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绪论和第一章 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life, there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望2022-7-11绪绪 论论o 从本课程中能学到什么从本课程中能学到什么? ?o 授课内容授课内容o 国内外炼油工业的发展、现状及新国内外炼油工业的发展、现状及新 世纪面临的挑战世纪面临的挑战o 希望和要求希望和要求2022-7-11课程目标和主要内容课程目标和主要内容o石油加工概论石油加工概论是非化学工程与工艺专业的一门专业基础课。是非化学工程与工艺专业的一门专业基础课。该课程的先修课程为该课程的先修课程为物理化学物理化学、化工原理化工原理及及化学反化学反应工程应工程等等。学习本课程前应有炼油厂认识实习的经历，增加。学习本课程前应有炼油厂认识实习的经历，增加感性认识。感性认识。o本课程的目的是本课程的目的是掌握掌握有关石油及其产品的组成性质和使用性能有关石油及其产品的组成性质和使用性能以及主要石油加工过程的生产原理；原则流程；主要操作参数以及主要石油加工过程的生产原理；原则流程；主要操作参数及其影响因素；及其影响因素；了解了解主要生产装置中的典型设备、工作原理、主要生产装置中的典型设备、工作原理、结构和性能以及这些生产过程、产品的使用给环境带来的影响，结构和性能以及这些生产过程、产品的使用给环境带来的影响，为学习专业课打下必要的专业基础。为学习专业课打下必要的专业基础。 2022-7-11一、炼油工艺基础知识一、炼油工艺基础知识o石油、石油馏分及石油产品的石油、石油馏分及石油产品的化学组成和物理性质化学组成和物理性质o主要石油产品的主要石油产品的质量要求及主要使用性能质量要求及主要使用性能o我国主要我国主要原油特性及其加工方向原油特性及其加工方向二、石油加工过程二、石油加工过程o原油蒸馏过程原油蒸馏过程的基本原理、蒸馏方案及工艺流程，主要操作因数的基本原理、蒸馏方案及工艺流程，主要操作因数及其确定方法及其确定方法o催化裂化、催化加氢、催化重整等催化裂化、催化加氢、催化重整等工艺过程的基本原理、工艺流工艺过程的基本原理、工艺流程，主要影响因数分析以及催化剂和催化作用程，主要影响因数分析以及催化剂和催化作用o烷基化、醚化、异构化（气体加工）等烷基化、醚化、异构化（气体加工）等工艺过程的基本原理工艺过程的基本原理2022-7-11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？Petroleum (Oil)并侧重石油炼制（加工）并侧重石油炼制（加工）: : petroleum refiningor: petroleum processing 2022-7-11 石油是什么？石油是什么？o石油（石油（Petroleum）是一种从地下深处开采出来的呈黄色、褐是一种从地下深处开采出来的呈黄色、褐色甚至黑色的可燃性粘稠液体，常与天然气共存（从石油的外色甚至黑色的可燃性粘稠液体，常与天然气共存（从石油的外观、来源、最基本特性）观、来源、最基本特性）o石油是由远古海洋或湖泊中的生物在地下经过漫长的地球化学石油是由远古海洋或湖泊中的生物在地下经过漫长的地球化学演化而形成的烃类和非烃类的复杂混合物（从地球化学角度）演化而形成的烃类和非烃类的复杂混合物（从地球化学角度）o石油工业经过石油工业经过100多年发展以后，对多年发展以后，对“石油石油”才有了比较科学才有了比较科学的命名（的命名（1983年，第年，第11届世界石油大会届世界石油大会）2022-7-111983年年第第11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、天然气等名词的定对石油、原油、天然气等名词的定义：义：石油石油(Petroleum)：指气态、液态和固态的烃类混合物，具有天然性状：指气态、液态和固态的烃类混合物，具有天然性状原油原油(Crude