绪论和第一章.ppt

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1、2023/8/5,石油加工概论,热忱欢迎同学选修 主讲 钮根林,专 业 限 选 课,A Survey of Petroleum Processing Technology,2023/8/5,绪 论,从本课程中能学到什么?授课内容国内外炼油工业的发展、现状及新 世纪面临的挑战希望和要求,2023/8/5,课程目标和主要内容,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。该课程的先修课程为物理化学、化工原理及化学反应工程等。学习本课程前应有炼油厂认识实习的经历，增加感性认识。本课程的目的是掌握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；主要操作参数及其影响因

2、素；了解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，为学习专业课打下必要的专业基础。,2023/8/5,一、炼油工艺基础知识石油、石油馏分及石油产品的化学组成和物理性质主要石油产品的质量要求及主要使用性能我国主要原油特性及其加工方向二、石油加工过程原油蒸馏过程的基本原理、蒸馏方案及工艺流程，主要操作因数及其确定方法催化裂化、催化加氢、催化重整等工艺过程的基本原理、工艺流程，主要影响因数分析以及催化剂和催化作用烷基化、醚化、异构化（气体加工）等工艺过程的基本原理,2023/8/5,由课程名称知,本课程研究的对象是“石油”,石油是什么？何谓石油炼制？

3、,Petroleum(Oil)并侧重石油炼制（加工）:petroleum refiningor:petroleum processing,2023/8/5,石油是什么？,石油（Petroleum）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（从石油的外观、来源、最基本特性）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）石油工业经过100多年发展以后，对“石油”才有了比较科学的命名（1983年，第11届世界石油大会）,2023/8/5,1983年第11届世界石油大会正式提出对石油、原油、天然气等名词的

4、定义：石油(Petroleum)：指气态、液态和固态的烃类混合物，具有天然性状原油(Crude Oil)：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）天然气(Natural Gas)：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,因此，石油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,2023/8/5,世界石油资源情况,常规原油可采储量：1850亿吨；全世界原油资源总量5000亿吨；还可开采130年左右；非常规原油：重质油和油砂等15500亿吨，折算为原油大概为8000亿吨，70%80%分布在加拿大；大量天然气和可燃

5、冰（甲烷的结晶水合物），探明储量为1300000亿立方米,2023/8/5,何谓石油炼制？,石油炼制是我国石油化学工业的组成之一,石油化学工业,石油炼制以石油为原料生产各种石油产品或化工原料的过程,石油化工以乙烯、丙烯等为原料生产三大合成材料及基本有机原料的过程,2023/8/5,石油炼制工业（炼油工业）,原 油,石油产品,一次加工(原油蒸馏),二次加工(催化、加氢、重整等),三次加工(烷基化、异构化、醚化等),油品调合或精制,产品分类,燃料,润滑油及相关产品,蜡,沥青,石油焦,溶剂及化工原料,占80%,2023/8/5,目前石油在我国能源消费结构中约占20%（煤炭占70%）。据国际能源机构预

6、测，未来二十年中国对石油及其产品的需求将呈快速增长趋势。预计到2020年，石油在我国总能源消费结构中的比例将上升至30%,世界仍将保持目前38%水平煤炭、石油、天然气资源人均可采储量：煤炭/吨 石油/吨 天然气/立方米 世界平均 162.5 23.5 24796 美国 876.4 13.1 16843 中国 89.8 2.6 1074,2023/8/5,近10年来，我国石油消费年均增长5.77%，而石油供应年均增长仅1.67%；1993年，成为石油产品净进口国，1996年，成为原油净进口国，2002年进口原油、成品油超过7000万吨，2009原油进口已经超过19000万吨；据统计，中国对进口石

7、油的依存度已由1995年的6.6%上升为2000年的25%，2005年进口原油占国内总需求的比例提高到了41%，目前已到54%，石油资源安全问题非常严重。,2023/8/5,我国炼油能力增长情况,年份 炼油能力/万吨/a1949 171952 991965 14231984 107501994 181001997 200002005 32800/28600(实际)2010 42000,2023/8/5,炼油企业规模、生产装置规模偏小，经济效益受影响装置利用率（负荷率或开工率）较低(国外80%，国内80%)，且难以适应原油品种结构变化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

