电力用油实用技术问答

电力用油实用技术问答

第一章石油化学基础知识 1. 何谓石油?它由哪些化学成分组成?

石油是一种粘稠状的可燃性液体矿物-其颜色多为黑色、褐色、暗

3绿色或偶有黄色,通常石油比水轻,其密度约为0.77~0.96g/cm。石油是各种化学物质的复杂混合物,其主要成分是碳和氢的化合物。碳氢化合物通常叫做“烃”，石油是曲各种烃类和氧化合物、氮化合物树脂及沥青等化合物组成的极其复杂的混合物。因此,石油是由多种元素组成的,其中碳含量约为85%，氢含量约为12%~14%,还有少量硫、氧、氮为1%左右。此外,还含有微量的金属元素:铁、镍、铜、铝、钒、锰、钾、镁、钙等,以及微量的非金属元素:磷、硅、氯等。

从油田开采出来而未经加工的石油,一般称为原油,如大庆原油、大港原油、克拉玛依原油等。

2. 石油和石油产品中的主要烃类有哪几种?它们的特性如何? 石油和石油产品中的烃类主要有:烷烃、环烷烃和芳香烃等，一般原油中不含不饱和烃,但裂化过程及高温热解产物中有一定含量。现将各主要烃类的特性分述如下。

(1)烷烃。烷烃又称石蜡烃，其分子通式为:CnH2n+2,在一般情况下,分子中含有1~4个碳原子的烷烃为气态;含5~15个碳原子的烷烃为液

态,是石油的主要成分;含 16个碳原子以上的烷烃为固态,悬浮在石油中。烷烃有较稳定的化学安定性、高闪点和其他优越的性质。因为烷烃的碳链都完全达到了饱和状态,但在室温下便失去流动性,即其凝固点较高。烷烃含量超过25%~30%的石油称为烷基石油。 (2)环烷烃占环烷烃的分子通式为CnH2n(n?3)、CnH2n-2、CnH2n-4等。环烷烃是一切石油的重要成分。它的结构比较复杂,有单环、双环和多环,并带有烷基侧链。因环烷烃具有较高的抗爆性,低凝固点及较好的润滑性,并

会使制得的油品具有良好的热安定性和化学安定性,是电力用油的主要理想成分之一。石油中含有75%~83%的环烷烃称为环烷基石油,是炼制绝缘油的最好原油。

(3)芳香烃。芳香烃的分子通式为:CnH2n-6(n?6)、CnH2n~12等。最简单的芳香烃是苯C6H6,芳香烃分为对称结构妁烃 (如苯、萘、蒽)和带短侧链的芳香烃(如

甲苯)。所有润滑油的成分中都含有芳香烃。芳香烃比环烷烃化学性质活泼,其‘活性是由侧链的数量和末小来决定。芳香烃是生成揸滓的主要物质,但要完金除去芳香烃而不使油过度净化是不可能的,也是不必要的σ石油中芳香烃的含量约在14%~30%之间变化。

关于不饱和烃,因其安定性差,为油的有害成分,应完全从油中除去。 3. 石油中的非烃类化合物有几种?其性质如何?

石油中的非烃类化合物有以下三种。

(1) 含氧化合物,主要是有机酸和酚类。石油中的有机酸多为环烷

酸。环烷酸在有水存在和温度较高时,能直接与金属反应生成盐

类,使金属腐蚀。由于这类物质的存在,会影响油品的使用性能,

所以含氧化合物是有害的,应从油品中除掉。

(2)含硫化合物,多数是以有机物存在,也有少量的游离硫。石油中的硫化物,根据对其金属的有无腐蚀性,可分三类:

1)直接与金属作用,具有强烈腐蚀作用的酸性硫化物;如硫化氢、硫醇等。

2)在低温时为中性,不腐蚀金属,但高温时易分解生成具有强烈腐蚀性的硫化物。这类硫化物主要是硫醚、二硫醚。 3)对金属无腐蚀,对热也比较安定的非活性硫化物,如噻吩、氢化噻吩等。游离硫 (活性硫)在常温下直接腐蚀铜,当温度超过150C时,它会与烷烃或环烷烃作用生成硫化氢,对金属产生强烈腐蚀作用。所以石油或石油产品申含硫化物是有害的,尤其是游离硫,在精匍过程中应尽量除去。

(3)含氮化合物,氮化合物主要是吡啶、吡咯等杂环化合物;石油中含量很少,主要集中在重质馏分中。氮化物在燃烧申可能生成二氧化氮,`对机械设备有腐蚀。

4.石油产品的一般炼制工艺程序如何?各工艺程序的主要作用及目的是什么?

