石油的化学组成新.ppt

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1、第一章 石油的化学组成,第一节 石油的一般性状、元素组成、馏分组成,一、石油的一般性状 1颜色及密度 石油通常是黑色、褐色或黄色的流动或半流动的粘稠液体 多数原油的密度集中在800980kg/m3之间，但也有个别原油的相对密度在1000kg/m3以上或800kg/m3以下 2我国主要原油的特点 大多数原油的相对密度（d204）0.86，属较重原油凝点高，含蜡量高含硫量较低含氮量偏高，大部分原油N0.3%,二、石油的元素组成原油中的主要元素是C、H,8487%,1114%,原油中除C、H外，还有S、N、O及其他微量元素(14%)原油中的微量金属元素有V、Ni、Fe、Cu、As等 石油中的非碳氢原

2、子称为杂原子。与国外原油相比，我国原油的含硫低、含氮量高,特点：我国主要油区原油的凝点及蜡含量较高、庚烷沥青质含量较低、相对密度大多在0.850.95之间，属于较（偏）重的常规原油。,石油在外观上之所以会有很大差别，关键在于石油的化学组成的区别。,三、石油的馏分组成1.馏分：是指用分馏方法把原油分成的不同沸点范围的 组分 石油是一个多组分的复杂混合物，每个组分有其各自不同 的沸点 用分馏的方法，可以把石油馏分分成不同温度段，如200、200350等，称为石油的一个馏分 馏分不等同于产品 2.馏分与产品的区别：石油产品是石油的一个馏分，但馏分并不等同于产品。石油产品要满足油品的规格要求，馏分要变

3、成产品还必须对其进一步加工,3.直馏馏分：从原油直接分馏得到的馏分。它基本保留了石油化学组成的本来面目，如：不含不饱和烃，在化学组成中含有烷烃、环烷烃、芳香烃等 4.石油中含有的馏分，一般规定：小于180的馏分为汽油馏分（也称为低沸点馏分，轻油或石脑油馏分）180350的馏分为煤、柴油馏分（也称中间馏分，AGO）350500的馏分为减压馏分（也称高沸点馏分或润滑油,VGO）大于500的馏分为减渣馏分(VR),不同原油的各馏分含量差别很大。与国外原油相比，我国主要油田原油中500的减压渣油含量都较高，200的汽油馏分含量较少（一般低于10%）。原油中的汽油馏分含量低、渣油含量高是我国原油馏分组成

4、的又一个特点。,第二节 石油馏分的烃类组成 含有碳和氢两种元素的化合物称为碳氢化合物，简称为烃。一、石油中烃类的类型及分布规律 石油中的烃类主要有烷烃、环烷烃和芳香烃原油中一般不含烯烃，炔烃更少,1石油中的烷烃 石油中带有直链或支链，而无任何环结构的饱和烃称为烷烃或链烃 化学性质不活泼，C1C4常温常压下为气态，C5C15为液态，C16以上的正构烷烃为固态 石油中的烷烃根据石油类型的不同含量可达5070%或低到1015%石油中的正构烷烃一般比异构烷烃含量高 随沸点的增高，石油中的正构烷烃和异构烷烃的含量逐渐降低,2石油中的环烷烃 环烷烃是环状的饱和烃，其性质较稳定 石油中大量存在的环烷烃只有含

5、五碳环的环戊烷系和含六碳环的环己烷系 我国的几种主要原油中一般环己烷系多于环戊烷系 石油中的环烷烃除单环外，还有双环及多环环烷烃3石油中的芳香烃 芳香烃在石油中普遍存在,C5-C10的正构烷烃,某石油馏分中烃类分布示意图,二、石油中的气态烃,三、石油烃类的组成表示方法1单体烃组成 单体烃组成表明了石油馏分中每一种烃(单体化合物)，目前还仅限于阐述石油气及石油低沸点馏分的组成 石油中单体烃的主要类型有：天然石油中，不含有烯烃、炔烃，含有烷烃、环烷烃及芳香烃，环状烃几乎都是五元环和六元环。我国主要原油的五元环少于六元环优点：具体、直观缺点：适用范围很窄，只适用于气体、溶剂油和汽油,可用气相色谱技术

