石油化學(xué)復(fù)習(xí)總結(jié)概述

1、一、石油的化學(xué)組成1 .石油儲分按儲程分類初儲點200c或180 c汽油微分200350 c煤、柴油微分350500 c （560 c）減壓瓦斯油（潤滑油儲分、催化裂化原料）> 500 c （560 c ）減壓渣油> 350 c常壓渣油（初儲點：加熱時儲出的第一滴液體時的溫度.）2 .原油分類：原油按化學(xué)組成分為哪三類，與化學(xué)組成關(guān)系美國礦務(wù)局原油分類法分為石蠟基（大慶），中間基，環(huán)烷基特性因數(shù)k值分類法：k值大小順序為：烷燒環(huán)烷煌>芳香煌。根據(jù)k值可以對原油進(jìn)行分類：k值>12.1為石蠟基k值=11.512.1為中間基k值=10.511.5為環(huán)烷基k值越大，烷脛含量越

2、大，芳脛含量越少。3 .我國原油特點（1）偏重常規(guī)油（2） h/c偏低（3）低硫高氮（4） ni多v少（5）輕微分少，重儲分多。4 .石油化學(xué)組成表示方法：.石油儲分的化學(xué)組成：（元素，單體燒，族組成，結(jié)構(gòu)族組成） 目前研究石油化學(xué)組成的物理和化學(xué)的分析方法主要有：gc, lc, ms, nmr。（1）元素組成單體化合物組成族組成族是指化學(xué)結(jié)構(gòu)相似的一類化合物。直儲汽油儲分的族組成：以烷燒、環(huán)烷煌、芳香煌含量來表示。裂化汽油的族組成：用烷燒、環(huán)烷煌、芳香燒、的含量來表示。煤柴油儲分和減壓微分的族組成液相色譜法：飽和燒（烷煌+環(huán)烷煌）、輕芳煌、中芳煌、重芳煌、非煌組分。質(zhì)譜法：正構(gòu)烷燒、異構(gòu)烷煌

3、、不同環(huán)數(shù)的環(huán)烷燒、不同環(huán)數(shù)的芳煌、非煌化合物。常壓渣油與減壓渣油的族組成：四組分組成：用溶劑處理和液相色譜法相結(jié)合，分成飽和分、芳香分、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)。六組分組成：將膠質(zhì)可以進(jìn)一步分為輕、中、重膠質(zhì)。八組分組成：可以將芳香分進(jìn)一步分成輕、中、重芳煌。結(jié)構(gòu)族組成：測單元結(jié)構(gòu)的組成。任何煌類化合物，不論其結(jié)構(gòu)如何復(fù)雜， 都可以看成是由烷基、 環(huán)烷基和芳香基三種結(jié) 構(gòu)單元所構(gòu)成的。結(jié)構(gòu)族組成只表示在分子中這三種結(jié)構(gòu)單元的含量，而不涉及它們在分子中的結(jié)合方式。%cp:烷基碳數(shù)占總碳數(shù)的百分?jǐn)?shù)cn:環(huán)烷碳數(shù)占總碳數(shù)的百分?jǐn)?shù)%ca:芳香碳數(shù)占總碳數(shù)的百分?jǐn)?shù)rt:總環(huán)數(shù)=ra+rnra:芳香環(huán)數(shù)rn:環(huán)烷環(huán)

4、數(shù)n-d-m法測潤滑油實驗單體燒a.汽油儲分的煌族組成測定方法：氣相色譜，液相色譜，苯胺點法。苯胺點：苯胺與油品以等體積混合時所測得的臨界溶解溫度（即等體積混合的苯胺與油品完全互溶時的最低溫度）。苯胺為芳香結(jié)構(gòu)，相似相溶。芳煌苯胺點低分子量相近而結(jié)構(gòu)不同的煌類，烷煌的苯胺點最高， 環(huán)烷煌次之，而芳香煌的苯胺點最低。（苯胺點：烷煌 環(huán)烷煌 芳煌， 石蠟基 中間基 環(huán)烷基）同一系列的燒類，苯胺點隨著分子量的增加而增加。苯胺點的應(yīng)用：測定汽油儲分中的芳煌含量。 l-irrrr'if1 v l brc'sif一一一門ernrb.柴油儲分及減壓微分的煌族組成 ：測定方法：液相色譜，質(zhì)譜。

