炼油工艺学PPT课件 第二章 石油的化学组成.pdf

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1、20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学1 1第二章第二章第二章 第二章 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第一节第一节第一节 第一节 石油的一般性状、石油的一般性状、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、馏分组成元素组成、馏分组成元素组成、馏分组成20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学2 2一：石油的一般性状一：石油的一般性状1颜色及密度1颜色及密度石油通常是石油通常是黑色、褐色或黄色黑色、褐色或黄色的的流动或半流动流动或半流动的的粘稠液体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/m800980

2、kg/m3 3之间，但也有个别 原油的相对密度在1000kg/m之间，但也有个别 原油的相对密度在1000kg/m3 3以上或800kg/m以上或800kg/m3 3以下2我国主要原油的以下2我国主要原油的特点特点大多数原油的相对密度（d大多数原油的相对密度（d204 204）0.86，属）0.86，属较重原油较重原油；凝点(CP)高，含蜡量高凝点(CP)高，含蜡量高；含硫量较低含硫量较低含氮量偏高含氮量偏高，大部分原油N0.3%，大部分原油N0.3%20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学3 3二、石油的元素组成原油中的主要元素是二、石油的元素组成原油中的主要元素是C C、H

3、H8387%8387%1114%1114%原油中除C、H外，还有原油中除C、H外，还有S、N、O及其他微量元素S、N、O及其他微量元素(15%)(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、AsV、Ni、Fe、Cu、As等等石油中的石油中的非碳氢原子非碳氢原子称为称为杂原子杂原子。与国外原油相比，我 国原油的。与国外原油相比，我 国原油的含硫低、含氮量高含硫低、含氮量高20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学4 4碳氢比：是用来反映碳氢比：是用来反映原油的属性原油的属性的一个参数，与原油的的一个参数，与原油的化学结 构化学结 构有关系有关系各种烃类碳

4、氢原子比大小顺序是：各种烃类碳氢原子比大小顺序是：烷烃环烷烃芳香烃烷烃环烷烃芳香烃各种油品的各种油品的H/C天然气 液化气 汽油 柴油 轻质油天然气 液化气 汽油 柴油 轻质油3.90 2.20 1.902.20 1.601.80 1.802.0普通原油 重质油 减压渣油 沥青 石油焦普通原油 重质油 减压渣油 沥青 石油焦1.501.90 1.50 1.401.70 1.101.20 0.300.4020112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学5 520112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学6 620112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学7 7特点特点特点特

5、点：我国主要油区原油的凝点及蜡含量较我国主要油区原油的凝点及蜡含量较我国主要油区原油的凝点及蜡含量较 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、相对密度大多高、庚烷沥青质含量较低、相对密度大多高、庚烷沥青质含量较低、相对密度大多 高、庚烷沥青质含量较低、相对密度大多 在在在在0.850.850.850.850.950.950.950.95之间，属于较（偏）重的常之间，属于较（偏）重的常之间，属于较（偏）重的常 之间，属于较（偏）重的常 规原油。规原油。规原油。规原油。石油在外观上之所以会有很大差石油在外观上之所以会有很大差石油在外观上之所以会有很大差 石油在外观上之所以会有很大

6、差 别，关键在于石油的化学组成的区别，关键在于石油的化学组成的区别，关键在于石油的化学组成的区 别，关键在于石油的化学组成的区 别别别 别。20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学8 8三、石油的馏分组成三、石油的馏分组成1.馏分：是指用分馏方法把原油分成的1.馏分：是指用分馏方法把原油分成的不同沸点范围不同沸点范围的组分的组分 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 的沸点不同 的沸点 用用分馏分馏的方法，可以把石油馏分分成不同的方法，可以把石油馏分分成不同温度段温度段，如 200、200350等，称为石油的一个，如 2

7、00、200350等，称为石油的一个馏分馏分 馏分馏分不等同于不等同于产品2.馏分与产品的产品2.馏分与产品的区别区别：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：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规格要求，馏分 要变成产品还必须对其，馏分 要变成产品还必须对其进一步加工进一步加工20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学9 93.直馏馏分：从原油3.直馏馏分：从原油直接分馏直接分馏得到的馏分。它基本保留了 石油化学组成的得到的馏分。它基本保留了 石油化学组成的本来面目本来面目，如：，如：不含不饱和烃不含不饱和