石油产品的一般炼制工艺程序为:原油预处理一蒸馏及分馏9油的精制?油的调制?成品油。各工艺程序的主要作用及目的分述如下:

(1)原油的预处理。送往石油炼制厂的原油中,含有二定量的水分、

机械杂质及盐类,这些有害物质应在炼制之前从油中去掉,称为原油的预处理。去掉水分的方法有加热沉淀法 (利用油水的比重不同)、化学分离法 (如加破乳剂)和电解法等。在脱水的同时可脱掉溶于水的盐类,也可用软化水与原油混合进行清洗,水与盐可同时自油中沉降出来?另外从原油中脱盐也可加添加剂,?多为环烷酸铝。′

(2)油的蒸馏与分馏。石油蒸馏的目的是在各个不同的温度范围内,将原油分成许多在指定温度范围内的沸点不同的馏分,然后将这些馏分再经适当的加工处理,使之成为合格产品。电力用油的馏分,是属于润滑油馏分(即绝缘油、汽轮机油都在润滑油馏分内),温度在 350?以上。

(3〉油的精制。由于润滑油馏分中含有一些不良的有害成分,如不饱和的化合物、?环烷酸、硫化合物、氮化合物、树脂物质、沥青及一些高分子的烃类。这些成分会在储运和使用中不稳定,腐蚀金属、形成积焦等,必须通过油的精制把它们去掉。油精制的主要方法有:硫酸精制`选择性溶剂精制、加氢精制和白土精制等。

(4)脱蜡。为改善电气用油 (变压器油、开关油)的低温流动性,在炼制过租中,要进行脱蜡 (除掉油中的正构烷烃、长链烷烃等),否则油品的凝固点 (或倾点)指标达不到要求,影响使用。通常采用的脱蜡方法有:冷冻法、溶剂法、尿素法和分子筛法四种;前两种方法用的较多。

(5)油的调制。经精制后的油,为适应广大用户的需要,需往油中添

加有关添加剂,如抗氧化剂、防锈剂、降凝剂、消泡剂等,以改善油品的某些指标,?使之成为合格的成品油。

5.何谓油品的馏程?其含义是什么?由于油品是各种烃类的混合物,所以它的沸点只能用某一温度范围来表示。当油品在试验条件下进行加热蒸馏,流出第一滴油品时的温度称为初馏点;蒸馏到最后即将蒸干时达到的最高温度称为干点 (终馏点)。初馏点到干点这一温度范围称为油品的馏程。

馏程用来判定石油产品轻重馏分的多少。馏出温度低,表示轻质成分多;反之,重质成分多占从汽牡的馏程可以看出它在使用时蒸发性能的好坏。

6.石油产品可分为哪几类?石油产品通常是指石油经过炼制加工后所得到的各种成品油。一般根据石油产品的用途可分为下列几类。

(1)燃料类。如汽油、喷气燃料、煤油、柴油、重油等。 (2)溶剂油类。如石油醚、抽提溶剂油、橡胶溶剂油、溶剂煤油等。 (3)润滑油类。如喷气机泅滑油、'汽油机油、柴油机油、汽轮机油、冷冻机油、汽缸油、机械油、仪表油等。

(4)电器用油类。如变压器油、油开关油、电容器油、电缆油等。、(5)液压油类。如航穹液压油、锭子油等

(6)润滑脂类。如钙基润滑脂、钠基润滑脂、铝基润滑脂、钡基润滑脂、精密仪表脂等。

(7)石蜡类。如石蜡、高熔点石蜡、工业用石蜡、提纯地蜡等。

(8)沥青类。如道路石油沥青、建筑石油沥青、专用石油沥青等。(9)石油苯类。如苯、甲苯、二甲苯等。

(10)其他。如真空泵油、扩散泵油、防锈脂、石油焦、石油酸等 7.对电力用油的特性要求主要有哪些?为什么?