1、石油加工工艺学石油加工工艺学教师：王青宁教师：王青宁 石油加工工艺学燃料的生产燃料的生产石油及其产品的化学组成和性质石油及其产品的化学组成和性质石油蒸馏石油蒸馏石油加工工艺学 题题我有什么收获我有什么收获? ?未来的影响未来的影响由课程名称知由课程名称知, ,本课程研究的对象是本课程研究的对象是“石油石油” 石油是什么？何谓石油炼制？石油是什么？何谓石油炼制？ or: 19831983年年第第1111届世界石油大会届世界石油大会正式提出正式提出对石油、原油、天然对石油、原油、天然气等名词的定义：气等名词的定义：指气态、液态和固态的烃类混合物，具指气态、液态和固态的烃类混合物，具有天然性状有天然
2、性状指石油的指石油的基本基本类型，常压下呈液态，其类型，常压下呈液态，其中也包括一些液态非烃类组分（天然的液态烃类混合物）中也包括一些液态非烃类组分（天然的液态烃类混合物）指石油的指石油的主要主要类型，常温常压下呈类型，常温常压下呈气态，在地层条件下溶解于原油中气态，在地层条件下溶解于原油中 石油定义石油定义: 何谓石油炼制？何谓石油炼制？什么是石油加工？什么是石油加工？ 石油炼制工业（炼油工业）石油炼制工业（炼油工业） 原油原油燃料燃料润滑油及相关产品润滑油及相关产品蜡蜡沥青沥青石油焦石油焦溶剂及化工原料溶剂及化工原料绪论绪论 石油燃料：汽油、航空煤油、煤油、柴油、燃料油、液化燃料气等。是运
3、输工具的动力，也是人们生活中不可缺少的燃料。 润滑油： 内燃机润滑油、齿轮油、液压油、工业润滑油等，是转动机器的润滑剂、设备保护剂。：苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、烯烃、烷烃、环烷烃等，是合成树脂，合成橡胶和合成纤维的基本原料，是化工和轻纺工业发展的基础。工艺用油，沥青，石蜡，焦炭等天然气的化工利用途径天然气的化工利用途径叙论叙论天然气天然气天然气的化工利用途径天然气的化工利用途径叙论叙论天然气天然气乙烯系列产品乙烯系列产品乙烯乙烯叙论叙论乙烯系列产品乙烯系列产品乙烯乙烯叙论叙论芳烃系列产品芳烃系列产品叙论叙论芳烃芳烃芳烃系列产品芳烃系列产品叙论叙论叙论叙论二、石油炼制工业在国民经济中的作用二、石
4、油炼制工业在国民经济中的作用 全世界总能源需求的40%依赖于石油产品2、交通运输燃料 汽车、飞机、轮船等交通运输使用燃料几乎全部是石油产品3、有机化工原料 有机化工原料主要来源于石油炼制，石油总产量的10%用于生产化工原料能源能源1995年年2000年年2002年年石油石油40.1340.0437.45天然气天然气22.9423.2324.26煤煤27.1026.8925.5核能核能7.267.086.49水利及其他水利及其他2.572.766.30合计合计100.00100.00100.00世界能源需求比世界能源需求比%叙论叙论4 4、石油对人类的贡献石油对人类的贡献 煤炭煤炭/ /吨吨 石
5、油石油/ /吨吨 天然气天然气/ /立方米立方米世界平均世界平均 162.5 162.5 23.5 23.5 24796 24796 美国美国 876.4 876.4 13.113.11684316843中国中国 89.8 89.8 2.6 2.6 107410745 5、中国中国石油的现状石油的现状三、石油工业发展史三、石油工业发展史叙论叙论叙论叙论吨吨叙论叙论 1949年至1960年,第一个人造石油基地建在抚顺，共生产原油478万吨，加工油品300万吨，为抗美援朝和社会主义建设提供了重要的物质保证 1959年大庆油田开发，大庆油田松基3井喜喷工业油流,中国 结束用洋油历史 70年代末，我国
6、原油产量超过一亿吨。 1988年我国原油产量达137兆吨 / 年，居世界第四位 八十年代至九十年代，开发东海、南海、新疆塔里木盆地， 进入一个新的阶段,从“洋油”“洋蜡”到叙论叙论 5050年代：催化加工几乎为零。兰炼年代：催化加工几乎为零。兰炼 200 200 Kt/a Kt/a 移动移动床床 60-70 60-70年代：年代：流化床、铂重整、延迟焦化流化床、铂重整、延迟焦化、尿素和、尿素和分子筛脱蜡、提升管催化裂化相继开发投产。微球硅分子筛脱蜡、提升管催化裂化相继开发投产。微球硅酸铝、多金属重整催化剂、研制和投产。酸铝、多金属重整催化剂、研制和投产。 8080年代以来：年代以来：干式减压干