8、%)，产品结构与市场的矛盾突出，缺乏市场竞争力装置生产周期短，物耗、能耗较高，劳动生产率低轻质油收率较低(66%)，加工损失率较高(1.39%)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,2023/8/5,炼油企业规模状况（2008年）,世界 中国 炼厂个数 717 135平均规模（万吨/年）572 380/5001000万吨/年 100座 8坐2000万吨/年 17座 1座(大连石化)最大规模（万吨/年）4700 2000 单套最大能力（万吨/年）1350(印度)1000(镇海、海南),2023/8/5,炼油装置结构状况,装置名称 中国 美国 世界 催化裂化 34.5 33.

9、0 16.6 加氢精制 10.2 64.7 45.2(含加氢处理)催化重整 8.50 21.8 13.9 烷基化 0.61 6.7 2.3 异构化 0 3.8 1.72 醚 化 0.05 0.8 0.3,2023/8/5,国内外炼厂技术经济指标对比,国外平均 中石油股份 中石化股份平均规模/万吨 540 379 480开工率/%90 73.65 81.0综合商品率/%9293 90.92 91.78加工损失率/%0.50 1.05 1.12轻油收率/%73 68.53 70.10单位能耗 10.0 13.90 13.91 千克标油/吨,2023/8/5,教材及主要参考资料,教材：石油加工概论

10、寿德清、山红红 石油大学出版社；主要参考教材：石油炼制工程徐春明 石油工业出版社 第四版,2023/8/5,推荐参考文献,中文期刊 石油学报(石油加工)石油炼制与化工 炼油技术与工程 中国石油文摘 石油天然气与化工等中文专著 中国炼油技术（第二版）炼油工程师手册 催化裂化工艺与工程 加氢裂化工艺与工程等,2023/8/5,推荐参考文献,英文期刊 OILGAS APPLIED CATALYSIS HYDROCARBON PROCESSING英文书籍 JAMES.GARY：PETROLEUM REFINING TECHNOLOGY AND ECONOMICS(Third Edition),2023

11、/8/5,本课程的特点及学习要求,炼油工业属于广义的化学工业的范畴。从所属学科来看，炼油工程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，它的主要理论基础是化学工程（包括流体流动、传热、传质、反应工程等）和基础化学（如物理化学、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。在处理其物理和化学性质时都要考虑到复杂混合物的特点。,2023/8/5,(2)炼油工程的主要任务是如何高效、合理地把原油加工成各种石油产品。

12、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，并进而组合成一个总加工流程是炼油工程研究的核心问题之一。广泛的基础知识和综合分析问题的能力以及丰富的实践经验对较好地解决此问题是很有必要的。,2023/8/5,学习方法 重视理论联系实际 学习专业课的重要原则 注意前后知识的贯通和联系，提高综合分析和解决问题的能力 学习专业课的基本方法,2023/8/5,课程教学目的,通过本课程的学习，希望在四方面得到培养、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培养工程意识、建立工程概念锻炼灵活

13、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提高自学能力,2023/8/5,希望我们共同努力,圆满完成本课程的教与学!欢迎提出宝贵意见或建议！,2023/8/5,请与我联系：TEL：0532-86984702（O.）13698676085E-Mail：,2023/8/5,第一章 石油的化学组成,第一节 石油的一般性状、元素组成、馏分组成,2023/8/5,一、石油的一般性状 1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 多数原油的密度集中在800980kg/m3之间，但也有个别原油的相对密度在1000kg/m3以上或800kg/m3以下。2我国主要原油的特点 大多数

14、原油的相对密度（d204）0.86，属较重原油；凝点(CP)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N0.3%对大多数原油：Ni/V10,2023/8/5,二、石油的元素组成,8387%,1114%,原油中除C、H外，还有S、N、O及其他微量元素(15%)原油中的微量金属元素有V、Ni、Fe、Cu、As等 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,原油中的主要元素是C、H,2023/8/5,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 各种烃类碳氢原子比大小顺序是：烷 烃 环 烷 烃 芳 香 烃 各种油品的 H/C（原子比