8、烃，在化学组 成中含有，在化学组 成中含有烷烃、环烷烃、芳香烃烷烃、环烷烃、芳香烃等4.石油中含有的馏分，一般规定：等4.石油中含有的馏分，一般规定：小于180的馏分为小于180的馏分为汽油馏分汽油馏分（也称为低沸点馏分，轻油或石 脑油馏分）（也称为低沸点馏分，轻油或石 脑油馏分）180350的馏分为180350的馏分为煤、柴油馏分煤、柴油馏分（也称中间馏分，AGO）（也称中间馏分，AGO）350500的馏分为350500的馏分为减压馏分减压馏分（也称高沸点馏分或润滑 油,VGO）（也称高沸点馏分或润滑 油,VGO）大于500的馏分为大于500的馏分为减渣馏分减渣馏分(VR)(VR)napht

9、hanaphthaAtmospheric gas oilAtmospheric gas oilVacuum gas oilVacuum gas oilVacuum residueVacuum residue20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学1010原油名称原油名称200200350350500500200200350350500500大庆11.519.726.042.8胜利7.617.527.547.4孤岛6.114.927.251.8辽河9.421.529.239.9华北6.119.934.939.1中原19.425.123.232.3新疆15.426.029.929.7

10、沙特（混合）20.724.523.231.6也门（麦瑞波）31.530.623.214.7英国（北海）29.027.625.418.0印尼（米纳斯）11.930.224.833.1大庆11.519.726.042.8胜利7.617.527.547.4孤岛6.114.927.251.8辽河9.421.529.239.9华北6.119.934.939.1中原19.425.123.232.3新疆15.426.029.929.7沙特（混合）20.724.523.231.6也门（麦瑞波）31.530.623.214.7英国（北海）29.027.625.418.0印尼（米纳斯）11.930.224.833

11、.120112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学1111不同原油的各馏分含量差别很大。与国外不同原油的各馏分含量差别很大。与国外不同原油的各馏分含量差别很大。与国外 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原油相比，我国主要油田原油中原油相比，我国主要油田原油中原油相比，我国主要油田原油中500500500500的的的 的 减压渣油含量都较高，减压渣油含量都较高，减压渣油含量都较高，减压渣油含量都较高，200200200200的汽油馏分的汽油馏分的汽油馏分 的汽油馏分 含量较少（一般低于含量较少（一般低于含量较少（一般低于含量较少（一般低于10%10%10%

12、10%）。）。）。）。原油中的原油中的原油中的原油中的汽油馏分含量低、渣油含量高汽油馏分含量低、渣油含量高汽油馏分含量低、渣油含量高汽油馏分含量低、渣油含量高是是是 是 我国原油馏分组成的又一个我国原油馏分组成的又一个我国原油馏分组成的又一个我国原油馏分组成的又一个特点特点特点特点。20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学1212第二节 石油馏分的烃类组成第二节 石油馏分的烃类组成含有含有碳和氢碳和氢两种元素的化合物称为碳氢化合 物，简称为烃(Hydrocarbon)一、两种元素的化合物称为碳氢化合 物，简称为烃(Hydrocarbon)一、石油中烃类的类型及分布规律石油中烃类的

13、类型及分布规律 石油中的烃类主要有石油中的烃类主要有烷烃、环烷烃和芳烃烷烃、环烷烃和芳烃 原油中一般原油中一般不含烯烃不含烯烃，炔烃更少炔烃更少paraffinnaphthenearomaticsolefine20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学13131石油中的烷烃1石油中的烷烃 石油中带有石油中带有直链或支链直链或支链，而无任何环结构的饱和烃称为，而无任何环结构的饱和烃称为 烷烃或链烃烷烃或链烃 化学性质化学性质不活泼不活泼，C C1 1 CC4 4 常温常压下为常温常压下为气态气态，C C5 5 CC15 15 为为液 态液 态，C C16 16 以上以上的正构烷烃为的

14、正构烷烃为固态固态 石油中的烷烃根据石油石油中的烷烃根据石油类型类型的不同含量可达的不同含量可达5070%5070%或低 到或低 到1015%1015%石油中的石油中的正构烷烃正构烷烃一般比异构烷烃含量一般比异构烷烃含量高高 随随沸点的增高沸点的增高，石油中的正构烷烃和异构烷烃的，石油中的正构烷烃和异构烷烃的含量逐 渐降低含量逐 渐降低20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学141422石油中的环烷烃石油中的环烷烃 环烷烃是环烷烃是环状环状的的饱和烃饱和烃，其性质较，其性质较稳定稳定 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的环戊烷系五碳环的环戊烷系和含 和