6、进行鉴定,2族组成 对于石油馏分，元素组成表示法太简单而单体烃表示法太复杂，而且使用范围窄。族组成介于两者之间，简单实用。所谓“族”就是化学结构类似的一类化合物 石油馏分分成哪些族，取决于分析方法和分析要求以及实际应用的需要 对于汽油：烷烃（正构、异构）、环烷烃、烯烃和芳香烃对于煤、柴油：饱和烃（烷烃、环烷烃）、轻芳烃（单环）、中芳烃、不饱和烃和非烃组分等对于减压渣油：一般分成 饱和烃、芳香烃、胶质、沥青质,四、石油馏分中的烃类组成1.汽油馏分的烃类组成 直馏汽油馏分的单体烃组成 组成汽油馏分的单体烃的数目相当繁多；但大多数汽油馏分中，往往20种主要的单体烃的含量就占该直馏汽油馏分总量的一半以

7、上,直馏汽油馏分的族组成 烷烃和环烷烃占直馏汽油馏分的大部分，芳香烃一般不超过20%(wt)。就其分布规律而言，一般随着沸点的升高，芳香烃的含量逐渐增加,2石油中间馏分及高沸点馏分的烃类组成 石油中间馏分(200350)中的烷烃主要包括从C11C20左右(以正构烷烃计)的正、异构烷烃。环烷烃和芳香烃以单环和双环为主，三环及三环以上的环烷烃和芳香烃的含量明显减少石油高沸点馏分(350500)的烃类类型和中间馏分相似，只是在烃分子中碳原子数目更多，高环数含量更多，而且环的侧链数更多或更长，高沸点馏分的烷烃主要包括从C20到C36左右(以正构烷烃计)的正、异构烷烃；环烷烃包括从单环到六环的带有环戊烷

8、环和环己烷环的环烷烃。,五、固态烃1地蜡与石蜡的区别,2蜡的不利影响及用途 不利影响：温度下降时，蜡结晶析出，堵塞管道；柴油中含蜡较多，在冬天使用时，蜡会堵塞喷油嘴，使柴油机不能正常供油，影响柴油机的正常工作 用途：石蜡除了可以作为裂化的原料以外，由于它具有良好的绝缘性能及化学安定性，可广泛应用于电气、化工、医药、日化；而微晶蜡可作为润滑脂的稠化剂，在电子、橡胶、军工、冶金等工业也有广泛的用途 3我国原油的蜡含量：总体来说，蜡含量较高,第三节 石油中的非烃成分,一、石油中的含硫化合物,原油中的含硫化合物一般以硫醚类和噻吩类为主,1硫的存在形态,2硫的分布硫的分布的总趋势是，随沸点升高，硫含量增

9、加，大部分集中在重馏分及渣油中（75%85%）汽油馏分：H2S、硫醇、硫醚(环硫醚)及少量的二硫化物和噻吩 中间馏分：仅含有比较重的硫化物，硫醚和噻吩 高沸点馏分：高沸点馏分中硫的形态与中沸点馏分相似，也是硫醚与噻吩，另外还有四氢噻吩,腐蚀性 Fe+H2SFeS+H2 环境污染 影响产品的储存安定性 影响燃料的燃烧性能 硫可使催化剂中毒,3含硫化合物对石油加工及产品应用的影响,二、石油中的含氮化合物石油中的氮含量一般比硫含量低，质量分数通常集中在0.050.5%范围内 随沸点的升高，含量增加，大部分在胶质沥青质中,碱性氮化物：,非碱性氮化物：,氮的存在对整个石油加工过程也有很大的危害1.影响产

