石油及石油产品性质

轻质油品：恩氏蒸馏 曲线10%-90%的一段 接近一条直线
S表示从馏出10%-90%之间，每馏出1%沸点的平均 升高值；
S表示该油品的馏程宽窄，S越大该油品的馏程范围 越宽；
馏程的数据基本能反应油品组分轻重的相对含量， 常用于原油评价。
馏程是发动机燃料等的重要质量指标。
（二）平均沸点
平均沸点来表征其气化性能。石油馏分的平均沸 点的定义有下列五种： ⒈体积平均沸点tV（℃）: tV=(t10+t30+t50+t70+t90)/5 ℃ tV是由馏程测定的10%，30%，50%，70%， 90%这五个馏出温度计算得到。（注:用恩代蒸 馏数据）
蒸汽压和沸程
一、蒸汽压
➢ 在某一温度下液体与其液面上的蒸汽呈平衡状态， 这时蒸汽所产生的压力称为饱和蒸汽压，简称为 蒸汽压;
➢ 蒸汽压的高低表明了液体气化或蒸发的能力，蒸 汽压愈高，就说明液体愈容易汽化;
➢ 蒸汽压是石油储运设备设计的重要基础物性数据; ➢ 蒸汽压是某些轻质油品重要的质量指标。
二、馏分组成与平均沸点
▪ 胶质、沥青质能与浓硫酸作用，产物溶于硫酸。
石油中的微量元素
1、石油中的微量元素
①变价金属：V、Ni、Fe、Cu、Cr、Mo、Co、W、 Mn、Pb、Ga、Hg、Ti
②碱金属和碱土金属：Na、K、Ca、Ba、Sr、Mg ③卤素和其他元素：As、Cl、Br、I、Al、Si
2、石油中的微量元素含量及危害
特点：随碳原子数增大，沸点、 熔点、密度增大； 烯烃的化学安定性差，易氧化生成胶质。
石油中的非烃化合物
❖ 石油中的硫、氧、氮元素以非烃化合物形式存 在，虽然元素的含量仅约1%-4%，但非烃化合物 的含量却相当高，可达百分之十几。
❖ 非烃化合物主要集中在重组分特别是渣油中。 ❖ 对石油加工、油品储存、使用性能影响很大。
温度)
(3)馏程(沸程)：初馏点到终馏点这一温度范围称为
油品的沸程。
汽油40～200℃;
灯用煤油180～300℃;
轻柴油 200～350℃; 喷气燃料130～240℃;
润滑油350～520℃; 重质燃料油>520℃。
(4)恩氏蒸馏曲线：油品恩氏蒸馏馏出温度与馏出量(
体%)之间的关系。
▪ 恩氏蒸馏曲线斜率S
2、沥青质
▪ 沥青质是一种深褐至黑色的、无定型脆性固体。 相对密度略大于1.0，VPO法分子量约3000～10000 。加热不熔，300℃以上时会分解及缩合。
▪ 沥青质能溶于苯、二硫化碳、四氯化碳中，不溶 于石油醚。
▪ 沥青质无挥发性，全部集中在渣油中。 ▪ 胶质和沥青质的存在使渣油形成一种较稳定的 胶体分散体系。
一、密度
1、油品的密度和相对密度
(1)密度：单位体积的物质具有的质量。
ρ=m/V
（单位：g/cm3，kg/m3）
➢我国规定油品的标准密度为其20℃时的密度,记 ρ20。
相对密度：油品密度与标准温度下水的密度之比 。
(标准温度：常用4℃或15.6℃)
▪
相对密度表示方法有：
d420、d
15 .6
15、.6 API(比重指数)
化学性质较安定，但在加热或催化剂以及光 的作用下，会发生氧化、卤化、硝化、热分解以 及催化脱氢、异构化等反应。
烷烃的几种表示法
立体型
正丁烷的球棒模型
CH5 12
分子式写法
CH4 10
CH3
CHC正3 H丁C2 烷HC2 H3 C异H丁C3 H烷CH3
略氢写法
正戊烷 异戊烷 新戊烷
正十五烷
碳链写法
2、环烷烃：单环, 双环, 多环五员环、六员环系列
是精制过程的去除对象。
（一）石油中的含硫化合物
1、含硫化合物的危害
①腐蚀设备 ②污染环境 ③影响二次加工过程（如使催化剂中毒） ④影响油品质量
➢ 含硫量常作为评价石油及油品的一项重要 指标。
➢ 原油按其含硫量可分为： 含硫量＜0.5%，低硫原油； 含硫量0.5%～ 2.0% ，含硫原油； 含硫量＞2.0%，高硫原油。
1、胶质
• 胶质是一种很粘稠的流动性很差的液体或半固体 状态的胶状物，颜色为黄色至暗褐色。受热熔融， 密度1.0～1.1g/cm3，平均相对分子量约600～ 1000。
• 胶质具有很强的着色能力，50ppm的胶质就可使 无色汽油变为草黄色。
• 胶质能溶于石油醚、苯、乙醚及石油馏分。 • 胶质含量随沸点升高而增多，渣油中含量最大。 • 胶质易氧化缩合为沥青质，受热易裂解及缩合。
趋势：含硫化合物在石油馏分中的分布一般是随着 石油馏分沸程的升高而增加, 其种类和复杂性也随着 馏分沸程升高而增加。汽油馏分的硫含量最低，减 压渣油中的硫含量最高，我国大多数原油中约有 70%的硫集中在减压渣油中。
硫醇：主要存在于汽油馏分中，有时在煤油馏分中 也能发现，在350℃以上的高沸点馏分中含量极少。