15、含 六碳环的环己烷系六碳环的环己烷系 我国的几种主要原油中一般我国的几种主要原油中一般环己烷系环己烷系多于环戊烷系多于环戊烷系 石油中的环烷烃除单环外，还有石油中的环烷烃除单环外，还有双环双环及及多环多环环烷烃，环 的连接方式以环烷烃，环 的连接方式以并联并联为主为主3石油中的芳烃3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20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学1515C C5 5-C-C10 10 的正构烷烃的正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(苯系)单环芳烃(苯系)C C10 10 CC20 2

16、0 左右的正构烷烃左右的正构烷烃单环、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 C20 20 CC36 36 左右的正构烷烃左右的正构烷烃单、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20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学1616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20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学1717二、石油中的气态烃二、石油中的气态烃石油气态烃天然气炼厂气伴生气非伴生气纯气田气凝析气田气石油气态烃天然气炼厂气伴生气非伴生气纯气田气凝析气田

17、气天然气干气(丁烷以上天然气干气(丁烷以上液态烃100g/m液态烃100g/m液态烃100g/m3 3为湿气)为湿气)20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学1818三、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表明了石油馏分中1单体烃组成单体烃组成表明了石油馏分中每一种烃每一种烃(单体化合物)，目前还仅限于阐述(单体化合物)，目前还仅限于阐述石油气及石油低沸点馏分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：的组成石油中单体烃的主要类型有：天然石油天然石油中，中，不含有烯烃、炔烃不含有烯烃、炔烃，含有烷烃、环烷烃及 芳香烃，含有烷烃、环烷烃及

18、 芳香烃，环状烃几乎都是环状烃几乎都是五元环和六元环五元环和六元环。我国主要原油的 五元环少于六元环。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 技术进行鉴定可用气相色谱 技术进行鉴定20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学19192族组成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。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

19、“所谓“族族”就是”就是化学结构类似化学结构类似的一类化合物的一类化合物 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、不饱和烃和非烃组分等对于煤、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 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20112011-2 2-1

20、111炼油工艺学炼油工艺学20203结构族组成3结构族组成 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：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：芳香环、环烷环和烷基侧链芳香环、环烷环和烷基侧链，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 就是结构族组成表示法，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 就是结构族组成表示法 通常用三个基本单元上通常用三个基本单元上碳原子所占的百分数碳原子所占的百分数来描述来描述分子 的组成分子 的组成，然后再加上分子中的，然后再加上分子中的总环数R总环数RT T，芳环数R，芳环数RA

21、A 和环烷 环数R和环烷 环数RN N 来表示石油馏分的来表示石油馏分的结构族组成结构族组成20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学2121C CA A%=620100%=30%（芳碳率）C%=620100%=30%（芳碳率）CN N%=420100%=20%（环烷碳率）C%=420100%=20%（环烷碳率）CP P%=1020100%=50%（烷基碳率）R%=1020100%=50%（烷基碳率）RT T=2；R=2；RA A=1；R=1；RN N=1注意：=1注意：石油馏分的结构族组成是把一个馏分看作是一个石油馏分的结构族组成是把一个馏分看作是一个平均分 子平均分 子，该平均

22、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；，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；20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学2222 用用CA%、CN%、CP%、RT、RA、RN 来表示该 平均分子的结 构参数，因此来表示该 平均分子的结 构参数，因此RT、RA、RN 有可 能会出现小数；有可 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，并未考虑其结合方式；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；计算过程中将烷基环侧链和环烷环看作是芳环 的取代基；计算过程中将烷基环侧链和环烷环看作是芳环 的取代基；石油馏分

23、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。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。20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学2323四、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20种主要的单体烃的含量就占该直馏汽油 馏分总量的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一半以上直馏汽油馏分的族组成烷烃和环烷烃占

24、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，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一般随着沸点的 升高，芳香烃的含量逐渐增加20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学24242石油中间馏分及高沸馏分的烃类组成2石油中间馏分及高沸馏分的烃类组成 石油中间馏分(200350)石油中间馏分(200350)中的烷烃主要包括从C中的烷烃主要包括从C11 11 CC20 20 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

25、环以上的环烷烃和芳香烃的含量明显减少左右(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)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C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 20 到C到C36 36 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 带有环戊烷环和环己烷环的环烷烃，其

