石油产品分析.ppt
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1、石油产品分析,第一节 概述,最早提出“石油”一词的是公元977年中国北宋编著的太平广记。正式命名为“石油”是根据中国北宋杰出的科学家沈括(1031一1095)在所著梦溪笔谈中根据这种油生于水际砂石,与泉水相杂,惘惘而出而命名的。在“石油”一词出现之前,国外称石油为“魔鬼的汗珠”、“发光的水”等,中国称“石脂水”、“猛火油”、“石漆”等。,石油化工:用石油产品和石油气做原料来生产化工产品的工业,石油是怎样形成的?,利用地震学的知识,制造出冲击波穿过隐藏岩层,然后对反射回地面的地震波进行分析。,天然石油是一种粘稠油状的可燃性液体矿物,主要是由多种烃类组成的复杂混合物。开采所得的石油称为原油,石油产
2、品一般是指原油经过直接分馏、裂化加工获得的各种产品。,主要石油产品,燃料:各种牌号的汽油,柴油燃料油等润滑油:各种牌号的内燃机油和机械油有机化工原料:生产乙烯的裂解原料工艺用油:变压器油,电缆油,液压油沥青:铺路沥青,建筑沥青,防腐沥青蜡:食用,化妆品,包装用,药用石油焦碳:冶炼用焦,燃料焦,轻柴油规格按凝点分为10、0、-10、-20、-35和-50六个牌号,分别表示凝点不高于10、0、-10、-20、-35和-50;牌号越高,凝点越低。柴油是应用于压燃式发动机(即柴油发动机)的专用燃料。柴油的外观为水白色、浅黄色或棕褐色的液体。柴油又分为轻柴油与重柴油二种。轻柴油是用于1000r/min以
3、上的高速柴油机中的燃料,重柴油是用于1000r/min以下的中低速柴油机中的燃料。一般加油站所销售的柴油均为轻柴油。,根据GB 252-2000标准要求,选用轻柴油牌号应遵照以下原则:1、10号轻柴油适用于有预热设备的柴油机;2、5号轻柴油适用于风险率为10%的最低气温在8以上的地区使用;3、0号轻柴油适用于风险率为10%的最低气温在4以上的地区使用;4、-10号轻柴油适用于风险率为10%的最低气温在-5以上的地区使用;5、-20号轻柴油适用于风险率为10%的最低气温在-14以上的地区使用;6、-35号轻柴油适用于风险率为10%的最低气温在-29以上的地区使用;7、-50号轻柴油适用于风险率为
4、10%的最低气温在-44以上的地区使用;,汽油是应用于点燃式发动机(即汽油发动机)的专用燃料。汽油的外观一般为水白色透明液体,密度一般在之间,有特殊的汽油芳香味。汽油按用途分航空汽油与车用汽油之分,在加油站销售的汽油一般为车用汽油。汽油产品目前执行的标准为GB 17930-1999 车用无铅汽油标准,该标准中汽油的牌号分为90号、93号和95号。目前市场上所见到的97号、98号汽油产品执行的产品标准均为企业标准。我国车用汽油的牌号是以研究法辛烷值的大小为划分依据的。,选择合适的汽油牌号,要使汽油的标号与发动机的压缩比相匹配,若高压缩比的发动机选择低标号的汽油,汽油发动机容易产生爆震,发动机长时
5、间爆震,容易造成活塞烧结、活塞环短裂等故障,加速发动机部件的损坏;若低压缩比的发动机选用高标号汽油,虽能避免发动机爆震,但高标号汽油配低压缩比的发动机会改变点火时间,造成汽缸内积炭增加,长期使用会减少发动机的使用寿命。,车型 压缩比 推荐汽油标号,华晨中华2.0/2.4 9.5/9.5 不低于93 哈飞赛马1.3 9.5 不低于93 海南马自达普利马/323/福美来 9.1/9.3/9.1 不低于93 宝马 3、5、7系列 10.8/10.8/10.5 97 大宇 王子 2.0/蓝龙 1.5 8.8/9.5 93-97 本田 思域 1.6/里程 3.5 9.4/9.6 93-97 日产 风度