Oil)：指石油的基本类型，常压下呈液态，其中也包括一：指石油的基本类型，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）些液态非烃类组分（天然的液态烃类混合物）天然气天然气(Natural Gas)：指石油的主要类型，常温常压下呈气态，在地：指石油的主要类型，常温常压下呈气态，在地层条件下溶解于原油中层条件下溶解于原油中 因此，因此，石油石油这一概念实际上包括了人们习惯上所说的原这一概念实际上包括了人们习惯上所说的原油、天然气、伴生气、凝析油等油、天然气、伴生气、凝析油等2022-7-11世界石油资源情况世界石油资源情况o 常规原油可采储量：常规原油可采储量：1850亿吨；全世界原油资亿吨；全世界原油资源总量源总量5000亿吨；还可开采亿吨；还可开采130年左右；年左右；o 非常规原油：重质油和油砂等非常规原油：重质油和油砂等15500亿吨，折算亿吨，折算为原油大概为为原油大概为8000亿吨，亿吨，70%80%分布在加分布在加拿大；拿大；o 大量天然气和可燃冰（甲烷的结晶水合物），大量天然气和可燃冰（甲烷的结晶水合物），探明储量为探明储量为1300000亿立方米亿立方米2022-7-11何谓石油炼制？何谓石油炼制？石油炼制是我国石油化学工业的组成之一石油炼制是我国石油化学工业的组成之一石油炼制石油炼制以以石油石油为原料生产为原料生产各种石油产品或化各种石油产品或化工原料的过程工原料的过程石油化工石油化工以以乙烯、丙烯等乙烯、丙烯等为原料为原料生产三大合成材料及基生产三大合成材料及基本有机原料的过程本有机原料的过程2022-7-11 石油炼制工业（炼油工业）石油炼制工业（炼油工业）原原 油油石油产品石油产品一次加工一次加工( (原油蒸馏原油蒸馏) )二次加工二次加工( (催化、加氢、重整等催化、加氢、重整等) )三次加工三次加工( (烷基化、异构化、醚化等烷基化、异构化、醚化等) )油品调合或精制油品调合或精制产品分类产品分类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2022-7-11o目前目前石油石油在我国能源消费结构中约占在我国能源消费结构中约占20%（煤炭占（煤炭占70%）。据国际）。据国际能源机构预测，未来二十年中国对能源机构预测，未来二十年中国对石油及其产品石油及其产品的需求将呈快速增的需求将呈快速增长趋势。预计到长趋势。预计到2020年，石油在我国总能源消费结构中的比例将上年，石油在我国总能源消费结构中的比例将上升至升至30% ,世界仍将保持目前世界仍将保持目前38%水平水平o煤炭、石油、天然气资源人均可采储量：煤炭、石油、天然气资源人均可采储量： 煤炭煤炭/吨吨 石油石油/吨吨 天然气天然气/立方米立方米 世界平均世界平均 162.5 23.5 24796 美国美国 876.4 13.1 16843 中国中国 89.8 2.6 10742022-7-11o近近10年来，我国石油消费年均增长年来，我国石油消费年均增长5.77%，而石油供应年均增长仅，而石油供应年均增长仅1.67%；o1993年，成为石油产品净进口国，年，成为石油产品净进口国，1996年，成为原油净进口国，年，成为原油净进口国，2002年进口原油、成品油超过年进口原油、成品油超过7000万吨，万吨，2009原油进口已经超过原油进口已经超过19000万吨；万吨；o据统计，中国对进口石油的依存度已由据统计，中国对进口石油的依存度已由1995年的年的6.6%上升为上升为2000年年的的25%，2005年进口原油占国内总需求的比例提高到了年进口原油占国内总需求的比例提高到了41%，目前，目前已到已到54%，石油资源安全问题非常严重石油资源安全问题非常严重 。2022-7-11我国炼油能力增长情况我国炼油能力增长情况年份年份 炼油能力炼油能力 /万吨万吨/a1949 171952 991965 14231984 107501994 181001997 200002005 32800/28600(实际实际) 2010 