26、结构主要是以稠合类型 为主左右(以正构烷烃计)的正、异构烷烃；环烷烃包括从单环到六环的 带有环戊烷环和环己烷环的环烷烃，其结构主要是以稠合类型 为主20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学2525四、固态烃四、固态烃1地蜡与石蜡的区别1地蜡与石蜡的区别石蜡石蜡微晶蜡微晶蜡颜 色白色颜 色白色黄色、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(结晶小)细微结晶(结晶小)来源来源从柴油、润滑油中分 离出从柴油、润滑油中分 离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300500300500500800500800碳原子数碳原子数17351735356

27、03560化学组成化学组成以正构烷烃为主，还 有少量异构烷烃、环 烷烃及很少量的芳烃以正构烷烃为主，还 有少量异构烷烃、环 烷烃及很少量的芳烃以带烷基侧链的环状烃 为主(80%)，正构烷烃、异构烷烃含量约占20%以带烷基侧链的环状烃 为主(80%)，正构烷烃、异构烷烃含量约占20%20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学26262蜡的不利影响及用途2蜡的不利影响及用途 不利影响：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

28、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：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20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学2727第三节 石油中的非

29、烃成分第三节 石油中的非烃成分20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学2828一、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%S0.5%含硫原油：含硫原油：0.5%S2.0%0.5%S2.0%S2.0%活性硫化物：活性硫化物：S、HS、H2 2 S、低分子RSH等，性质相对较活泼，能与金属作用而腐蚀设备S、低分子RSH等，性质相对较活泼，能与金属作用而腐蚀设备非活性硫化物：非活性硫化物：硫醚(RSR)，环硫醚，二硫化物(RSSR)，噻吩及其同系物硫醚(RSR)，环硫醚，二硫化物(RSSR)，噻吩及其同系物原油中的含硫化合物一般以原油中的含硫化合物一般以硫

30、醚类和噻吩类硫醚类和噻吩类为主1硫的存在形态为主1硫的存在形态20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学29292硫的分布2硫的分布 硫的分布的硫的分布的总趋势总趋势是，是，随沸点升高，硫含量增加随沸点升高，硫含量增加，大部 分集中在重馏分及渣油中（75%85%），大部 分集中在重馏分及渣油中（75%85%）汽油中馏分：H汽油中馏分：H2 2 S、硫醇、硫醚(环硫醚)及少量的二硫 化物和噻吩S、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

31、醚与噻吩，另外还有四氢噻吩高沸点馏分：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20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学3030 腐蚀性Fe+H腐蚀性Fe+H2 2 SFeS+H SFeS+H 2 2 环境污染环境污染 影响产品的储存安定性影响产品的储存安定性 影响燃料的燃烧性能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20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学3131二、石油中的含氮化合物二、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

32、 常集中在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%0.050.5%范围内范围内 随沸点的升高，含量增加 随沸点的升高，含量增加，大部分在胶质沥 青质中，大部分在胶质沥 青质中碱性氮化物：碱性氮化物：NNN非碱性氮化物：非碱性氮化物：NNN20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学3232氮的存在对整个石油加工过程也有很大的危害 1.影响产品的安定性：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。氮的存在对整个石油加工过程也有很大的危害

33、1.影响产品的安定性：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。20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学3333三、三、石油中的含氧化合物石油中的含氧化合物 石油中的含氧量比硫、氮少，约为石油中的含氧量比硫、氮少，约为千分之几千分之几；个别的可高 达23%；个别的可高 达23%随沸点升高，含氧化合物增加随沸点升高，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)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、

34、酯等，含量极少中性氧化物：醛、酮、酯等，含量极少 石油中的含氧化合物的含量一般用石油中的含氧化合物的含量一般用酸度(酸值)酸度(酸值)来间接表示来间接表示20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学3434石油中的环烷酸（占石油酸约90%）石油中的环烷酸（占石油酸约90%）石蜡基石油石蜡基石油的环烷酸含量较少，的环烷酸含量较少，中间基和环烷基石油中间基和环烷基石油的环 烷酸含量较多的环 烷酸含量较多 石油中的环烷酸一般是石油中的环烷酸一般是一元羧酸一元羧酸 环烷酸的相对密度一般在0.931.02之间，随环烷酸的相对密度一般在0.931.02之间，随分子量增 大分子量增 大，酸值降低酸