7、式减压、重油深度加工重油深度加工、气体综合气体综合应用应用、催化裂化催化剂高效再生催化裂化催化剂高效再生、分子筛催化剂的使分子筛催化剂的使用用，高辛烷值催化剂，高辛烷值催化剂、甲基叔丁基醚甲基叔丁基醚的开发等。我国的开发等。我国石油加工达到石油加工达到70708080年代世界水平。个别领域已形成年代世界水平。个别领域已形成自己的特色，开始向国外输出。自己的特色，开始向国外输出。叙论叙论 9090年代以来：年代以来：世界范围内保护生态及环境平衡，世界范围内保护生态及环境平衡，清清洁生产技术洁生产技术，清洁燃料的的生产应运而生；，清洁燃料的的生产应运而生；深度加工深度加工和炼油和炼油石油化工一体化
8、石油化工一体化发展；高辛烷值超低硫清洁发展；高辛烷值超低硫清洁汽油，超低硫低芳烃柴油，新型催化剂，加氢裂化技汽油，超低硫低芳烃柴油，新型催化剂，加氢裂化技术等。我国基本与术等。我国基本与80809090年代世界炼油技术同步。年代世界炼油技术同步。 2000 2000年以后，重油催化裂化年以后，重油催化裂化 装置成套出口（世界装置成套出口（世界先进水平），先进水平），80%80%催化剂立足于国内。催化剂立足于国内。叙论叙论年份年份原油产量原油产量千千t/a原油加工量原油加工量千千t/a年份年份原油产量原油产量亿亿t/a原油加工量原油加工量亿亿t/a194332119781.040.7119497
9、011619851.250.85195243553319871.3419571458173619881.370.931965113151083120012亿多亿多3亿多亿多19735000020032.283.04叙论叙论中国历年原油产量及加工量中国历年原油产量及加工量炼油能力炼油能力 储量储量 产量产量叙论叙论1987年世界各地主要产油国原油产量年世界各地主要产油国原油产量 M t/a国别国别苏联苏联美国美国沙特沙特中国中国英国英国墨西哥墨西哥原油产量原油产量626446242134126124国别国别沙特沙特俄国俄国美国美国伊朗伊朗中国中国原油产量原油产量4.033.172.911.781
10、.622000年世界各地主要产油国原油产量年世界各地主要产油国原油产量 亿亿t/a 56 6、石油工业发展的主要动力、石油工业发展的主要动力 7 7、石油工业发展趋势、石油工业发展趋势叙论叙论燃料型燃料型原油原油四、典型工厂流程四、典型工厂流程燃料型工艺特点：燃料型工艺特点： 加工程度深，技术水平高，产加工程度深，技术水平高，产品质量较好品质量较好 轻质油收率达轻质油收率达6070%，汽油，汽油幸烷值达幸烷值达70以上以上 可生产大量含烯烃的裂化气和可生产大量含烯烃的裂化气和芳烃芳烃2、燃料润、燃料润润滑油型润滑油型 叙论叙论原油原油燃料燃料润滑油型工艺特点：润滑油型工艺特点：v 生产润滑油及
11、沥青生产润滑油及沥青v 轻质油收率比燃料油型要低些轻质油收率比燃料油型要低些50%左右左右3、燃料、燃料-化工型化工型 叙论叙论原油原油燃料燃料化工型工艺特点：化工型工艺特点： 生产燃料，要经过后续处理，才能保证质量生产燃料，要经过后续处理，才能保证质量 生产芳香烃生产芳香烃 生产化工原料生产化工原料 1 1、石油原料及产品性能特点、石油原料及产品性能特点 2 2、石油加工的几个典型工艺、石油加工的几个典型工艺 3 3、石油加工过程所依据的原理、石油加工过程所依据的原理 4 4、工艺流程、工艺流程 5 5、操作因素分析、操作因素分析 6 6、过程工艺计算方法、过程工艺计算方法 7 7、几种特殊
12、的设备、几种特殊的设备 8 8、数表的使用及数据分析、数表的使用及数据分析 五五、学习内容、学习内容叙论叙论1 1、学会查表、图的方法，分析表图结果、学会查表、图的方法，分析表图结果2 2、原料，产品组成及性能特点、原料，产品组成及性能特点3 3、原料、原料产品产品工艺的基本思路工艺的基本思路4 4、生产参数的确定方法、生产参数的确定方法5 5、了解生产原理、了解生产原理6 6、工艺计算思路、工艺计算思路7 7、了解石油加工过程的工艺及特殊设备、了解石油加工过程的工艺及特殊设备六、学习目标六、学习目标叙论叙论七、推荐参考文献七、推荐参考文献第一章第一章 石油的化学组成石油的化学组成v 概述概述