420002022-7-11o炼油企业规模、生产装置规模偏小，经济效益受影响炼油企业规模、生产装置规模偏小，经济效益受影响o装置利用率（负荷率或开工率）较低装置利用率（负荷率或开工率）较低(国外国外80%，国内，国内80%)，且，且难以适应原油品种结构变化难以适应原油品种结构变化o炼油装置结构不太合理，导致产品质量、档次低，综合商品率低炼油装置结构不太合理，导致产品质量、档次低，综合商品率低(90%) ，产品结构与市场的矛盾突出，缺乏市场竞争力，产品结构与市场的矛盾突出，缺乏市场竞争力o装置生产周期短，物耗、能耗较高，劳动生产率低装置生产周期短，物耗、能耗较高，劳动生产率低o轻质油收率较低轻质油收率较低(66%)，加工损失率较高，加工损失率较高(1.39%)o市场需要清洁燃料，标准越来越高市场需要清洁燃料，标准越来越高 我国炼油工业面临的主要问题我国炼油工业面临的主要问题2022-7-11炼油企业规模状况（炼油企业规模状况（2008年）年） 世界世界 中国中国 炼厂个数炼厂个数 717 135平均规模（万吨平均规模（万吨/年）年） 572 380/5001000万吨万吨/年年 100座座 8坐坐2000万吨万吨/年年 17座座 1座座(大连石化大连石化)最大规模（万吨最大规模（万吨/年）年） 4700 2000 单套最大能力（万吨单套最大能力（万吨/年）年） 1350(印度印度) 1000(镇海、海南镇海、海南) 2022-7-11炼油装置结构状况炼油装置结构状况装置名称装置名称 中国中国 美国美国 世界世界 催化裂化催化裂化 34.5 33.0 16.6 加氢精制加氢精制 10.2 64.7 45.2 (含加氢处理含加氢处理) 催化重整催化重整 8.50 21.8 13.9 烷基化烷基化 0.61 6.7 2.3 异构化异构化 0 3.8 1.72 醚醚 化化 0.05 0.8 0.32022-7-11国内外炼厂技术经济指标对比国内外炼厂技术经济指标对比 国外平均国外平均 中石油股份中石油股份 中石化股份中石化股份平均规模平均规模/万吨万吨 540 379 480开工率开工率/% 90 73.65 81.0综合商品率综合商品率/% 9293 90.92 91.78加工损失率加工损失率/% 0.50 1.05 1.12轻油收率轻油收率/% 73 68.53 70.10单位能耗单位能耗 10.0 13.90 13.91 千克标油千克标油/吨吨2022-7-11教材：教材： 石油加工概论石油加工概论 寿德清、山红红寿德清、山红红 石油大学出版社石油大学出版社 ；主要参考教材：主要参考教材： 石油炼制工程石油炼制工程徐春明徐春明 石油工业出版社石油工业出版社 第四版第四版 2022-7-11推荐参考文献推荐参考文献o 中文期刊中文期刊 石油学报石油学报( (石油加工石油加工) ) 石油炼制与化工石油炼制与化工 炼油技术与工程炼油技术与工程 中国石油文摘中国石油文摘 石油天然气与化工等石油天然气与化工等o 中文专著中文专著 中国炼油技术（第二版）中国炼油技术（第二版） 炼油工程师手册炼油工程师手册 催化裂化工艺与工程催化裂化工艺与工程 加氢裂化工艺与工程加氢裂化工艺与工程等等 2022-7-11推荐参考文献推荐参考文献o 英文期刊英文期刊 OILGAS APPLIED CATALYSIS HYDROCARBON PROCESSINGo 英文书籍英文书籍 JAMES.GARY： PETROLEUM REFINING TECHNOLOGY AND ECONOMICS (Third Edition)2022-7-11本课程的特点及学习要求本课程的特点及学习要求 炼油工业属于广义的炼油工业属于广义的化学工业化学工业的范畴。从所属的范畴。从所属学科学科来来看，炼油工程是看，炼油工程是化学工程化学工程的一个分支，本质上是化学工程的一个分支，本质上是化学工程在炼油技术中的应用，它的在炼油技术中的应用，它的主要理论基础主要理论基础是是化学工程化学工程（包（包括流体流动、传热、传质、反应工程等）和括流体流动、传热、传质、反应工程等）和基础化学基础化学（如（如物理化学、有机化学等）。因此，如果缺乏上述的理论基物理化学、有机化学等）。因此，如果缺乏上述的理论基础，欲求较深入地理解、掌握炼油技术是不可能的。作为础，欲求较深入地理解、掌握炼油技术是不可能的。作为一门专业限选课程，本课程有以下两个重要特点：一门专业限选课程，本课程有以下两个重要特点：（1）炼油工程研究的对象是含有极多组分的炼油工程研究的对象是含有极多组分的复杂混合物复杂混合物，无论是加工的原料还是产品均是如此。