35、值降低，溶解度减小溶解度减小 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20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学3535 环烷酸的分布 环烷酸的分布中间馏分中间馏分(250-400)含量最(250-400)含量最高高，低、高沸点馏分低、高沸点馏分含量 较含量 较低低 危害 危害 原油含环烷酸多，容易乳化，对加工不理，且腐蚀设备原油含环烷酸多，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；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

36、用煤油含环烷酸，可使灯芯堵赛，结花 环烷酸的用途灯用煤油含环烷酸，可使灯芯堵赛，结花 环烷酸的用途20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学3636第四节 石油中的微量元素第四节 石油中的微量元素一、石油中的微量元素类型一、石油中的微量元素类型目前发现的石油中的微量元素有目前发现的石油中的微量元素有59种59种，可分为三类：，可分为三类：过渡(变价)金属元素过渡(变价)金属元素 碱金属和碱土金属碱金属和碱土金属 卤素和其他元素卤素和其他元素 就世界范围来看，在石油中含量最多的微量元素是 就世界范围来看，在石油中含量最多的微量元素是 钒钒，其次是，其次是镍镍 我国大多数原油的我国大多

37、数原油的镍含量明显高于钒含量镍含量明显高于钒含量20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学3737表表表 表 石油中的微量元素石油中的微量元素石油中的微量元素石油中的微量元素(ppm)石油产地石油产地石油产地石油产地铁铁铁铁镍镍镍镍铜铜铜铜钒钒钒钒砷砷砷砷大大大 大 庆庆庆庆4.84.84.84.83.93.93.93.99.79.79.79.70.10.10.10.1胜胜胜 胜 利利利利11.511.511.511.53.73.73.73.70.050.050.050.050.290.290.290.29任任任 任 丘丘丘丘1.81.81.81.815.015.015.015.0

38、0.730.730.730.730.220.220.220.22阿阿阿 阿 曼曼曼曼2.52.52.52.52.42.42.42.40.880.880.880.884.74.74.74.7马来西亚马来西亚马来西亚马来西亚1.41.41.41.40.40.40.40.40.020.020.020.020.010.010.010.0120112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学3838二、微量元素在石油中的分布二、微量元素在石油中的分布 石油中的微量元素大多数也是石油中的微量元素大多数也是随着沸点的升高 而增加随着沸点的升高 而增加，主要，主要集中在500的渣油集中在500的渣油中三、微

39、量金属在石油中的存在形态中三、微量金属在石油中的存在形态 以以无机盐无机盐的水溶液的盐类形式存在的水溶液的盐类形式存在 以以油溶性油溶性的有机金属化合物形式存在的有机金属化合物形式存在20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学3939第四节 渣油及渣油中的胶质、沥青质第四节 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%我国大多数主要原油 500的减压渣油的 产率在4050%20112011-2

40、2-1111炼油工艺学炼油工艺学4040一、渣油的组成及其分析方法一、渣油的组成及其分析方法我国原油减渣我国原油减渣C：8587%(wt)C：8587%(wt)H：1112%(wt)H：1112%(wt)H/C(原子比)1.6H/C(原子比)1.620112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学4141渣油渣油正庚烷正庚烷沥青质(不溶于正庚烷)沥青质(不溶于正庚烷)含水量为1%的中性氧化铝吸附色谱 柱上用不同溶剂进行冲洗含水量为1%的中性氧化铝吸附色谱 柱上用不同溶剂进行冲洗饱和分饱和分芳香分芳香分胶质胶质20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学4242二、我国渣油的特点二

41、、我国渣油的特点与国外原油相比，我国减渣：与国外原油相比，我国减渣：芳香分芳香分含量一般不太高，一般在30%左右含量一般不太高，一般在30%左右 庚烷沥青质庚烷沥青质的含量普遍较低，多小于3%的含量普遍较低，多小于3%减渣中的减渣中的胶质胶质含量一般较高，多在4050%左右含量一般较高，多在4050%左右 胶质与沥青质的比值的数值较高胶质与沥青质的比值的数值较高，是我国渣油的 特点之一，是我国渣油的 特点之一20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学4343三、胶质、沥青质的比较三、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：主要是根据胶状沥青状物质在不

42、同溶剂中的溶解度来划分：沥青质：沥青质：不溶于低分子(C不溶于低分子(C5 5 CC7 7)正构烷烃)正构烷烃，但能溶于热苯但能溶于热苯可溶质：可溶质：即能溶于苯又能溶于低分子正构烷烃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分、芳香分和胶质可溶质实际上包括饱和分、芳香分和胶质20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学444420112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学454520112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学4646胶质胶质沥青质沥青质外形外形褐色或暗褐色的粘稠 而流动性很差的液体 或无定型固体褐色或暗褐色的粘稠 而流动性很差的液体 或无