13、v 石油直馏馏分的烃组成石油直馏馏分的烃组成v 石油中的非烃化合物石油中的非烃化合物v 石油中的微量元素石油中的微量元素v 渣油以及渣油中的胶质、沥青质渣油以及渣油中的胶质、沥青质概概 述述 石油的一般性状石油的一般性状 石油的元素组成石油的元素组成 石油和石油馏分石油和石油馏分 外观：外观： 淡黄淡黄黑色，流动或半流动的粘稠液体黑色，流动或半流动的粘稠液体含硫：我国含硫含硫：我国含硫0.12% 0.12% - -1.83%1.83%。其他：黏度、凝点、蜡含量、胶质、沥青质、水分等其他：黏度、凝点、蜡含量、胶质、沥青质、水分等密度密度(d420) ：0.80-0.98，我国原油密度我国原油密度
14、 0.85-0.95属重原油（第一个特点）属重原油（第一个特点） 石油的化学组成石油的化学组成一、一、 产地产地 性质性质大庆大庆原油原油胜利胜利原油原油任丘任丘原油原油辽河辽河原油原油大港大港原油原油玉门玉门原油原油相对密度相对密度 d420 0.85540.90050.88370.86620.88960.8698运动粘度运动粘度 50 (厘斯厘斯)20.1983.3657.19.0520.6415.9凝点凝点, 30283617208含蜡含蜡量量,%吸附法吸附法26.214.622.88.3蒸馏法蒸馏法13.5沥青质沥青质,%05.12.50.17硅胶胶质硅胶胶质,%8.923.223.2
15、14.4残炭残炭(电炉电炉),%2.96.46.73.593.55.1 我国部分油田原油的某些性质我国部分油田原油的某些性质 氧化铝吸附色谱的分析数据氧化铝吸附色谱的分析数据石油的化学组成石油的化学组成我国部分油田原油的某些性质我国部分油田原油的某些性质特点：特点： 凝点高，含蜡量高凝点高，含蜡量高 产地产地 性质性质新疆新疆4号号霸县河霸县河2号号西北西北1号号冷冷 湖湖华北华北5号号相对密度相对密度d4200.7730.8310.8460.8300.853凝点凝点, 0311734-50含硫含硫,%0.060.220.030.230.270.12含蜡量含蜡量, %5.818.910.221
16、221.5胶质胶质, %0.97.35.77.32.9残炭残炭, %_3.42.32.31.0我国部分轻质原油的某些性质我国部分轻质原油的某些性质 石油的化学组成石油的化学组成我国部分轻质原油的某些性质我国部分轻质原油的某些性质特点：特点： d420 0.86 ； 轻油收率高轻油收率高 ； 渣油含量少渣油含量少 ； 属低硫原油属低硫原油 产地产地 性质性质新疆黑油山新疆黑油山克拉玛依克拉玛依3 3号低凝油号低凝油孤岛原油孤岛原油大港羊三木混大港羊三木混合原油合原油相对密度相对密度 d d4 420200.91490.91490.88390.88390.94950.94950.94370.943
17、7运动粘度运动粘度 50 (50 (厘斯厘斯) )345.6345.633.0233.02333.7333.7631.37631.37凝点凝点, , -22-22-54-542 2-4-4含蜡量含蜡量, %(, %(吸吸附法附法) )0.770.771.051.054.94.9沥青质沥青质,%,%1.361.360.530.532.92.90.40.4硅胶胶质硅胶胶质,%,%21.221.213.313.324.824.821.821.8残炭残炭( (电炉电炉法法),%),%5.35.33.83.87.47.46.06.040 运动粘度运动粘度. 我国一些低凝高密度原油的某些性质我国一些低凝高
18、密度原油的某些性质石油的化学组成石油的化学组成低凝高密度原油的性质低凝高密度原油的性质特点：特点： d420 0.88390.9437 ； 凝点凝点 542 ； 含蜡含蜡 0.774.9 (道路沥青的宝贵原料道路沥青的宝贵原料)二、二、 石油的元素组成石油的元素组成 主要元素：主要元素： C H O N S C、H： 占占 95%99% S、O、N 及微量元素及微量元素 ： 总共不过总共不过 1% 5%, 但也有除外但也有除外(美国加利福尼亚美国加利福尼亚N 1.42.2%) 微量元素：微量元素： 金属元素：金属元素： V Ni Fe Cu Pb Ca Ti Mg Na Co Zn 等等 非金
19、属元素：非金属元素： Cl Si P As 等等 微量元素微量元素 总共不超过总共不超过 0.02% 0.03%， 约约30余种余种石油的化学组成石油的化学组成性质的差异主要是化学组成不同性质的差异主要是化学组成不同1、碳氢、碳氢 C： 83%87%, H： 11%14% H/C：1.82.0 结论结论 加氢或脱碳加氢或脱碳石油加工的实质石油加工的实质 # 我国我国H/C原子比偏低（第二特点）原子比偏低（第二特点） 某些原油的元素组成某些原油的元素组成原油产地原油产地CHOSN大庆原油大庆原油85.7413.310.110.15胜利原油胜利原油86.2612.200.800.41大港原油大港原