5、 減壓渣油的族組成減壓渣油是原油中沸點最高、分子量最大、非燃化合物含量最高的部分。比較常用的方法是四組分法，即將減壓渣油分成飽和分、芳香分、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)四個組分，稱之為減壓渣油的四組分組成 結(jié)構(gòu)族組成巨蠟基原迪一區(qū)慶和中原原油 %cp顯著較高，而cn和ca較低；ra和rn也較低。 環(huán)烷-中間基原油（如孤島原油%cp較低，而%cn和ca較高；ra和rn也較高。中間基原油（如勝利、華北、遼河原油 ）b4j%cp %cn、ca、ra、rn介于石蠟基原油和 環(huán)烷基原油之間。5 .非煌化合物存在形式及危害（1）石油中的含硫化合物存在形式：元素硫、h2s、 硫醇（rsh）、硫醛（rsr'）、二硫化

6、物（rssr'）、曝吩、碉（既含硫又含氧）（隨儲分沸程升高，硫含量增加，大部分集中在重儲分和渣油中）危害：金屬腐蝕（活性硫），影響油品的儲存安定性，使催化劑中毒（如鉗重整催化 劑最怕硫），污染環(huán)境。（2）含氮化合物主要是氮雜環(huán)芳香族化合物、強(qiáng)堿氮和弱堿氮的分布隨著沸點的升高而減少，非堿氮分布則隨著沸點的升高而增加。堿性氮：口比咤，唾咻；非堿性氮：口比咯，口引喋，咔？催化劑中毒，影響油品安定性（3）含氧化合物酸性氧化物：竣酸和酚類。中性氧化物：酯類、醛類、吠喃類原油乳化，腐蝕設(shè)備。（4）微量元素變價金屬如 v、ni、fe、mo、co、w、cr、cu、mn、pb、ga、hg 等；堿金屬和堿

7、土金屬：如 na、k、ba、ca、sr、mg等；鹵素和其它元素：如 c1、br、k si、a1、as等。ni/v.1.是陸相成油的特征.形成的石油為低硫高氮、含饃較多的石油。ni/v.,4.1.,是海相成油的特征.p .形成的石油為含硫低氮、含鈕較多的石油。鐵、銅、饃、倒是催化裂化催化劑的毒物，神是催化重整催化劑的毒物，鈉和鈣會使某 些催化劑的活性降低。（5）石油中的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)瀝青質(zhì)就是石油中不溶于非極性的低分子正構(gòu)烷煌而溶于苯的物質(zhì)。它是石油中分子量最大、極性最強(qiáng)的非煌組分。膠質(zhì)是石油中分子量和極性僅次于瀝青質(zhì)的大分子非燃化合物，它在組成和結(jié)構(gòu)上具有多分散性。膠質(zhì)與瀝青質(zhì)的特點：外觀：膠質(zhì)

8、是深棕色至深褐色、極為粘稠不易流動的液體或無定形固體，受熱時易熔 融，瀝青質(zhì)為深褐色至黑色的無定形固體，受熱時不熔化，易脆裂成片。密度：膠質(zhì)的密度略小于 1.0,瀝青質(zhì)的密度略大于 1.0。h/c原子比較低，膠質(zhì)為 1.41.5,庚烷瀝青質(zhì)要更低一些，為 1.11.3 。雜原子s、n含量顯著較高，瀝青質(zhì)中的雜原子含量更高一些。膠質(zhì)的分子量較低，為 10003000,而瀝青質(zhì)的分子量較高，為 300010000。膠質(zhì)的分子量范圍很寬，與瀝青質(zhì)分子量分布之間還有部分的重疊，這也表明膠質(zhì)與瀝青質(zhì)在組成結(jié)構(gòu)上是連續(xù)的，二者之間沒有明顯的界限。三、石油及油品物理性質(zhì)1 .蒸發(fā)性能:分離精確度：實沸點蒸儲

