是石油提炼后的一种油质的产物，由不同的碳氢化合物混合组成；主要成分是含10到22个碳原子的链烷、环烷或芳烃。轻柴油（沸点范围约180370）重柴油（沸点范围约350410）,石油的馏分组成,3,着火性：高速柴油机要求柴油喷入燃烧室后迅速与空气形成均匀的混合气，并压缩燃烧，因此要求燃料易于自燃。一般以十六烷值作为评价柴油自燃性的指标。,3.1 石油的馏分组成,石油的馏分组成,3,十六烷值：指与柴油自燃性相当的标准燃料中含正十六烷的体积百分数。标准燃料是用正十六烷与2-甲基萘按不同体积百分数配成的混合物。在标准条件下，将着火性质与已知十六烷值的标准燃料的着火性质相比较而测定。十六烷值高的柴油容易起动，燃烧均匀，输出功率大；十六烷值低，则着火慢，工作不稳定，容易发生爆震。,柴油标号：按凝点分级，轻柴油有10#、0#、-10#、-20#、-35#五个牌号，重柴油有10#、20#、30#三个牌号。,3.1 石油的馏分组成,石油的馏分组成,3,3.1 石油的馏分组成,(4)石脑油：一部分石油轻馏分的泛称，主要为烷烃的C4C6成份。我国规定馏程自30至220左右。石脑油在常温、常压下为无色透明或微黄色液体，有特殊气味。,石油的馏分组成,3,石脑油是管式炉裂解制取乙烯，丙烯，催化重整制取苯，甲苯，二甲苯的重要原料。,石油的物理性质,4,4.1 概述,石油的物理性质取决于它的化学组成。不同地区、层位，甚至同一层位不同构造部位的石油，物理性质也明显差别。,4.2 颜色,多数石油：黑色的；少数石油：淡黄色、无色、黄（深）褐色、黑绿色等。芳烃非烃含量高，颜色深；反之，颜色浅。即：胶质、沥青质的含量愈高，颜色愈深。,4.3 密度,相对密度d420：20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。,石油的物理性质,4,4.4 黏度,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，而油品蒸汽的黏度增大。,4.5 燃烧性能,油品的燃烧性能主要用闪点、燃点和自燃点等来描述。油品的沸点越低，其闪点和燃点越低，而自燃点越高。含烷烃多的油品，其自燃点低，但闪点高。闪点、燃点和自燃点对油品的储存、使用和安全生产都有重要意义，是油品安全保管、输送的重要指标，在储运过程中要避免接近火源与高温。,作 业,5,1.请简述汽油和柴油型号的含义。2.石油的形成过程和煤相比，有什么异同？,THANK YOU,