20、油85.6713.400.120.23克拉玛依原油克拉玛依原油86.1013.300.280.040.25孤岛原油孤岛原油84.2411.742.200.47苏联杜依玛兹原油苏联杜依玛兹原油83.9012.300.742.670.33墨西哥原油墨西哥原油84.2011.400.803.60伊朗原油伊朗原油85.4012.800.741.06美国堪萨斯原油美国堪萨斯原油84.9013.700.901.90.45石油的化学组成石油的化学组成原油性能单用原油性能单用C%、H%含量不易进行比较含量不易进行比较分子式分子式C6H14C10H22C14H30C18H38H/C原子比原子比2.332.202
21、.142.11分子式分子式H/C原子比原子比2.001.801.711.67分子式分子式H/C原子比原子比1.000.800.710.67氢碳原子比与烃类结构的关系氢碳原子比与烃类结构的关系石油的化学组成石油的化学组成轻质原油或石蜡基原油轻质原油或石蜡基原油 H/C1.9以上以上重质原油或环烷基原油重质原油或环烷基原油 H/C 1.5左右左右烷基环烷基芳香基烷基环烷基芳香基(分子量相近分子量相近)国外：国外： 含硫高的含硫高的 墨西哥墨西哥 3.65.3%， 委内瑞拉委内瑞拉 5.5% 阿尔及利亚，美国加利福尼亚阿尔及利亚，美国加利福尼亚 1.4 2.2% 含氮高的含氮高的 世界平均低于世界平
22、均低于 0.3%我国我国: 含硫含硫 大庆、大港大庆、大港 0.12% ， 孤岛、江汉孤岛、江汉 1.8 2.0% 含氮含氮 大部分高于大部分高于0.3%， 任丘任丘 0.38%，胜利，胜利 0.41%含硫的原油评判标准：含硫的原油评判标准： 2% 高硫原油，高硫原油，0.52% 含硫原油，含硫原油， 胜利胜利 大庆，大庆，石油的化学组成石油的化学组成3、石油中间馏分（煤柴油馏分）的烃组成、石油中间馏分（煤柴油馏分）的烃组成n中间馏分的烃类型中间馏分的烃类型烷烃、单环环烷烃、单环芳香烃。烷烃碳数增多，环烷烃烷烃、单环环烷烃、单环芳香烃。烷烃碳数增多，环烷烃和芳香体的侧链的碳的数目增长；和芳香体
23、的侧链的碳的数目增长；双环及三环环烷烃，双环及三环芳香烃；双环及三环环烷烃，双环及三环芳香烃； 双环环烷烃：双环环烷烃： R 十氢萘型十氢萘型 R 氢化茚满类氢化茚满类 双环芳香烃双环芳香烃 萘类萘类 苊类苊类 芴类芴类 联苯类联苯类 三环芳香烃三环芳香烃 菲型菲型 蒽型蒽型石油的化学组成石油的化学组成三环环烷烃三环环烷烃 三环葵烷型三环葵烷型烷烃芳香烃的混合烃：烷烃芳香烃的混合烃： R R 四氢萘型四氢萘型 二氢茚型二氢茚型 R 环己烷基苯型环己烷基苯型石油的化学组成石油的化学组成c2) 中间馏分的族组成中间馏分的族组成 （色谱法）（色谱法）原油原油沸点范围沸点范围族组成，族组成，%（W）烷
24、烷环烷烃环烷烃轻芳烃轻芳烃中芳烃中芳烃重芳烃重芳烃非烃非烃孤岛孤岛180 30071.2128.440.3520035057.6911.2814.4813.213.25胜利胜利328 37371.6610.897.348.491.61大庆大庆210 22093.55.41.1290 30084.89.95.3340 35087.66.06.20.2石油的化学组成石油的化学组成( 质质 谱谱 法法 )族组成族组成大庆大庆胜利胜利陕甘一号陕甘一号雁岭雁岭米纳斯米纳斯美加州美加州 145350 145350 轻柴油轻柴油145350177343 200343烷烃烷烃62.6(W%)53.2 (W%)
25、60.2 (W%)75.7(W%)49(V%)2(V%)正构正构41232937异构异构21.630.231.238.7环烷烃环烷烃24.228.026.718.634.154一环一环16.419.615.815.114.218二环二环5.67.09.43.012.95三环或三三环或三环以上环以上2.21.41.50.57.021芳烃芳烃13.218.813.15.71744一环一环7.013.58.64.05.026二环二环5.35.04.31.610.016三环三环0.90.30.20.12.02(噻吩类噻吩类)石油的化学组成石油的化学组成石油的化学组成石油的化学组成大庆原油大庆原油200