15、）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1.501.90 1.50 1.401.70 1.101.20 0.300.40,2023/8/5,2023/8/5,表2-2 国外若干种原油的一般性质,2023/8/5,2023/8/5,我国及国外几种轻质原油的一般性质,2023/8/5,特 点：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0.850.95之间，属于较（偏）重的常规原油。,石油在外观上之所以会有很大差别，关键在于石油的化学组成的区别。,2023/8/5

16、,三、石油的馏分组成1.馏分：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的沸点 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 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,2023/8/5,3.直馏馏分：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，在化学组成中含有烷烃、环烷烃、芳香烃等 4.石油中含有的馏分，一般规定：小于180的馏分为汽油馏分（也称为低沸

17、点馏分，轻油或石脑油馏分）180350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,VGO）大于500的馏分为减渣馏分(VR),2023/8/5,2023/8/5,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500的减压渣油含量都较高（40%50%），200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、渣油含量高是我国原油馏分组成的又一个特点。,2023/8/5,图中从175到352，每25切割一个窄馏分,2023/8/5,350到500，每25切割一个窄馏分，以及500馏分,2023/8/5,第二节 石油

18、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，简称为烃(Hydrocarbon)一、石油中烃类的类型及分布规律 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原油中一般不含烯烃，炔烃更少,2023/8/5,1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烷烃或链烃 化学性质不活泼，C1C4常温常压下为气态，C5C15为液态，C16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5070%或低到1015%石油中的正构烷烃一般比异构烷烃含量高 随沸点的增高，石油中的正构烷烃和异构烷烃的含量逐渐降低,2023/8/5,2石油中的环烷烃 环烷烃是

19、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五碳环的环戊烷系和含六碳环的环己烷系 我国的几种主要原油中一般环己烷系多于环戊烷系 石油中的环烷烃除单环外，还有双环及多环环烷烃，环的连接方式以并联为主 3石油中的芳烃 芳烃在石油中普遍存在,2023/8/5,C5-C10的正异构烷烃,2023/8/5,某石油馏分中烃类分布示意图,2023/8/5,二、石油中的气态烃,2023/8/5,三、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每一种烃(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 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

20、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,可用气相色谱技术进行鉴定,2023/8/5,2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。所谓“族”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 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 对于减压渣油：一般分成 饱和分、芳香分、胶质、沥青质,2023/8/

21、5,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，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碳原子所占的百分数(CA%、CN%和CP%）来描述分子的组成，然后再加上分子中的总环数RT，芳环数RA和环烷环数RN来表示石油馏分的结构族组成,3结构族组成,2023/8/5,CA%=620100%=30%（芳碳率）CN%=420100%=20%（环烷碳率）CP%=1020100%=50%（烷基碳率）RT=2；RA=1；RN=1注 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，该平均分子是由芳香环

22、、环烷环和烷基侧链这三种结构单元所构成；,2023/8/5,用CA%、CN%、CP%、RT、RA、RN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；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；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。,2023/8/5,四、石油馏分中的烃类组成1.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20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 直馏汽油馏分的族组成,烷烃和环烷烃占直馏汽

23、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,2023/8/5,2石油中间馏分及高沸馏分的烃类组成 石油中间馏分(200350)中的烷烃主要包括从C11C20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)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到C36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

24、要是以稠合类型为主,2023/8/5,五、固态烃1地蜡与石蜡的区别,2023/8/5,2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 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,2023/8/5,第三节 石油中的非烃成分,2023/8/5,一、石油中的含硫化合物,原油中的含硫化合物一般以硫醚类和噻吩类为主

25、,1硫的存在形态,2023/8/5,石油中的硫,活性硫,非活性硫,常温下易与金属作用，强烈腐蚀性酸性硫化物,对金属没有腐蚀性、对热稳定性好,常温下呈中性、不腐蚀金属、受热后能分解产生具有腐蚀性,元素硫,硫化氢,低分子硫醇,硫醚,二硫化合物,噻吩,噻吩同系物,2023/8/5,原油中硫醇(RSH)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含量的40%50%。随着馏分沸程升高，硫醇含量急剧降低，在350以上的高沸点馏分中硫醇的含量极少。硫醇中的R可为烷基，也可以是环烷基或芳香基(如苯硫酚)，有的硫醇同时含有芳香基和烷基，例如苄硫醇以及混合结构的更为复杂的硫醇。低分子的甲硫

