石油化学及炼制

•石油中的烃类：烷烃、环烷烃和芳香烃 •分子量：从甲烷16~2000左右的大分子 •烷烃：含量较高，常温时
•C1~C4为气体 •C5~C15为液体 •C16以上为固体
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第六章 石油炼制
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•环烷烃：五元环和六元环、单环和双环 •芳香烃：单环、双环和多环芳香烃
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▪石油馏分中S、O、N元素含量随馏分沸点 的升高而增大，绝大多数集中在重油、渣 油和胶状沥青中。
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▪含S化合物
✓ W(S):>2.0% W(S):0.5~2.0% W(S):<0.5%
高硫石油 含硫石油 低硫石油
✓ 存在形式：活性硫、非活性硫
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✓ 危害：对金属的腐蚀 使润滑油使用周期缩短 使辛烷值降低，影响汽油抗爆性
工艺过程见二级电脱盐脱水工艺流程
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二 原油的精馏
原油是各种不同种类的复杂有机化合物的 混合物，其中许多成分具有相近的沸点，比重等 物理性质。生产中是将原油按一定的沸点范围分 割成若干馏分，然后再分别进行加工利用。
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特性因数
原油馏分的密度、平均沸点和化学组成 之间存在一定的关系。
根据实验总结的经验关系式：
K 1.2163 T d 15.6
15.6
•K－特性因数； •T －原油或石油产品的 平均沸点，K； • d －原油或石油产品的
相对密度。
一般原油的K值为9.7(芳香烃)~13.0 (烷烃)
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▪含O 化合物
✓ 含量(质量)10-4 ✓ 存在：
胶状沥青90% 酸性含氧化合物(石油酸) ：环烷酸95% 中性含氧化合物：醛、酮，极微
✓ 危害：环烷酸能腐蚀金属，碱洗除去
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▪含N 化合物
✓ 含量(质量)10-5～ 10-4 ✓ 存在：
▪ 是石油非烃类组分中最重要的一类
▪ 是S、N、O绝大部分的存在形态
▪ 是一些高分子量，分子中杂原子不止一种的复 杂化合物
▪ 其结构不明，根据性质得名
▪ 组成：硅胶胶质和沥青质 ▪ 危害：胶质会生成炭渣，磨损部件，堵塞
油路
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五.石油中的固体烃
高熔点，从石油中分离出的固态的烃类，如 C16以上的正构烷烃，工业上称为“蜡”。
o 胶状沥青，馏分中90%集中在渣油里 o 碱性含氮化合物 ：可用HCLO4滴定，
吡啶、喹啉
o 非碱性含氮化合物：不可用HCLO4滴定， 吡咯、吲哚、咔唑和金属卟啉化合物
✓ 危害：碱性氮化物和钒、镍等使催化裂化Cat.中
毒，还可能引起油品变质、变色。
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四.石油中的胶状沥青物质
石蜡：从柴油、润滑油馏分中分离，板状，以 烷烃为主，分子量300~500，性质稳定；用于 医药、化妆品和精细化工等。
地蜡：从减压渣油中分离，针状，以固体环烷 烃和芳香烃为主，分子量500~700，性质活泼； 用于电子、航天等工业。
▪ 危害：低温影响流动性，不利于运输和加工
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碳原子数
10 4 6 20
碳原子数/总碳原子 数
50％ 20％ 30％ 100％
环数
/ 1 1 2
通过测定平均分子量和元素组成，写出馏分的平均分子式。P301
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三. 石油中的非烃化合物
▪ 石油中S、O、N元素质量分数只有1%， 但其化合物却可达15~20%，是原油的重要 组成部分。
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石油的烃类分析
单体烃分析：气相色谱 烃类族分析：饱和烃(P)、环烷烃(N)、芳香烃(A) *结构族组成分析：
结构族组成：把石油馏分中各种复杂分子 都看成是一种“平均分子”，由烷基侧链、 环烷环和芳香环三个“结构单位”所组成。
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项目
烷基侧链 环烷环 芳香环 总数
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原油馏分的沸点与碳原子数和分子量的关系
馏分 航空汽油馏分，40~180 ℃ 车用汽油馏分，80~205 ℃ 溶剂油馏分，160~200 ℃ 灯用煤油馏分，200~300 ℃ 轻柴油馏分，200~350 ℃
低粘度润滑油 高粘度润滑油
碳原子数 C5~C10 C5~C11 C8~C11 C11~C17 ~C20 >C20
分子量 100~120 100~120 100~120 180~200 210~240 300~360 370~470
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石油的组成
石油的烃类组成 石油中的非烃化合物 石油中的胶状沥青物质 石油中的固体烃
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二. 石油的烃类组成
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2.脱除方法
原油中的绝大部分盐是溶于水的， 盐水可同时脱除。但原油一般以稳定的 油包水型的乳状液形式存在，因此仅依 靠加热沉降是不能把水脱除的。
工业上普遍采用电-化学脱盐脱水法， 其原理是借助于破乳剂和高压电场的共 同作用下进行破乳化，使水很快凝聚沉 降分离，盐也随之除去。
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第二节 燃料油的生产
一.原油的预处理
原油在油田开采出来后，一般要进行脱水和脱 盐处理。进入常减压装置的原油，要求含盐量 ≤10mg/l, 含水量≤0.2%。 1.含盐含水的危害
原油含水：系统压力降增加，动力消耗加大； 增加燃料 耗量和冷却水用量，降低装置的处理 能力。
原油含盐：沉积在加热炉和换热器管壁形成盐 垢，影响传热，使燃耗增加，炉管寿命下降。
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馏分和馏分组成
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第一节 石油的化学组成
低沸馏分：<200 ℃ ，汽油 中沸馏分：200～250 ℃ ，煤柴油 高沸馏分：350～500 ℃ ，润滑油
馏分沸点升高，碳原子数和平均分子量均增加。
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第一节 石油的化学组成
一. 石油的一般性质
石油：粘稠液体，产地不同其化学组成不同，使颜 色、比重和熔点等性质有很大差异。
第一节 石油的化学组成
初馏点：蒸馏出第一滴油品时的气相温度。 50%点：蒸馏出油品50%体积时的气相温度。 终馏点：蒸馏到最后达到的气相最高温度，
亦称为干点。 馏分：在一定温度范围内蒸馏出的油品。 馏程：某馏分从初馏点到干点的温度范围。