26、-500馏分中单体正构烷烃馏分中单体正构烷烃及及i-C15i-C20类异戊二烯烷烃含量类异戊二烯烷烃含量正烷烃正烷烃结论：结论：大庆原油以大庆原油以C19正构烷烃含量最高，占原油正构烷烃含量最高，占原油0.94%大庆原油大庆原油300350馏分中正构烷烃最多，馏分中正构烷烃最多，占占45%大庆原油大庆原油i-C19异戊烯烷烃含量较多，有十五异戊烯烷烃含量较多，有十五碳至二十碳的类异戊二烯烷烃的存在碳至二十碳的类异戊二烯烷烃的存在不同的原油这些性质不同不同的原油这些性质不同3 3）中间馏分结构族组成）中间馏分结构族组成 n nd dM M 法法原油原油馏分范围馏分范围结结 构构 族族 组组 成成
27、R R A AR R N NR R T TC CP P % %C CA A % %C CN N % %大港大港2002500.31.01.01.31.338.617.244.22503000.41.11.550.017.832.13003300.51.11.656.016.028.03303600.61.01.657.616.825.6大庆大庆2002500.150.430.5368.56.025.52503000.220.600.8274.08.018.03003500.280.580.8674.59.016.5石油的化学组成石油的化学组成结论结论:A A、大庆原油大庆原油350350以前馏
28、分重芳烃含量极少。以前馏分重芳烃含量极少。B B、孤岛原油孤岛原油300 300 350 350 馏分的重芳烃含量馏分的重芳烃含量 13.21% 13.21% 。C C、我国原油的柴油馏分烷烃含量较高，而芳香烃与我国原油的柴油馏分烷烃含量较高，而芳香烃与 环烷烃含量较少。环烷烃含量较少。D D、随沸点升高环上碳原子数增加不如侧链上碳原随沸点升高环上碳原子数增加不如侧链上碳原 子数增加得多。子数增加得多。石油的化学组成石油的化学组成4、高沸点馏分油的烃类组成、高沸点馏分油的烃类组成烃类型烃类型n C 20C 36 左右的正构、异构烷烃；左右的正构、异构烷烃；n单环到六环甚至高于六环带有环戊烷和环
29、己单环到六环甚至高于六环带有环戊烷和环己烷的环烷烃，以稠合类型为主；烷的环烷烃，以稠合类型为主；n单环到四环甚至多于四环的芳烃；并含有环单环到四环甚至多于四环的芳烃；并含有环数不等的环烷烃，以稠合型为主。数不等的环烷烃，以稠合型为主。石油的化学组成石油的化学组成高沸点馏分（高沸点馏分（ -30 脱蜡脱蜡 ）的烃组成）的烃组成原油名称原油名称沸点范围沸点范围烃族组成烃族组成 W%（占脱蜡油）占脱蜡油）饱和烃饱和烃轻芳烃轻芳烃中芳烃中芳烃重芳烃及胶质重芳烃及胶质大庆大庆35040076.86.58.18.640045075.66.49.88.345050066.217.57.98.6胜利胜利355
30、39958.118.111.812.039945059.418.111.011.545050055.315.615.214.5大港大港35040063.112.68.316.040045066.010.67.715.745050060.512.98.018.6石油的化学组成石油的化学组成族组成和结构族组成族组成和结构族组成原油名称原油名称沸点范围沸点范围结结 构构 族族 组组 成成CP %CN %CA%R NR AR T大庆大庆35040062.523.813.71.210.511.7240045063.028.813.21.780.672.4545050060.525.014.52.100.
31、923.02胜利胜利3553996621.812.21.00.51.53994506425.011.01.70.52.24505006027.512.52.30.73.0大港大港3504006223.414.61.090.481.57400450602812.01.920.482.4045050057.927.714.42.080.672.75高沸点馏分（高沸点馏分（ -30 脱蜡脱蜡 ）的烃组成）的烃组成石油的化学组成石油的化学组成 族组成和结构族组成族组成和结构族组成 结论：结论： 石蜡基原油石蜡基原油 烷烃含量高，烷烃含量高，芳烃含量较少。芳烃含量较少。 （催化原料）（催化原料） 沸点升