26、醇(CH3SH)、乙硫醇(CH3CH2SH)等具有极为强烈的特殊臭味，空气中含甲硫醇浓度为2.210-12g/m3时，人们的嗅觉可以感觉到，因此可以将它们加入到煤气中作为漏气的警报信号。,2023/8/5,硫醇对热不稳定，低分子硫醇如丙硫醇在300下即分解生成硫醚和硫化氢，当温度高于400时，硫醇分解生成相应的烯烃和硫化氢。硫醇可与氢氧化钠反应生成硫醇钠。随着硫醇的相对分子质量的增大其酸性减弱，使得所生成的硫醇钠更容易发生水解，从而使碱洗脱硫醇变得更加困难。此外，硫醇在一定条件下可以氧化生成二硫化物，从而脱除臭味。,2023/8/5,硫醚(RSR)是石油中含量较高的硫化物，它在石油的轻馏分和中

27、间馏分中含量往往可达该馏分含硫量的50%一70%。硫醚的存在形态很多，硫醚中的R基可以是烷基(正构或异构)、环烷基或芳香基。当R为环烷基时也称环硫醚。环硫醚是硫原子在环结构上的硫醚，在石油中多为五员环或六员环的环硫醚，但也发现少量其他结构的环硫醚。研究表明，在许多原油的柴油及减压馏分中，所含的硫醚主要是环硫醚。此外，也存在R为芳香基的硫醚(例如二苯硫醚)。芳香硫醚和环硫醚的热稳定性相当高，在400450或更高的温度下才开始分解。但当有硅酸铝(催化裂化催化剂)存在时，硫醚加热到300450时就开始分解而生成硫化氢等产物。,2023/8/5,噻吩及其同系物是一种芳香性的杂环化合物，它们是石油中主要

28、的一类含硫化合物。噻吩的物理化学性质与苯系芳香烃很接近，例如易溶于浓硫酸中，容易被磺化等。噻吩没有难闻的气味，对热的稳定性很高，故在热分解产物中噻吩含量相当高。目前在石油馏分中已分离出许多噻吩的同系物，例如:苯并噻吩、二苯并噻吩、萘并噻吩。苯并噻吩系、二苯并噻吩系和萘并噻吩系化合物主要集中于石油重质馏分中，它们的结构及性质都与苯系稠环化合物相似，热稳定性都很高，化学反应性也不活泼。除上述含硫化合物外，原油中还有一部分硫存在于渣油及其胶质、沥青质中，这方面将在以后章节中述及。,2023/8/5,我国某些原油馏分中硫的分布,2023/8/5,硫的分布的总趋势是，随沸点升高，硫含量增加，大部分集中在

29、重馏分及渣油中（75%85%）汽油中馏分：H2S、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 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,2硫的分布,2023/8/5,腐蚀性 Fe+H2SFeS+H2 环境污染 影响产品的储存安定性 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,2023/8/5,二、石油中的含氮化合物石油中的氮含量一般比硫含量低，质量分数通常集中在0.050.5%范围内 随沸点的升高，含量增加，大部分在胶质沥青质中,碱性氮化物：,非碱性氮化物：,2023/8/5

30、,研究表明，尽管各种原油的产地、性质不同，它们含有碱性氮的量与总氮量之间的比例关系大体相同，一般说来，原油中的碱性氮的含量占总氮含量的25%到30%左右。原油的轻馏分中碱性氮与总氮之间尚无此规律。在石油渣油中碱性氮与总氮之间比例关系基本符合上述规律，即碱性氮的含量约占总氮含量的25%到30%。,碱性含氮化合物是指在冰醋酸和苯的样品溶液中能够被高氯酸冰醋酸滴定的含氮化合物,2023/8/5,原油各馏分中氮的分布,2023/8/5,石油中的非碱性含氮化合物(如吡咯、吲哚等衍生物)性 质不稳定，易被氧化和聚合，是导致石油二次加工油品颜色变深和产生沉淀的主要原因影响产品的安定性：如柴油含氮量高，时间久