6、2.0/3.0 9.5/10 93-97 丰田 凌志IS200/GS300/LS430 10/10.5/10.5 97 丰田 世纪/皇冠 8.6/10.0 93-97 丰田 花冠1.6/佳美2.2GL/2.4 10.5/9.8 93-97 奔驰 E280E320 10.0 97 沃尔沃 S40 9.3 不低于93 福特 WINDSTAR V6/TAURUS V6 9.0/9.3 93-97 林肯 大陆 V8/马克 V8 9.0/9.8 93-97 欧宝 1.8 10.5 97,一、石油的组成,石油的元素组成 基本上由五种元素碳、氢、硫、氮、氧所组成。(还有一些微量元素)原油中:碳的质量分数一般
7、为83%87%氢的质量分数为11%14%硫的质量分数为0.05%8%氮的质量分数为0.02%2%氧的质量分数为0.05%2%,我国原油的特点,与国外原油相比,我国原油含硫量较低,除了少数原油含硫量高于1%外(质量分数),大多数原油含硫量低于1%(质量分数)。与国外原油的含氮量相比,我国原油的含氮量偏高,一般在千分之三以上。从元素组成上看,我国原油的特点之一是:含硫低、含氮高,非碳氢元素在石油中的含量较少,但在石油中,含有这些元素的化合物所占的比例就大得多。对于石油的性质和石油加工过程有很大的影响,必须充分予以重视。原油中的微量金属和非金属元素,含量一般为百万分之几甚至十亿分之几,但它们对石油加
8、工有很大的影响,必须引起充分重视。,1.燃料,按馏分组成分为:液化石油气航空汽油汽油喷气燃料煤油柴油重油渣油特种燃料主要成分:烃类化合物及少量的非烃类有机物和添加剂等。我国的石油产品中燃料约占80%,而其中约60%为各种发动机燃料,所产柴油和汽油的比例约为1.3:1。,2.润滑剂及有关产品,其中包括润滑油和润滑脂,主要用于降低机件之间的摩擦和防止磨损,以减少能耗和延长机械寿命。其产量不多,仅占石油产品总量的2%左右,但品种达数百种之多。,3.石油沥青,石油沥青用于道路、建筑及防水等方面,其产量约占石油产品总量3%。,石油蜡属于石油中的固态烃类,是轻工、化工和食品等工业部门的原料,其产量约占石油
9、产品总量的1%。,4.石油蜡,5.石油焦,石油焦可用以制作炼铝及炼钢用电极等,其产量约为石油产品总量的2%。,6.溶剂和化工原料,约有10%的石油产品是用作石油化工原料和溶剂,其中包括制取乙烯的原料(轻油),以及石油芳烃和各种溶剂油。,二、石油产品分析的目的、意义,石油产品分析(油品分析):是指用统一规定或公认的试验方法,分析检验石油产品理化性质和使用性能的试验过程。石油产品分析建立在化学分析、仪器分析和石油炼制工程的基础上,以石油炼制中的原油分析、原材料分析、生产中控制分析和产品检验为主要内容的一门课程。,通过一系列的分析实验,为石油从原油到石油产品的生产过程和产品质量进行有效地控制和检验。
10、它是石油产品生产加工的“眼睛”,可为油品加工过程提供有效的科学依据。,石油产品分析的意义,为制定加工方案提供基础数据为控制工艺条件提供数据检测石油产品质量对油品使用性能进行评定对石油产品质量进行仲裁,三、石油产品试样以及测定项目,1、石油产品试样液体石油产品试样膏状石油产品试样固体石油产品试样可熔性石油产品试样不熔性石油产品试样粉末状石油产品试样气体石油产品试样,2、石油产品测定项目(1)石油的基本理化性质的测定(2)石油蒸发性能的测定(3)石油低温流动性能的测定(4)石油燃烧性能的测定(5)石油腐蚀性能的测定(6)石油安全性的测定(7)石油电性能的测定(8)石油杂质的测定,四、液体石油产品试