（一）沸程与馏分组成 ▪ 纯化合物在一定的外压下有固定的沸点。 ▪ 混合物没有固定的沸点，只有一个温度范围 。 ▪ 馏程测定：ASTM蒸馏（或称恩氏蒸馏） ▪ 恩氏蒸馏装置
(1)初馏点：恩氏蒸馏中流出第一滴冷凝液时的气相
温度。
(2)终馏点：恩氏蒸馏过程所达到的最高气相温度。
(干点：恩氏蒸馏过程中最后一个液滴汽化时的气相
➢ 我国原油多属低硫或含硫原油。
➢ 世界原油总产量的～75%为含硫原油和高 硫原油。
2、存在形态 硫化氢H2S 硫醇RSH 硫醚RSR' 二硫化物RSSR' 噻酚类
3、分类（活性硫与非活性硫）
①酸性含硫化合物：H2S，RSH、S ②中性含硫化合物：RSR' ，RSSR' ③热稳定性较高的含硫化合物：噻酚、四 氢噻酚 4、含硫化合物在石油馏分中的分布
• 酸洗可除去碱氮。
• 催化加氢精制可除去油品中的部分氮化物。
（三）石油中的含氧化合 物
1、含氧化合物的危害 ①腐蚀设备
②影响油品质量 ：安定性差，易氧化生胶。 2、存在形态
①酸性含氧化合物：
环烷酸，芳香酸，脂肪酸，酚 石油中的酸性含氧化合物总称石油酸。
②中性含氧化合物：醇，酮，醛，酯，醚
中性含氧化合物含量较少。
石油及石油产品性质
石油的化学组成 石油及油品的物理化学性质 石油产品的分类及使用性能要求
石油的一般性状
颜色：绝大多数为黑色 相对密度：大多数介于 0.8～0.98之间 气味：特殊气味 流动性：流动或半流动的粘稠液体 石油的外观性质与其化学组成有关
石油的元素组成
1.碳和氢
占96～99％
碳：83～87％
3、石油中的微量元素的分布：浓集于渣油中
石油及油品的物理化学性质
石油及其产品的物理化学性质是评定产品 质量和控制输送过程的重要指标，也是设计和 计算输送管道、油库的重要数据。
油品的物理性质与其化学组成有着密切的 关系，油品的物理性质在很大程度上取决于其 中所含烃类的物理性质和化学性质。油品是各 含种烃类和非烃类的复杂混合物；它的理化性 质是各种化合物性质的宏观综合表现。它们之 中有的性质有可加性，有的则没有，而且多数 不具有可加性。
3、分布 原油中的氧含量随馏分沸点升高而增加，主要集 中在高沸点馏分中，大部分富集在胶状沥青状物 质中。胶状沥青状物质中的氧含量约占原油总含 氧量的90%~95%。
中间馏分(沸程250℃~400℃)环烷酸含量最高， 低沸点馏分及高沸点重馏分中含量都比较低。
环烷酸在石油产品中的危害
▪ 对金属有腐蚀作用。 ▪ 是润滑油氧化的催化剂，对润滑油的正常润
滑有不良影响（形成环烷酸盐粘度大）。 ✓ 大部分环烷酸在石油加工过程中可用碱洗的
方法去除。
环烷酸可作化工产品：
• 枕木防腐剂。 • 颜料及油漆的催干剂。 • 防锈剂（环烷酸锌）。
(四)胶质、沥青质
• 石油中的非烃化合物，有很大一部分是胶状沥青状 物质。重质石油中可达40%-50%，其中主要是胶 质，沥青质一般不超过4%-5%。
侧链长的少环环烷烃是良好的润滑油成分。
特点：环烷烃的化学性质与烷烃相似，但活泼些。 在一定条件下同样可以发生氧化、卤化、硝化、热 分解等反应。环烷烃在一定条件下能脱氢生成芳烃， 是生产芳烃的重要原料。
3、芳烃：单环, 双环, 多环
有些多环芳烃具有荧光，这是有些油品能发出荧光 的原因。 特点：较稳定，侧链被氧化成有机酸，多环芳香烃 被氧化生成胶状物质，油品变质的原因之一。
▪ 溶解性：胶质能溶于苯、三氯甲烷、二硫化碳、石油 醚（低沸点烷烃），不溶于乙醇；沥青质能溶于苯、 三氯甲烷、二硫化碳、但不溶于石油醚和乙醇。区别 ：能溶于正庚烷的为胶质；能溶于苯不溶于正庚烷的 为沥青质；不溶于苯也不溶于正庚烷的为高碳氢比的 焦状缩合物。
胶质、沥青质的基本结构
以多个芳香烃组成的稠合芳香环系为核心， 周围连接有若干个环烷烃，芳香烃和环烷环 上都还带有若干个长度不一的正构或异构的 烷基侧链，分子中还有各种硫、氮、氧的基 团
⒋立方平均沸点TCU (K):
Tcu
n
3
viTi1/ 3
i1
Ti : i组分的沸点 (K) vi: i组分的体积分率 用途：求油品的特性因数和运动粘度。
5.中平均沸点tme(℃):
tme=(tm + tcu )/2
用途：求油品的氢含量，特性因数,假临界压力，燃 烧热，平均分子量等。
密度、特性因数和相对分子量
用途：主要用于求取其他难于直接求得的平均沸点 。
⒉质量平均沸Байду номын сангаасtW（℃）:
n
tw witi i 1
ti: i组分的沸点℃ wi: i组分的质量分率 用途：求取油品的真临界温度。
⒊实分子平均沸点tm（℃）:
n