31、了会变成胶质。是柴油安定性差的主要原因。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,2023/8/5,石油中的含氧量比硫、氮少，约为千分之几；个别的可高达23%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)中性氧化物：醛、酮、酯等，含量极少,三、石油中的含氧化合物,2023/8/5,1.石油中的酸性含氧化合物的含量及其酸度(或酸值),石油中酸性含氧化合物的含量一般借助酸度(或酸值)来间接表示。酸度是指中和100mL试油所需的氢氧化钾毫克数 mg(KOH)/100

32、mL，该值一般适用于轻质油品；酸值是指中和lg试油所需的氢氧化钾毫克数 mg(KOH)/1g，该值一般适用于重质油品和原油。酸度(或酸值)与酸含量并不是等同的概念。试样的酸性化合物含量不仅与其酸度(或酸值)有关，而且与其平均相对分子质量有关。当试样的酸度(或酸值)相同时，相对分子质量越大表明其中酸性化合物的含量越高。,2023/8/5,我国原油的酸值,数据表明，环烷基原油的酸值较高，其中单家寺原油的酸值高达7.4mg(KOH)/g，而石蜡基原油的酸值较低,2023/8/5,原油中的酸值一般不是随其沸点升高而逐渐增大，而是呈现若干个峰值，不同原油其峰值并不相同，但大多数原油在250450馏分左右

33、有一个酸值最高峰,2023/8/5,2.石油中的酸性含氧化合物,(1)石油中的环烷酸 石油中小于八个碳原子的羧基酸多为脂肪酸，但石油中的脂肪酸含量很少，主要是环烷酸，环烷酸约占石油酸性含氧化合物的90%左右。环烷酸的含量因石油产地和原油类型不同而异。石蜡基石油的环烷酸含量较少，中间基和环烷基石油的环烷酸含量较多。环烷酸含量在石油馏分中的分布 一般在中间馏分(沸程约为250400)环烷酸含量最高。例如，我国克拉玛依原油在沸程为250400时其环烷酸含量最高。,2023/8/5,研究表明，环烷酸一般是一元羧酸，其环烷环数从一个至五个，多为稠合环系；碳数为C6一C10的低分子环烷酸主要是环戊烷的衍生

34、物；碳数为C12以上的高分子环烷酸有五员环又有六员环，但以六员环为主，其羧基有的直接与环烷环相连，也有的与环烷环之间以若干个亚甲基相连；在高分子环烷酸中至还存在环烷一芳香混合环的环烷酸；环烷酸的相对密度一般在0.931.02之间，随分子量增大，酸值降低，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。,2023/8/5,环烷酸的危害原油含环烷酸多，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；灯用煤油含环烷酸，可使灯芯堵赛，结花,2023/8/5,虽然环烷酸对石油加工和产品应用不利，但它却是非常有用的化工产品。以环烷酸为

35、主要成分的石油酸(也称阿西多)，它是石油中间馏分经氢氧化钠精制后的碱渣中分离出的有机酸混合物。石油酸广泛用做木材防腐剂或环烷酸皂的原料。石油酸的钠盐易溶于水，是很好的水包油型表面活性剂以及乳化沥青的乳化剂，也可用做油包水型原油乳状液的破乳脱水剂以及植物生长的促进剂。石油酸的锰、钙、锌、铁、镍等盐类本身还可作为燃料和润滑油的添加剂。石油酸本身还可作为许多稀土金属的萃取剂。,环烷酸的用途,2023/8/5,(2)石油酚类,在石油的酸性含氧化合物中，除环烷酸外，还存在脂肪酸和酚类，其含量通常不超过酸性含氧化合物总量的10%。酚类大多存在于石油的热转化和催化裂化的油品中，它们主要是甲酚、二甲酚，同时也

36、含有三甲酚及萘酚等。酚类的结构特征是分子中有一个或几个羟基官能团与芳香环相连，它具有酸性，能与碱作用生成盐，并溶解在碱性溶液中。酚类结构中的羟基由于直接连在苯环上，因此对苯环的化学性质有强烈的影响，使酚能发生缩合反应、氧化反应，甚至空气中的氧也能使酚氧化变黑。,2023/8/5,3.石油中的中性含氧化合物,由于石油中的中性含氧化合物含量极少，而且是一组非常复杂的混合物(包括醇、酯、醛、酮及苯并呋喃等)，因此至今研究得较少。石油中的醇类是比较稳定的化合物，只是在一定条件下才能发生氧化作用。石油中的酯类主要集中在350以上的馏分中。石油中的羰基化合物(醛和酮)的反应能力较强，易氧化生成酸。石油中也