10、品的安定性：如柴油含氮量高，时间久了会变成胶质。是柴油安定性差的主要原因。2.氮与微量金属作用，形成卟啉化合物。这些化合物的存在，会导致催化剂中毒，使催化剂的活性和选择性降低。,三、石油中的含氧化合物 石油中的含氧量比硫、氮少，约为千分之几；个别的可高达23%随沸点升高，含氧化合物增加 酸性氧化物：环烷酸、脂肪酸、芳香酸、酚类(统称石油酸)中性氧化物：醛、酮、酯等，含量极少 石油中的含氧化合物的含量一般用酸度(酸值)来间接表示,石油中的环烷酸（占石油酸约90%）石蜡基石油的环烷酸含量较少，中间基和环烷基石油的环烷酸含量较多 石油中的环烷酸一般是一元羧酸 环烷酸的相对密度一般在0.931.02之

11、间，随分子量增大，酸值降低，溶解度减小 环烷酸易溶于石油烃类和多数有机溶剂，具有普通羧酸的一切性质,环烷酸的分布 中间馏分(250-400)含量最高，低、高沸点馏分含量较低 危害原油含环烷酸多，容易乳化，对加工不理，且腐蚀设备产品中含环烷酸，对铅、锌等有色金属有腐蚀性，对铁、铝几乎无腐蚀灯用煤油含环烷酸，可使灯芯堵塞,第四节 石油中的微量元素,一、石油中的微量元素类型目前发现的石油中的微量元素有59种，可分为三类：过渡(变价)金属元素碱金属和碱土金属 卤素和其他元素,就世界范围来看，在石油中含量最多的微量元素是钒，其次是镍 我国大多数原油的镍含量明显高于钒含量,表 石油中的微量元素(ppm),

12、二、微量元素在石油中的分布 石油中的微量元素大多数也是随着沸点的升高而增加，主要集中在500的渣油中 三、微量金属在石油中的存在形态 以无机盐的水溶液的盐类形式存在 以油溶性的有机金属化合物形式存在,第五节 渣油及渣油中的胶质、沥青质,渣油是原油中沸点最高、相对分子质量最大、杂原子含量最多和结构最为复杂的部分,我国大多数主要原油500的减压渣油的产率在4050%,一、渣油的组成,二、胶质、沥青质的比较 主要是根据胶状沥青状物质在不同溶剂中的溶解度来划分：沥青质：不溶于低分子(C5C7)正构烷烃，但能溶于热苯可溶质：即能溶于苯又能溶于低分子正构烷烃 可溶质实际上包括饱和烃、芳香烃和胶质,胶质、沥

13、青质的危害：石油品在使用过程中生成炭渣，造成机器零件的磨损和堵塞胶质、沥青质有利的方面：沥青中希望含胶质、沥青质多些，这样沥青的延伸度会提高,一、选择题（将正确的答案添入括号内）1、我国原油的相对密度大多介于（）之间,属于偏重的常规原油。A.0.550.65 B.0.850.95 C.0.750.85 D.0.951.022、甲烷和乙烷是（）的气体。A.芳香气味 B.汽油味 C.无色无味 D.嗅味3、分子中具有苯环结构的烃类称为（）。A.芳香烃 B.烷烃 C.环烷烃 D.烯烃4、（）是最有效的脱硫方法。A.酸洗涤 B.催化氧化 C.催化加氢 D.碱洗涤5、（）是红褐色到暗褐色并具有延性的粘稠液体或半固态物质。A.沥青质 B.胶质 C.环烷烃 D.芳香烃,二、判断题（对的打，错的打）（）6、环烷烃是石油的主要组分。（）7、在常温常压下，烷烃可发生脱氢反应生成烯烃和芳香烃。（）8、单环环烷烃主要存在于沸点较高的柴油和润滑油中。（）9、不饱和烃分子中的双键或三键较稳定，不容易发生加成、氧化反应。（）10、不同烃类在各馏分中的含量也不相同。,