32、高，大多数沸点升高，大多数 CP % 下降、下降、R T 、 R A 、 R N 上升上升 大庆油以单环双环环烷为主，大庆油以单环双环环烷为主，带有较长带有较长 的侧链的侧链；（润滑油料；（润滑油料 ） P33表表2-20 石油的化学组成石油的化学组成 任丘油三环及四环环烷烃含量高，但任丘油三环及四环环烷烃含量高，但侧链校短侧链校短。 粘温性较小。粘温性较小。P33表表2-20 胜利油链烷烃及中饱和烃含量较高，胜利油链烷烃及中饱和烃含量较高，高环数烃类高环数烃类 和胶质及噻分类和胶质及噻分类含量较多，粘温性较小。含量较多，粘温性较小。 P33表表2-20 饱和烃含量根据原油性能的不同占饱和烃含
33、量根据原油性能的不同占58.1% 77% 不等不等石蜡石蜡板状结晶板状结晶性能：性能：n分子量分子量 300500n分子中的碳数分子中的碳数 2035n相对密度相对密度 0.860.94n熔点熔点 3070 软蜡软蜡(熔点低于熔点低于45 ) 中等熔点的蜡中等熔点的蜡(熔点熔点4550 ) 硬蜡硬蜡(熔点熔点5070 )四、石油固态烃的化学组成四、石油固态烃的化学组成 蜡石油的化学组成石油的化学组成化学组成化学组成 蜡样蜡样 组成组成ABCDEF正构烷烃正构烷烃94.086.481.982.275.566.5异构烷烃异构烷烃2.66.310.48.213.517.9单环环烷单环环烷3.47.1
34、7.49.010.213.4双环环烷双环环烷0.00.10.30.50.61.9单环芳烃单环芳烃0.0痕迹痕迹0.00.10.20.3双环芳烃双环芳烃0.00.00.00.00.0痕迹痕迹熔点熔点 52.857.858.159.463石油的化学组成石油的化学组成结论：结论： 主要成分正构烷烃，少量的异构烷烃、环烷烃及芳香烃主要成分正构烷烃，少量的异构烷烃、环烷烃及芳香烃地蜡地蜡性能性能:q分子量分子量 500700q分子中的碳数分子中的碳数 3555q熔点熔点 6990 q相对密度相对密度 、黏度比石蜡高、黏度比石蜡高 q化学性质比石蜡活泼化学性质比石蜡活泼100 下与发烟硫下与发烟硫酸反应酸
35、反应石油的化学组成石油的化学组成名称名称正构烷烃正构烷烃异构烷烃异构烷烃带正构烷带正构烷取代基的取代基的环烷烃环烷烃带正构烷带正构烷取代基的取代基的芳香烃芳香烃带异构烷带异构烷取代基的取代基的环烷烃环烷烃带异构烷带异构烷取代基的取代基的芳香烃芳香烃原油原油A15.4067.3013.24.1原油原油B12.9056.30.829.70原油原油C10.310.322.014.738.34.4化学组成化学组成石油的化学组成石油的化学组成结论：结论：环烷烃类含量约为环烷烃类含量约为80%，正异构烷烃总量约为，正异构烷烃总量约为20%第三节第三节 石油中的非烃化合物石油中的非烃化合物 S、O、N 在石
36、油中占在石油中占1%，其，其化合物化合物含量高含量高达达1020%一、含硫化合物一、含硫化合物1、存在形态、存在形态 分解产物分解产物（分解温度（分解温度120 ） S、H2S H2S +O （空气）空气） S + H2O S + 石油烃类石油烃类 H2S200250石油的化学组成石油的化学组成RSH ：沸点较相应的醇类较低，低沸点的馏分中较多，不溶于水。沸点较相应的醇类较低，低沸点的馏分中较多，不溶于水。 CH3SH、C2H5SH 有特殊的臭味有特殊的臭味 2.210-12 g/m3可嗅觉可嗅觉. 活性硫化物活性硫化物：S H2S RSH 40%50% 2 C4H9SH C4H9SC4H9
37、+ H2S C4H9SH C4H8 + H2S 2 C3H7SH C3H7SSC3H7 + H2O RSH + NaOH RSNa + H2ORSR： 轻组分和中间馏分轻组分和中间馏分5070% 硫醚含量很多硫醚含量很多 高沸点馏分中高沸点馏分中 70%石油的化学组成石油的化学组成300 500 O性能性能 对金属无腐蚀作用对金属无腐蚀作用 中性液体中性液体 易溶解在硫酸中易溶解在硫酸中 与卤代烷、金属卤化物、氟化氢生成络合物与卤代烷、金属卤化物、氟化氢生成络合物 芳香硫醚和环硫醚热稳定性高芳香硫醚和环硫醚热稳定性高 400500 以上分解以上分解 催化剂存在在催化剂存在在300450分解分解