37、发现有醚类，常为环状醚。在石油中还发现有苯并呋喃、二苯并呋喃及环烷并呋喃等中性含氧杂环化合物。,2023/8/5,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,我国大多数主要原油500的减压渣油的产率在4050%,2023/8/5,一、渣油的组成及其分析方法,2023/8/5,Al2O3吸附分离,正庚烷冲出物,甲苯冲出物,甲苯-乙醇冲出物,2023/8/5,二、我国渣油的特点与国外原油相比，我国减渣：芳香分含量一般不太高，一般在30%左右 庚烷沥青质的含量普遍较低，多小于3%减渣中的胶质含量一般较高，多在4050%左右 胶质与沥

38、青质的比值数值较高，是我国渣油的特点之一,University of Petroleum,2023/8/5,石油中的非烃化合物，大部分以胶状及沥青状物质存在于石油的残渣油中。胶状和沥青状物质在石油中的含量差别很大，我国目前生产的各种原油中，含有大约百分之几到百分之四十几的胶质和沥青质。胶状和沥青状物质是石油中含元素种类最多、结构最复杂、相对分子质量最大的物质。它们的成分并不十分固定，性质也有差别，是多种化合物的综合体。目前多数方法是根据胶状和沥青状物质在不同溶剂中的溶解度差别及其它性质的不同来进行区分的。,三、胶质、沥青质的比较,2023/8/5,胶质是红褐色到暗褐色并具有延性的粘稠液体或半固

39、态物质。其密度约为1.01.1g/cm3，平均相对分子质量为6001000。随着石油馏分沸点升高，胶质含量增大，胶质的相对分子质量也增加，其颜色也由浅黄逐渐变为深褐色。胶质具有极强的着色能力，在无色汽油中只要加入0.005%(m)的胶质，汽油就变成草黄色。胶质的结构十分复杂，馏分油中的胶质主要以双环为主，减压渣油中的胶质以高度稠化的稠环为主。油品中的胶质在燃烧时易形成炭渣，引起机器磨损和堵塞。胶质受热或在常温下氧化，可以转化为沥青质，高温下甚至生成不溶于油的焦炭状物质油焦质。但胶质是商品沥青的重要组成部分。,2023/8/5,沥青质是暗褐色或深黑色脆性的非晶形固休粉末，密度稍大于胶质，是石油中

40、相对分子质量最大、结构最复杂的组分。沥青质没有挥发性，石油中的沥青质全部集中在渣油中。沥青质也是商品沥青的重要组成部分。沥青质的化学性质比较活泼，很容易起氧化、卤化和硝化反应，但较难进行加氢反应。,2023/8/5,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：沥青质：不溶于低分子(C5C7)正构烷烃，但能溶于热苯可溶质：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,2023/8/5,2023/8/5,2023/8/5,胶质、沥青质的危害：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胶质、沥青质有利的方面：沥青中希望含胶质、沥青质多些，这样沥青的延伸度会

41、提高,2023/8/5,石油的元素组成：组成石油的主要元素是 碳、氢、硫、氮、氧五种元素。石油的烃类组成：由碳和氢可组成烃类化合物，即烷烃、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）。,本 章 小 结,2023/8/5,石油中的非烃化合物主要指：含硫、含氮和含氧化合物以及胶状沥青状物质。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，即汽油馏分、煤柴油馏分（中间馏分）、减压馏分和减压渣油。我国原油的特点：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。,2023/8/5,各类化合物的分布规律 随着石油馏分沸点的升高，馏分中烷烃含量逐渐减少，芳烃含量逐渐增大，含硫化合物和胶质含量均逐渐增加。大部分含硫、含氮、含氧化合物和胶质以及全部沥青质都集中在渣油中。石油馏分的烃类表示方法,