11、样的脱水,脱水方法主要有:(1)吸附过滤(2)用脱水剂脱水(3)常压加热脱水法(4)蒸馏脱水法,第二节 水分的测定,1.油中水存在形式:a.悬浮水:以水滴形式悬浮于油中,肉眼可辨。b.乳化水:以极小的水滴形式分散于油中。在油中呈胶体溶液,乳化水稳定,其保护膜是环烷酸盐类,形成油包水。c.溶解水:以溶解状态存在于油中,一般溶解水在几十到200 ppm,油越重溶解水越多(因重油含芳烃,极性物多,所以溶解水多)。,一般溶解水在成品油中乃至原油中是不可避免的,石油分析中把无水视为无悬浮水和乳化水,2.水分存在的危害:a.润滑油中含水:不但会增加机件腐蚀;而且会由于水同大于100的被润滑部件接触生成水蒸
12、汽,而破坏润滑油膜,进而增大磨损。b.燃料油含水:一是降低燃料油热值,二是能因油在低温下使用析出冰粒而堵塞油路。尤其是航煤、柴油中含水,会造成堵塞油路,后果严重。,c.原油中含水:一是增大运输量,二是给原油加工带来困难(冲塔、腐蚀)。如:我国现原油生产能力约为1.5亿吨,按1.5亿吨计(原油含水要求0.5%),所以一年要多运75万吨水,即750列车(每列1000吨)。d.试验用油含水:影响结果准确性。如测量结晶点、凝点、冷滤点会由于水的存在使结果偏高。,e.整原料含水:会使催化剂中毒。原因是水占据催化剂酸性中心,破坏酸性中心与金属中心的平衡使催化剂活性下降。所以重整原料在进入反应器前要蒸镏脱水
13、。Pt-Rt重整要求含水5 g/g,Pt重整要求含水30 g/g。所以,石油及石油产品中含水量必须严格控制。,测定方法:(1)有机溶剂蒸馏法(2)卡尔费休法,三、测定水分在生产和应用中的意义,1测出液体油品的水分,供油品计量计算依据。检尺后减去水量,可得到容器中油的实际数量。2测出油品的水分,根据其含量的多少,确定脱水方法。3燃料油中的水分蒸发时要吸收热量,使发热量降低。4燃料油中的水分会使燃烧过程恶化,并能将溶解的盐带入气缸内,生成积炭,增加气缸的磨损。5在低温时,燃料油中的水分会产生冰晶,堵塞发动机燃料系统的导管和滤清器,减少发动机的供油量,影响发动机的正常工作。6石油产品中含有水分时,会
14、加速油品的氧化。,7水分能引起容器和机械的腐蚀。水分对金属的腐蚀表现在两个方面,一是水分能直接引起金属的化学和电化学腐蚀;二是油品中的某些合硫及酸性腐蚀性物质能溶解在水中,加速金属的腐蚀过程。8润滑油中的水分能促使润滑油乳化,破坏添加剂和润滑油膜,使润滑油的性能变坏。9测定调滑脂水分对评定润滑脂使用性能和作为工艺指标具有重要的意义。,(一)概念:沸点:对于纯物质,它的沸点等于在一定外压下,其饱和蒸汽压与外界压力相等时的温度,。特点:外压一定时,纯化合物的沸点是一个恒定值。但对于由沸点不等的有机化合物的混合物所组成的石油产品来说,需用某一温度范围沸程来表示其蒸发性。,第三节 沸程和馏程,沸程:在
15、规定条件下蒸馏所测得的从初馏点到终馏点表示试油蒸发特性的温度范围。特点:外压一定时,混合烃的沸点不是一个恒定值,而是一个温度由低到高的温度范围。馏程:在规定的条件下蒸馏100 mL试油所建立的V%-t馏之间的馏分组成关系,即沸程相同的两油馏分组成并不相同。,二者的区别:馏程,V%-t之间的馏分组成关系;沸程,从t0-t终温度范围。(二)测定馏程的方法 1.恩氏蒸馏(馏出温度法)GB255-88 2.蒸发温度法(GB6536-97),石油产品馏程测定法的原理是将一定量试样在规定的仪器及试验条件下,按适合于产品性质的规定条件进行蒸馏,系统的观察温度读数和冷凝液体积,然后从这些数据算出测定结果。当蒸
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