38、 分解产物分解产物 H2S 、RSH 、烃类烃类AlBr3、SnCl4、TiCl4、 HgCl2石油的化学组成石油的化学组成已分离出的部分环硫醚已分离出的部分环硫醚： 单环硫醚单环硫醚 S S双环硫醚双环硫醚 R R R S S S三环硫醚三环硫醚 S S S石油的化学组成石油的化学组成石油的化学组成石油的化学组成与硝酸或过氧化物作用生成与硝酸或过氧化物作用生成亚砜亚砜与双氧水冰醋酸作用直接氧化成与双氧水冰醋酸作用直接氧化成砜砜RSSR：高沸点馏分中，含量少高沸点馏分中，含量少10%特点特点 中性中性 不与金属作用不与金属作用 热安定差，分解产物热安定差，分解产物 RSH、RSR、H2S石油的
39、化学组成石油的化学组成 及同系物：及同系物：芳香烃的杂环化合芳香烃的杂环化合 热安定性高热安定性高; 物理及化学性质与苯系芳香烃接近，易溶于物理及化学性质与苯系芳香烃接近，易溶于 浓硫酸并起磺化反应浓硫酸并起磺化反应; 于浓硝酸作用生成水、二氧化碳、和硫酸。于浓硝酸作用生成水、二氧化碳、和硫酸。已分离的化合物：已分离的化合物： 石油的化学组成石油的化学组成特点特点2、分布规律、分布规律胜利油胜利油孤岛油孤岛油任丘油任丘油馏分范围馏分范围S%(w)馏分范围馏分范围S%(w)馏分范围馏分范围S%(w) 41 1320.02初馏初馏1300.06初馏初馏1840.01132 1850.05130 2
40、000.16184 2300.02185 2210.14200 2430.47230 2580.06221 2550.20243 2690.73258 2860.122553240.332693041.10286 3010.13324 3850.53304 3251.19301 3300.15385 4380.75325 3491.40330 3500.18438 4510.71349 3641.52350 4000.22石油的化学组成石油的化学组成直馏馏分中硫化物直馏馏分中硫化物n直馏汽油直馏汽油含硫化合物含硫化合物沸点沸点含硫化合物含硫化合物沸点沸点含硫化合物含硫化合物沸点沸点 C2H5S
41、H nC4H9SHCH3-CH-CH2SH CH3nC6H13SH SH SH SH CH3C2H5-S-S-C2H53598.464.2138.9158.8168194159 S CH3 CH3 S CH3 CH3CH3 CH3 SCH3-S-CH3C2H5-S-CH3C2H5-S-C2H5C3H7-S-CH-CH3 CH3C3H7-S-C3H78413418218437.36792.1132142.8 S S CH3 S CH3 CH3 S CH3 S H2S121140133142158石油的化学组成石油的化学组成n中间馏分中间馏分硫化物类型硫化物类型176200航煤馏分航煤馏分(原油原
42、油1)260343 柴油馏份柴油馏份原油原油1原油原油2原油原油3苯并噻吩类苯并噻吩类 S1.21.23.78.0二苯并噻吩类二苯并噻吩类 S0.40.5烷基硫醚烷基硫醚RSR3.10.94.620.7芳香基硫醚芳香基硫醚0.40.9烷基噻吩类烷基噻吩类0.11.23.1石油的化学组成石油的化学组成 高沸馏分高沸馏分3类：类： RSR （烷基、环基、芳基和混合烷基硫醚）烷基、环基、芳基和混合烷基硫醚） 噻分类噻分类 四氢噻吩的同系物四氢噻吩的同系物已鉴定出已鉴定出 C26 S S C2 R S R S S S S 集中在双环的稠环芳烃集中在双环的稠环芳烃 组分中组分中, 含量可达含量可达176
43、0% 石油的化学组成石油的化学组成3、含硫化合物对石油加工及产品应用的影响、含硫化合物对石油加工及产品应用的影响腐蚀设备腐蚀设备H2S与水共存与水共存MgCl2、 CaCl2水解产物水解产物 HCl ： MgCl2,+ H2O = Mg（OH）2 + 2 HCl H2S与与HCl 协同作用：协同作用： Fe + H2S = FeS + H2 FeS + 2 HCl = FeCl2 + H2SS 高温腐蚀高温腐蚀：Fe + S = FeS (350400)硫醇的腐蚀硫醇的腐蚀：2RSH + Fe = (RS)2Fe + H2SO2、SO3遇水汽形成遇水汽形成 H2SO4石油的化学组成石油的化学组
44、成硫化物分解产物硫化物分解产物硫醇，硫化氢硫醇，硫化氢等等燃烧燃料产物燃烧燃料产物 SO2、SO3， H2S催化剂中毒催化剂中毒影响产品质量影响产品质量 汽油汽油感铅性感铅性变坏变坏 油的安定性变坏油的安定性变坏 油有臭味油有臭味污染环境污染环境,对人类造成威胁对人类造成威胁石油的化学组成石油的化学组成二、含氧化合物二、含氧化合物q 分类：分类： 石油中的含氧量一般在千分之几，若暴露在空气中，其含石油中的含氧量一般在千分之几，若暴露在空气中，其含量就会大大增加。量就会大大增加。 酸性氧化物酸性氧化物 环烷酸、脂肪酸、酚类等环烷酸、脂肪酸、酚类等 中性氧化物中性氧化物 醛、酮、脂类等醛、酮、脂类