43、定型固体深褐色至黑色，无定 形，脆性的固体深褐色至黑色，无定 形，脆性的固体存在形式存在形式在原油中形成真溶液在原油中形成真溶液胶体溶液胶体溶液分子量分子量1000-30001000-30003000-100003000-10000H/CH/C1.4-1.71.4-1.71.1-1.31.1-1.3芳香度 C芳香度 CA A/C/C0.2-0.40.2-0.40.4-0.60.4-0.6分布分布各馏分(馏分越重，含 量越大)各馏分(馏分越重，含 量越大)渣油渣油溶解度溶解度溶于石油醚，受热缩 合或氧化成沥青质溶于石油醚，受热缩 合或氧化成沥青质不溶于石油醚不溶于石油醚20112011-2 2-

44、1111炼油工艺学炼油工艺学4747 胶质、沥青质的存在使原油或渣油形成一个比较稳定的 胶质、沥青质的存在使原油或渣油形成一个比较稳定的 胶体分散体系胶体分散体系20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学4848 胶质、沥青质的胶质、沥青质的危害危害：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：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、沥青质胶质、沥青质有利有利的方面：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20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学4949本 章

45、 小 结本 章 小 结 石油的石油的元素元素组成：组成石油的主要元素是 组成：组成石油的主要元素是 碳、氢、硫、氮、氧碳、氢、硫、氮、氧五种元素。五种元素。石油的石油的烃类烃类组成：由碳和氢可组成烃类化合 物，即组成：由碳和氢可组成烃类化合 物，即烷烃、环烷烃和芳香烃烷烃、环烷烃和芳香烃，它们在原油 中占绝大部分。在原油中不含不饱和烃，但 在二次加工后的石油产品中有不饱和烃（烯 烃）。，它们在原油 中占绝大部分。在原油中不含不饱和烃，但 在二次加工后的石油产品中有不饱和烃（烯 烃）。20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学5050 石油中的石油中的非烃化合物非烃化合物主要指：主要

46、指：含硫、含氮和含氧 化合物以及胶状沥青状物质含硫、含氮和含氧 化合物以及胶状沥青状物质。馏分馏分组成：原油加工时通常是按照沸点高低首先 将其切割成几个馏分，即组成：原油加工时通常是按照沸点高低首先 将其切割成几个馏分，即汽油馏分、煤柴油馏分（汽油馏分、煤柴油馏分（中间馏分）中间馏分）中间馏分）、减压馏分和减压渣油中间馏分）、减压馏分和减压渣油。我国原油的我国原油的特点特点：从元素组成上看，含硫低、含 氮高是我国原油的特点之一。汽油馏分含量低、渣油含量高是我国原油馏分组成的一个特点。：从元素组成上看，含硫低、含 氮高是我国原油的特点之一。汽油馏分含量低、渣油含量高是我国原油馏分组成的一个特点。

47、20112011-2 2-1111炼油工艺学炼油工艺学5151各类化合物的各类化合物的各类化合物的各类化合物的分布规律分布规律分布规律分布规律随着石油馏分随着石油馏分随着石油馏分随着石油馏分沸点沸点沸点沸点的的的的升高升高升高升高，馏分中，馏分中，馏分中，馏分中烷烃烷烃烷烃烷烃含量含量含量 含量 逐渐逐渐逐渐逐渐减少减少减少减少，芳烃芳烃芳烃芳烃含量逐渐含量逐渐含量逐渐含量逐渐增大增大增大增大，含硫化合物和胶，含硫化合物和胶，含硫化合物和胶，含硫化合物和胶 质含量均逐渐增加。大部分含硫、含氮、含氧化质含量均逐渐增加。大部分含硫、含氮、含氧化质含量均逐渐增加。大部分含硫、含氮、含氧化 质含量均逐渐增加。大部分含硫、含氮、含氧化 合物和胶质以及全部沥青质都集中在合物和胶质以及全部沥青质都集中在合物和胶质以及全部沥青质都集中在合物和胶质以及全部沥青质都集中在渣油渣油渣油渣油中。中。中。中。石油馏分的烃类表示方法石油馏分的烃类表示方法石油馏分的烃类表示方法石油馏分的烃类表示方法