在处理其物理和化无论是加工的原料还是产品均是如此。在处理其物理和化学性质时都要考虑到复杂混合物的特点。学性质时都要考虑到复杂混合物的特点。 2022-7-11(2) 炼油工程的主要任务是如何炼油工程的主要任务是如何高效、合理地把原油加工成各高效、合理地把原油加工成各种石油产品种石油产品。在现代炼油厂，通常需要通过多个加工过程才。在现代炼油厂，通常需要通过多个加工过程才能完成此任务，而每一个加工过程通常又是由能完成此任务，而每一个加工过程通常又是由多个单元过程多个单元过程所组成。如何最优地把多个单元过程组合成一个加工过程，所组成。如何最优地把多个单元过程组合成一个加工过程，并进而组合成一个并进而组合成一个总加工流程总加工流程是炼油工程研究的核心问题之是炼油工程研究的核心问题之一。一。 广泛的基础知识和综合分析问题的能力以及丰富的实践广泛的基础知识和综合分析问题的能力以及丰富的实践经验对较好地解决此问题是很有必要的。经验对较好地解决此问题是很有必要的。2022-7-11学习方法学习方法 重视理论联系实际重视理论联系实际 学习专业课的重要原则学习专业课的重要原则 注意前后知识的贯通和联系注意前后知识的贯通和联系 ，提高综合分析和解决问，提高综合分析和解决问题的能力题的能力 学习专业课的基本方法学习专业课的基本方法 2022-7-11课程教学目的课程教学目的 通过本课程的学习，通过本课程的学习，希望希望在四方面得到培养、锻炼和提高：在四方面得到培养、锻炼和提高：对石油加工的基础知识和主要加工工艺和流程有全面了解对石油加工的基础知识和主要加工工艺和流程有全面了解培养培养工程意识、工程意识、建立建立工程概念工程概念锻炼锻炼灵活运用专业基础知识，分析解决生产实际问题的工程灵活运用专业基础知识，分析解决生产实际问题的工程应用能力应用能力提高提高自学能力自学能力2022-7-11希望我们共同努力希望我们共同努力圆满完成本课程的教与学圆满完成本课程的教与学!欢迎提出宝贵意见或建议！欢迎提出宝贵意见或建议！2022-7-11请与我联系：请与我联系：TEL： 0532-86984702（O.） 13698676085E-Mail：2022-7-11第一章第一章 石油的化学组成石油的化学组成 第一节第一节 石油的一般性状、石油的一般性状、 元素组成、馏分组成元素组成、馏分组成 2022-7-11一、石油的一般性状一、石油的一般性状 1颜色及密度颜色及密度 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多数原油的密度集中在800980kg/m3之间，但也有个别之间，但也有个别原油的相对密度在原油的相对密度在1000kg/m3以上或以上或800kg/m3以下以下 。2我国主要原油的特点我国主要原油的特点 大多数原油的相对密度（大多数原油的相对密度（d204）0.86，属较重原油；，属较重原油； 凝点凝点(CP)高，含蜡量高，沥青质含量低；高，含蜡量高，沥青质含量低； 含硫量较低；含氮量偏高，大部分原油含硫量较低；含氮量偏高，大部分原油N0.3% 对大多数原油对大多数原油：Ni/V102022-7-11二、石油的元素组成二、石油的元素组成8387% 1114% 原油中除原油中除C、H外，还有外，还有S、N、O及其他微量元素及其他微量元素(15%) 原油中的微量金属元素有原油中的微量金属元素有V、Ni、Fe、Cu、As等等 石油中的非碳氢原子称为杂原子。与国外原油相比，我国石油中的非碳氢原子称为杂原子。与国外原油相比，我国原油的含硫低、含氮量高原油的含硫低、含氮量高 原油中的主要元素是原油中的主要元素是C、H2022-7-11碳氢比：碳氢比：是用来反映原油的属性的一个参数，与原油的化学结构有关系是用来反映原油的属性的一个参数，与原油的化学结构有关系 各种烃类碳氢原子比大小顺序是：各种烃类碳氢原子比大小顺序是： 烷烷 烃烃 环环 烷烷 烃烃 芳芳 香香 烃烃 各种油品的各种油品的 H/C（原子比）（原子比）天然气天然气 液化气液化气 汽油汽油 柴油柴油 轻质油轻质油 3.90 2.20 1.902.20 1.601.80 1.802.0 普通原油普通原油 重质油重质油 减压渣油减压渣油 沥青沥青 石油焦石油焦1.501.90 1.50 1.401.70 1.101.20 