45、等 石油酸石油酸（阿西多）（阿西多）q 环烷酸环烷酸 约占石油酸的约占石油酸的90%我国原油含量情况我国原油含量情况较少较少 石蜡基原油环烷酸少石蜡基原油环烷酸少 中间基和环烷基石油的环烷酸含量中间基和环烷基石油的环烷酸含量相对相对较多较多石油的化学组成石油的化学组成分布规律分布规律 大部分集中在大部分集中在250400，低与高馏份都较少，低与高馏份都较少存在形式存在形式 C6C10 环戊烷的衍生物环戊烷的衍生物 C12 以上以上 环戊烷、环己烷、带长侧链环戊烷、环己烷、带长侧链 C19C23 双环或多环、芳香和环烷混合环双环或多环、芳香和环烷混合环性质性质 d20 4 = 0.9351.02
46、物理性质：物理性质： 难挥发油状物难挥发油状物 有强烈的臭味有强烈的臭味 不溶于水易溶于油品、苯、醇、乙醚及有机溶剂不溶于水易溶于油品、苯、醇、乙醚及有机溶剂 分子量升高，黏度提高、色重、酸值降低分子量升高，黏度提高、色重、酸值降低石油的化学组成石油的化学组成 化学性质：化学性质： 易发生中和反应易发生中和反应 （脂肪酸相似）（脂肪酸相似） 碱金属盐能溶于水碱金属盐能溶于水 腐蚀设备（有色金属）腐蚀设备（有色金属） 灯芯堵塞和结花灯芯堵塞和结花应用应用 木材防腐剂、石油酸皂、环烷酸皂、其木材防腐剂、石油酸皂、环烷酸皂、其钠盐钠盐 可作植物生长激素可作植物生长激素、稀有金属萃取剂、稀有金属萃取剂
47、、环烷环烷 酸锌、钡等盐可作燃料和润滑油添加剂酸锌、钡等盐可作燃料和润滑油添加剂。制造制造 分离或合成石油酸。分离或合成石油酸。分析分析 借助酸值表示借助酸值表示 mg(KOH) / 100mlq酚类：酚类： 有强烈的的气味、弱酸，能溶于水污染环境等。有强烈的的气味、弱酸，能溶于水污染环境等。 石油的化学组成石油的化学组成三、含氮化合物三、含氮化合物n存在形式存在形式碱性碱性 300 350，渣油中占，渣油中占1/3 吡啶吡啶 喹啉喹啉 异喹啉异喹啉 氮杂蒽氮杂蒽 氮杂菲氮杂菲 等等非碱性非碱性在在500 渣油中占大部分渣油中占大部分 N N N N H H H H 吡咯吡咯 吲哚吲哚 咔唑咔
48、唑 苯并咔唑苯并咔唑 等等石油的化学组成石油的化学组成碱性：能被高氯酸冰醋酸滴定的含氮化合物，反之是非碱性的碱性：能被高氯酸冰醋酸滴定的含氮化合物，反之是非碱性的NNNNNn石油中的分布石油中的分布样品名称样品名称氮含量氮含量%（重）（重）各类氮化物含量占总氮量各类氮化物含量占总氮量 %（重）（重）吡啶和吡啶和喹啉类喹啉类酰胺酰胺吡咯类吡咯类咔唑类咔唑类原料油原料油0.643159553003500.04100000350400 0.155371327400500 0.493341251 500 渣油渣油1.03342856 原油中原油中最低含氮最低含氮0.02 %0.02 %，最高含氮，最高
49、含氮0.77 %0.77 %，我国，我国0.10.1 0.5 % 0.5 % 大部分集中在重馏分中大部分集中在重馏分中 非碱性集中在重油馏分中非碱性集中在重油馏分中, ,碱性越弱，含量越高碱性越弱，含量越高 在在中间馏分中间馏分300300350350中中全部是碱性类全部是碱性类 一般一般氮处在环结构中氮处在环结构中，脂肪族含氮化合物较少发现，脂肪族含氮化合物较少发现石油的化学组成石油的化学组成卟啉类化合物卟啉类化合物 非碱性氮化物的一种。其基非碱性氮化物的一种。其基本结构单元是卟啉核本结构单元是卟啉核卟啉核和结构：卟啉核和结构： 由四个吡咯环通过甲基桥相由四个吡咯环通过甲基桥相连接形成更长的
50、共轭体系连接形成更长的共轭体系石油中的卟啉化合物：石油中的卟啉化合物： 集中在集中在500 馏分中馏分中1) 主要是初卟啉和脱氧叶红初主要是初卟啉和脱氧叶红初卟啉两大体系类卟啉两大体系类石油的化学组成石油的化学组成porphyrins石油中的卟啉类化合物石油中的卟啉类化合物石油的化学组成石油的化学组成动物、植物中的卟啉络合物动物、植物中的卟啉络合物 石油的化学组成石油的化学组成石油中的卟啉络合物石油中的卟啉络合物 研究的目的研究的目的n研究石油生成过程机理研究石油生成过程机理n研究重质油的深加工方法；改进油品质量研究重质油的深加工方法；改进油品质量n延长催化剂的寿命延长催化剂的寿命n分离和研究