9、恩氏蒸儲（儲程） 平衡氣化（閃蒸）液相溫度：平衡氣化 恩氏蒸儲（儲程）實沸點蒸儲2 .分子量：石油各儲分的數(shù)均分子量是隨微分的沸程的上升而增大的。當(dāng)沸程相同時，石蠟基的原油如大慶原油的數(shù)均分子量最大，中間基的原油如勝利原油次之，而環(huán)烷基的原油如遼河歡喜嶺原油最小。3 .相對密度油品的體積隨溫度的升高而膨脹，其密度也隨之變小，提及密度時應(yīng)標(biāo)明溫度。比較各種煌類的相對密度：碳數(shù)相同而結(jié)構(gòu)不同的煌類，芳香煌環(huán)烷煌烷煌。同族煌類，隨著碳數(shù)的增加：正構(gòu)烷煌的相對密度增加，正烷基環(huán)己烷的相對密度增加，正烷基苯的相對密度減小比較不同原油的相對密度：不同基屬原油、相同沸程的微分：環(huán)烷基原油中間基原油石蠟基原油

10、相同原油不同的微分：隨沸點的升高相對密度隨之增加。4 .折光率烷煌的折射率最小，一般在 1.31.4之間，芳香煌的折射率最大，為 1.5,環(huán)烷煌居中。對于同族煌類，烷煌和環(huán)烷煌的折射率隨著分子量的增加而增加，而單環(huán)芳煌的折射率 隨著分子量的增加而降低。不同原油沸程相同的微分：石蠟基原油中間基原油環(huán)烷基原油同一種原油不同的微分：折射率隨著沸程的升高而增大5 .黏度分子中的環(huán)狀結(jié)構(gòu)可以看成是粘度的載體溫度越高，黏度越小。正構(gòu)烷內(nèi)的粘溫性質(zhì)最好，帶有少分支長烷基側(cè)鏈的少環(huán)煌類和分支程度不高的異構(gòu)烷燒的粘溫性質(zhì)比較好，多環(huán)短側(cè)鏈的環(huán)狀煌類的粘溫性質(zhì)很差。不同原油的相同沸程的微分，石蠟基原油的粘度較小，

11、粘溫性質(zhì)較好，而環(huán)烷基的原 油的粘度較大，粘溫性質(zhì)也比較差，中間基的原油的粘度與粘溫性質(zhì)介于二者之間。同一原油的不同儲分，隨著儲分沸點的升高，其粘度增加，粘溫性質(zhì)也變差。6 .熱值（環(huán)烷煌理想）質(zhì)量熱值：h/c原子比越大的烷燒熱值最高，而h/c原子比較小的芳煌的熱值最低。芳煌環(huán)烷燒烷燒體積熱值：p芳煌環(huán)烷煌 烷煌 對于石油儲分而言，沸程越高，其熱值越低。7 .低溫性質(zhì)構(gòu)造凝固：隨著溫度的降低，含蠟較多的油品中的正構(gòu)烷煌等高熔點的燒類結(jié)晶析 出，長大并連接成網(wǎng)狀結(jié)晶，同時將處于液態(tài)的油品吸附，包圍在網(wǎng)狀骨架中，從而使整個 油品失去流動性。粘溫凝固：含有較多環(huán)狀燒類的油品，在低溫下其粘度較高， 形

12、成了均勻的玻璃狀物質(zhì)而使油品喪失流動性。濁點的定義：指輕質(zhì)油品在測定條件下的降溫過程中由透明變?yōu)闇啙釙r的最高溫度。傾點的定義：油品在規(guī)定的試管中不斷冷卻，直到將試管平放5秒鐘而試樣并不流動時的最高溫度再加上 3 c后得到的溫度值即規(guī)定為油品的傾點。凝點的定義：是將盛有油品的試管在一定條件下冷卻到某一溫度時，將試管傾斜45。，并經(jīng)過1分鐘后液面不再流動的最高溫度。冷濾點是表征柴油低溫流動性的重要指標(biāo)，它是指在規(guī)定的條件下冷卻樣油，使樣油通過規(guī)定的過濾器，當(dāng)樣油冷卻到通過過濾器不足20ml/min時的最高溫度。冰點的定義：在測定條件下試樣冷卻至出現(xiàn)結(jié)晶后，再使其升溫，使原來形成的煌類結(jié)晶消失時的最