0.300.402022-7-112022-7-11原油名称原油名称沙特沙特( (轻质轻质) )沙特沙特( (中质中质) )沙特沙特轻重混轻重混合合伊朗伊朗( (轻质轻质) )科威特科威特阿联酋阿联酋( (穆尔班穆尔班) )伊拉克伊拉克印尼印尼( (米纳斯米纳斯) )哈萨克哈萨克斯坦斯坦密度密度g/cm3(20)0.85780.86800.87160.85310.86500.82390.85590.84560.8538运动粘度运动粘度mm2/s (50)5.889.049.174.917.312.556.5037.813.41.088凝点，凝点， -24-7-25-11-20-7-15(倾点倾点)34(倾点倾点)-13蜡含量蜡含量,m%3.363.104.242.735.164.5庚烷沥青质，庚烷沥青质，m%1.481.843.150.641.970.361.100.28残炭残炭, m%4.455.675.824.285.691.964.22.83.02硫含量硫含量,m%1.912.422.551.402.300.861.950.101.03氮含量氮含量,m%0.090.120.090.120.140.100.100.20表表2-2 国外若干种原油的一般性质国外若干种原油的一般性质2022-7-11原油名称原油名称单家寺单家寺欢喜岭欢喜岭新疆新疆(九区九区)井楼井楼委内瑞拉委内瑞拉(博斯坎博斯坎)加拿大加拿大(冷湖冷湖)加拿大加拿大(阿萨巴斯卡阿萨巴斯卡)密度密度g/cm3 (20)0.97310.94340.92730.95310.99911.00131.030运动粘度运动粘度mm2/s (50)810828738115391832(60)670(100)凝点，凝点， 5-20-181115.610蜡含量，蜡含量，m%3.42.27.49.6庚烷沥青质庚烷沥青质 m%1.200015.215.016.9残炭，残炭， m%9.74.85.49.115.013.118.5酸值，酸值，mgKOH/g7.43.44.90.71硫含量，硫含量，m%0.820.260.150.325.74.44.9氮含量，氮含量，m%0.720.410.350.740.440.640.402022-7-11原油名称原油名称青海青海(冷湖冷湖5号号)新疆新疆(塔南塔南)新疆新疆(塔中塔中1号号)南海西部南海西部(涠州北涠州北2#)也门也门(麦瑞波麦瑞波)印尼印尼(巴达巴达)印尼印尼(波唐米克斯波唐米克斯)密度密度g/cm3 (20)0.80420.78640.76320.77190.79860.78450.7907运动粘度运动粘度mm2/s (50)1.462.281.721.521.001.36凝点，凝点， -99-5617-24-30-30蜡含量，蜡含量，m%0.2211.93.942.50庚烷沥青质庚烷沥青质 m%001.890.050.120.020.20残炭，残炭， m%0.200.020.30.820.150.29硫含量，硫含量，m%0.020.040.020.080.480.05氮含量，氮含量，m%0.090.30.03我国及国外几种轻质原油的一般性质我国及国外几种轻质原油的一般性质2022-7-11特特 点：点： 我国主要油区原油的凝点及蜡含量较高、庚烷沥青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、相对密度大多在质含量较低、相对密度大多在0.850.95之间，属于较之间，属于较（偏）重的常规原油。（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化学组成的区别 。2022-7-11三、石油的馏分组成三、石油的馏分组成1. 馏分馏分 ：是指用分馏方法把原油分成的不同沸点范围的组分：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的沸点 用分馏的方法，可以把石油馏分分成不同温度段，如用分馏的方法，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等，称为石油的一个馏分 馏分不等同于产品馏分不等同于产品 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，馏分要不等同于产品。石油产品要满足油品的规格要求，馏分要变成产品还必须对其进一步加工变成产品还必须对其进一步加工 2022-7-113. 直馏馏分：直馏馏分：从原油直接分馏得到的馏分。它基本保留了石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、芳香烃等含有烷烃、环烷烃、芳香烃等 4. 石油中含有的馏分，一般规定：石油中含有的馏分，一般规定： 小于小于180的馏分为汽油馏分（也称为低沸点馏分，轻油或石脑的馏分为汽油馏分（也称为低沸点馏分，轻油或石脑油馏分）油馏分）180350的馏分为煤、柴油馏分（也称中间馏分，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的馏分为减压馏分（也称高沸点馏分或润滑油,VGO） 大于大于500的馏分为减渣馏分的馏分为减渣馏分(VR) 2022-7-11原油名称原油名称200200350350500500大大 庆庆11.519.726.042.8胜胜 利利7.617.527.547.4孤孤 岛岛6.114.927.251.8辽辽 河河9.421.529.239.9华华 北北6.119.934.939.1中中 原原19.425.123.232.3新新 疆疆15.426.029.929.7沙特（混合）沙特（混合）20.724.523.231.6也门（麦瑞波）也门（麦瑞波）31.530.623.214.7英国（北海）英国（北海）29.027.625.418.0印尼（米纳斯）印尼（米纳斯）11.930.224.833.12022-7-11 不同原油的各馏分含量差别很大。与国外原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油相比，我国主要油田原油中500的减的减压渣油含量都较高（压渣油含量都较高（40%50%），），200的汽油馏分含量较少（一般低于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的又一个特点。国原油馏分组成的又一个特点。2022-7-11图中从图中从175到到352，每，每25切割一个窄馏分切割一个窄馏分2022-7-11350到到500，每，每25切割一个窄馏分，以及切割一个窄馏分，以及500馏分馏分2022-7-11第二节第二节 石油的烃类组成石油的烃类组成 含有碳和氢两种元素的化合物称为碳氢化合物，含有碳和氢两种元素的化合物称为碳氢化合物，简称为烃简称为烃( (Hydrocarbon) )一、一、石油中烃类的类型及分布规律石油中烃类的类型及分布规律 q石油中的烃类主要有烷烃、环烷烃和芳烃以石油中的烃类主要有烷烃、环烷烃和芳烃以及兼有这三种结构的混合烃组成及兼有这三种结构的混合烃组成q原油中一般不含烯烃，炔烃更少原油中一般不含烯烃，炔烃更少 2022-7-111石油中的烷烃石油中的烷烃 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烷烃或链烃 化学性质不活泼，化学性质不活泼，C1C4常温常压下为气态，常温常压下为气态，C5C15为为液态，液态，C16以上的正构烷烃为固态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石油中的烷烃根据石油类型的不同含量可达5070%或或低到低到1015% 石油中的石油中的正构烷烃正构烷烃一般比一般比异构烷烃异构烷烃含量高含量高 随沸点的增高，石油中的随沸点的增高，石油中的正构烷烃和异构烷烃正构烷烃和异构烷烃的含量逐的含量逐渐降低渐降低 2022-7-112石油中的环烷烃石油中的环烷烃 环烷烃是环状的饱和烃，其性质较稳定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石油中大量存在的环烷烃只有含五碳环五碳环的环戊烷系和含的环戊烷系和含六碳环六碳环的环己烷系的环己烷系 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，环石油中的环烷烃除单环外，还有双环及多环环烷烃，环的连接方式以的连接方式以并联并联为主为主 