13、低溫度。結(jié)晶點的定義：輕質(zhì)油品在測定條件下的降溫過程中，有肉眼可辨的結(jié)晶晶粒析出時的最高溫度。柴油：濁點，傾點，凝點。航煤：冰點，結(jié)晶點。8 .燃燒性質(zhì)閃點定義：石油產(chǎn)品在規(guī)定的條件下， 加熱到蒸氣與火焰接觸時發(fā)生閃火現(xiàn)象的最低溫度。測定油品閃點的方法：閉口杯閃點測定法，開口杯閃點測定法。燃點的定義：石油產(chǎn)品在規(guī)定條件下，加熱到接觸火焰能點燃燃燒不少于5秒鐘的最低溫度。自燃點的定義：在無外界火源的情況下，油品能被空氣劇烈氧化而導(dǎo)致自行燃燒的最低溫度。油品沸程越低，其燃點自然也就越低， 燃點是判定油品在儲存和使用時火災(zāi)危險程度的一個 指標(biāo)。油品沸程越低，其分子量越小，其自燃點越高,汽油儲分的自燃

14、點最高，而減壓渣油 的自燃點最彳氐。對于同一油品，其自燃點是最高的，燃點次之，閃點是最低的。對于不同的油品，閃點越高，其燃點也就越高，而自燃點越低。同族煌類，相對分子質(zhì)量小的燒類自燃點高而閃點低，反之亦然。同一油品：自然點 燃點 閃點。對重油：自然點低，燃點閃點高。（易自燃，不易點燃）。四、石油產(chǎn)品質(zhì)量要求1 .六大類石油產(chǎn)品哪此燃料潤滑劑石油瀝青石油蠟石油焦溶劑和化工原料。2 .汽油（理想組分：異構(gòu)烷燒）（1） .汽油的蒸發(fā)性評價汽油蒸發(fā)性能的指標(biāo)：儲程和飽和蒸汽壓儲程：儲程在一定程度上能大體反映汽油的沸點范圍和蒸發(fā)性能。飽和蒸氣壓：汽油的飽和蒸氣壓是蒸發(fā)性好壞的重要質(zhì)量指標(biāo)，蒸氣壓越大，表

15、明汽油的蒸發(fā)性越好。汽油的抗爆性（燃燒性能）：點燃式,自然點高。辛烷值，研究法辛烷值 ron,異構(gòu)烷燒好評定汽油抗爆性的指標(biāo)：用辛烷值（ octane number,簡稱on）來表示的同族煌類，其辛烷值隨分子量的增加而降低。分子量相近時,不同燒類辛烷值的大小順序為:芳香燒星也隨至到是笆煩您一正構(gòu)烯煌 和環(huán)烷脛 正構(gòu)烷脛。烷脛的異構(gòu)化程度越高，其辛烷值也越高。雙鍵越接近烯脛碳鏈的中間位置，其辛烷值越高； 異構(gòu)化程度越高的烯脛，辛烷值也越高。環(huán)烷脛的環(huán)上若帶正構(gòu)烷基側(cè)鏈，其辛烷值降低，正構(gòu)烷基側(cè)鏈越長，辛烷值越低；環(huán)上若帶異構(gòu)烷基側(cè)鏈，其辛烷 值有所增加。改善汽油抗爆性的方法：調(diào)和高辛烷值的催化裂

16、化汽油或催化重整汽油；調(diào)和高辛烷值組分，如mtbe、tame ;加入抗爆劑，如四乙基鉛（ tel） , mmt催化重整汽油中含有較多的芳煌和異構(gòu)烷燒，烷基化汽油中主要是異辛烷，抗爆性很好汽油牌號按辛烷值劃分：90#, 93#, 97#注：大慶，勝利油辛烷值偏低。汽油的安定性汽油安定性的定義：汽油在常溫和液相條件下抵抗氧化的能力。評定汽油安定性的指標(biāo)：碘值（表征不飽和燃含量），實際膠質(zhì)，誘導(dǎo)期。改善汽油安定性方法：精制除去不飽和煌和非燃化合物。加入適量的抗氧化劑和金屬鈍化劑。汽油的腐蝕性影響汽油腐蝕性的物質(zhì)：（1）含硫化合物（活性硫）（2）有機(jī)酸（3）水溶性酸堿污染性3 .柴油（理想組分：12個