3石油中的芳烃石油中的芳烃 芳烃在石油中普遍存在芳烃在石油中普遍存在 2022-7-11C C5 5-C-C1010的正异构烷烃的正异构烷烃原油原油汽油汽油煤、柴油煤、柴油减压馏分减压馏分单环及少量双环环烷烃单环及少量双环环烷烃单环芳烃单环芳烃( (苯系苯系) )C C1010C C2020左右的正左右的正异异构烷烃构烷烃 单环、双环及多环环烷烃单环、双环及多环环烷烃单环、双环芳香烃单环、双环芳香烃C C2020C C3636左右的正左右的正异异构烷烃构烷烃 单、双、三环以及三环以上的环烷烃单、双、三环以及三环以上的环烷烃 单、双、多环芳烃单、双、多环芳烃减压渣油减压渣油2022-7-11某石油馏分中烃类分布示意图某石油馏分中烃类分布示意图2022-7-11二、石油中的气态烃二、石油中的气态烃石油气态烃石油气态烃天然气天然气炼厂气炼厂气伴生气伴生气非伴生气非伴生气纯气田气纯气田气凝析气田气凝析气田气天然气天然气干气干气(丁烷以上液态烃丁烷以上液态烃100g/m3为湿气为湿气)2022-7-11三、石油烃类的组成表示方法三、石油烃类的组成表示方法1单体烃组成单体烃组成 单体烃组成表明了石油馏分中每一种烃单体烃组成表明了石油馏分中每一种烃(单体化合物单体化合物)，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：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五元环少于六元环优点：具体、直观优点：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可用气相色谱技术进行鉴定技术进行鉴定2022-7-112族组成族组成 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。复杂，而且使用范围窄。族组成介于两者之间，简单实用。 所谓所谓“族族”就是化学结构类似的一类化合物就是化学结构类似的一类化合物 石油馏分分成那些族，取决于分析方法和分析要求以及实际应用的需要石油馏分分成那些族，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饱和烃和非烃组分等 对于减压渣油：一般分成对于减压渣油：一般分成 饱和分、芳香分、胶质、沥青质饱和分、芳香分、胶质、沥青质2022-7-11不论石油烃类的结构多么复杂，都可以看作是由三个基本不论石油烃类的结构多么复杂，都可以看作是由三个基本结构单元组成：结构单元组成：芳香环芳香环、环烷环环烷环和和烷基侧链烷基侧链，用这些基本，用这些基本结构单元的量来表示复杂分子混合物的组成的方法就是结结构单元的量来表示复杂分子混合物的组成的方法就是结构族组成表示法构族组成表示法 通常用通常用三个基本单元上碳原子所占的百分数三个基本单元上碳原子所占的百分数(CA%、 CN%和和CP%）来描述分子的组成，然后再加上分子中的来描述分子的组成，然后再加上分子中的总环数总环数RT，芳环数芳环数RA和和环烷环数环烷环数RN来表示石油馏分的结来表示石油馏分的结构族组成构族组成 3结构族组成结构族组成2022-7-11 CA%=620100%=30% （芳碳率）（芳碳率） CN%=420100%=20% （环烷碳率）（环烷碳率） CP%=1020100%=50% （烷基碳率）（烷基碳率） RT=2；RA=1；RN=1注注 意意 ： 石油馏分的结构族组成是把一个馏分看作是一个平均分子，石油馏分的结构族组成是把一个馏分看作是一个平均分子，该平均分子是由芳香环、环烷环和烷基侧链这三种结构单该平均分子是由芳香环、环烷环和烷基侧链这三种结构单元所构成；元所构成；2022-7-11 用用CA%、CN%、CP%、RT 、RA 、RN来表示该来表示该平均分子的结平均分子的结 构参数，因此构参数，因此RT 、RA 、RN有可有可能会出现小数；能会出现小数； 结构族组成表示法仅表示上述结构单元的含量，结构族组成表示法仅表示上述结构单元的含量，并未考虑其结合方式；并未考虑其结合方式； 计算过程中将烷基环侧链和环烷环看作是芳环的计算过程中将烷基环侧链和环烷环看作是芳环的取代基；取代基； 石油馏分不管有多复杂，均可以用结构族组成表石油馏分不管有多复杂，均可以用结构族组成表示法来描述其大致结构。示法来描述其大致结构。 2022-7-11四、石油馏分中的烃类组成四、石油馏分中的烃类组成1. 1. 汽油馏分的烃类组成汽油馏分的烃类组成 直馏汽油馏分的单体烃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上量的一半以上 直馏汽油馏分的族组成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，芳香烃一般不超过超过20%(wt)。就其分布规律而言，一般随着沸点的升高，。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芳香烃的含量逐渐增加2022-7-112石油中间馏分及高沸馏分的烃类组成石油中间馏分及高沸馏分的烃类组成 石油中间馏分石油中间馏分(200350)中的烷烃主要包括从中的烷烃主要包括从C11C20左右左右(以正构以正构烷烃计烷烃计)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 石油高沸点馏分石油高沸点馏分(350500)的烃类类型和中间馏分相似，只是在烃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长，高沸点馏分的烷烃主要包括从C20到到C36左右左右(以正构烷烃计以正构烷烃计)的正、的正、异构烷烃；环烷烃包括从单环到六环的带有环戊烷环和环己烷环的环异构烷烃；环烷烃包括从单环到六环的带有环戊烷环和环己烷环的环烷烃，其结构主要是以稠合类型为主烷烃，其结构主要是以稠合类型为主 2022-7-11五、固态烃五、固态烃1地蜡与石蜡的区别地蜡与石蜡的区别 石石 蜡蜡微晶蜡微晶蜡颜颜 色色白白 色色黄色、黄褐色黄色、黄褐色结晶形态结晶形态较大，成板状较大，成板状细微结晶细微结晶(结晶小结晶小)来源来源从柴油、润滑油中分离从柴油、润滑油中分离出出重润滑油和减渣分离出重润滑油和减渣分离出分子量分子量300500500800碳原子数碳原子数17353560化学组成化学组成以正构烷烃为主，还有以正构烷烃为主，还有少量异构烷烃、环烷烃少量异构烷烃、环烷烃及很少量的芳烃及很少量的芳烃以带烷基侧链的环状烃为以带烷基侧链的环状烃为主主(80%)，正构烷烃、，正构烷烃、异构烷烃含量约占异构烷烃含量约占20%2022-7-112蜡的不利影响及用途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、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，蜡含量较高我国原油的蜡含量：总体来说，蜡含量较高2022-7-11第三节第三节 石油中的非烃成分石油中的非烃成分 2022-7-11一、石油中的含硫化合物一、石油中的含硫化合物 低硫原油：低硫原油：S0.5%含硫原油：含硫原油：0.5%S2.0%活性硫化物：活性硫化物：S、H2S、低分子、低分子RSH等，性质相对较等，性质相对较 活泼，能与金属作用而腐蚀设备活泼，能与金属作用而腐蚀设备 非活性硫化物：硫醚非活性硫化物：硫醚(RSR)，环硫醚，二硫化，环硫醚，二硫化 物物(RSSR)，噻吩及其同系物，噻吩及其同系物 原油中的含硫化合物一般以硫醚类和噻吩类为主原油中的含硫化合物一般以硫醚类和噻吩类为主 1硫的存在形态硫的存在形态 2022-7-11石油石油中的硫中的硫活性硫活性硫 非活性硫非活性硫 常温下易与常温下易与金属作用，金属作用，强烈腐蚀性强烈腐蚀性酸性硫化物酸性硫化物 对金属没有腐蚀性、对金属没有腐蚀性、对热稳定性好对热稳定性好 常温下呈中性、常温下呈中性、不腐蚀金属、不腐蚀金属、受热后能分解受热后能分解产生具有腐蚀性产生具有腐蚀性 元素硫元素硫硫化氢硫化氢低分子硫醇低分子硫醇硫醚硫醚二硫化合物二硫化合物噻吩噻吩噻吩同系物噻吩同系物 2022-7-11原油中硫醇原油中硫醇 (RSH)的含量一般不多而且多存在于的含量一般不多而且多存在于轻馏分中，在轻馏分中硫醇硫含量往往占其总硫轻馏分中，在轻馏分中硫醇硫含量往往占其总硫含量的含量的40%50% 。随着馏分沸程升高，硫醇含量急剧降