17、分支的異構(gòu)煌）柴油的蒸發(fā)性能評定柴油蒸發(fā)性能的指標(biāo)：儲程和（閉口）閃點（2）柴油的燃燒性：壓燃式,自然點低。柴油的燃燒性又稱為柴油的抗爆性，通常用十六烷值來表示。 ，iannv_vanvwi_ww柴油在柴油機(jī)內(nèi)的燃燒過程大體分為四個階段，即滯燃期、急燃期、緩燃期、后燃期。汽油與柴油的啟燃方式不同，前者是靠點燃，而后者是靠柴油本身的自燃。發(fā)生敲缸的時間不一樣，汽油的爆震燃燒是在火焰?zhèn)鞑ミ^程中，即在燃燒的后期，而柴油的粗暴燃燒發(fā)生在燃燒的初期（即急燃期）。影響柴油燃燒的主要因素：柴油的發(fā)火性能和蒸發(fā)性能評定柴油發(fā)火性能的指標(biāo)：十六烷值（簡稱 cn）柴油的霧化質(zhì)量：霧化質(zhì)量的好壞取決于燃料的粘度和表

18、面張力的大小。柴油的十六烷值與其燃燒性能的關(guān)系十六烷值高，自燃點低，滯燃期短，燃料的發(fā)火性能好，燃燒完全，發(fā)動機(jī)工作平穩(wěn)。十六烷值低，自燃點高，滯燃期長，燃料發(fā)火燃燒困難，發(fā)動機(jī)工作粗暴。十六烷值過高，自燃點很低，燃燒過程中形成的過氧化物太多，自燃速度極快，燃料來不及燃燒就隨廢氣排出影響柴油滯燃期的因素：十六烷值以及柴油的蒸發(fā)性。不同的燒類，其十六烷值的關(guān)系為：正典煩煌的土衣煩值最!l.而且分子堇越芯.士立煩值越電。.正構(gòu)烷燒的自燃點低,而芳煌 的自燃點高，因而正構(gòu)烷燒的十六烷值高，而芳煌的十六烷值低。十六烷值：正構(gòu)烷煌 異構(gòu)烷煌、環(huán)烷煌 芳煌。石蠟基（大慶） 環(huán)烷基霧化性能:柴油的霧化性能和

19、供油性能：粘度，正構(gòu)烷燒環(huán)烷煌芳煌低溫性能評定柴油低溫流動性能的指標(biāo)：濁點，凝點：12個分支的異構(gòu)煌低溫性能好。水分和機(jī)械雜質(zhì)水分存在會提高其凝點和濁點、降低柴油的發(fā)熱值、增加祭壇。機(jī)械雜質(zhì)的存在會引起過濾器堵塞，油泵與油嘴磨損，影響正常供油。柴油的安定性柴油的安定性包括儲存安定性和熱安定性。柴油安定性的評定指標(biāo)：實際膠質(zhì)和10%蒸余物殘?zhí)坎裼桶捕ㄐ耘c其化學(xué)組成的關(guān)系：烷燒、環(huán)烷煌及單環(huán)芳煌的安定性較好。不飽和燒、環(huán)烷芳香混合煌及非煌類是引起柴油儲存安定性差的主要原因。 多環(huán)芳煌及非煌類是引起柴油熱安定性不良的主要原因。直儲柴油安定性好于二次加工柴油。柴油的腐蝕性：含硫化合物尤其是活性硫化物如

20、硫醇對金屬有腐蝕作用，它的存在會嚴(yán)重影響發(fā)動機(jī)的工作壽命。含硫化合物燃燒后生成的so2、so3不僅嚴(yán)重腐蝕高溫區(qū)的零部件，而且還與氣缸壁上的潤滑油反應(yīng)，加速漆膜和積炭的生成。4 .航煤（理想組分：環(huán)烷燒）蒸發(fā)性能霧化性能：黏度適中好噴氣燃料的燃燒性能燃燒穩(wěn)定：太重太輕不好，煤燃燒完全:h/c高的，烷煌最好，芳煌最差。積炭少限制芳燃含量燃料的起動性、燃燒穩(wěn)定性及燃燒完全度噴氣燃料生表征積炭的傾向（測芳脛含量）：秦系脛含量，煙點和輝光值。噴氣燃料的低溫性能：低溫下燃料在系統(tǒng)中能否順利泵送和過濾的性能表征噴氣燃料的低溫性能的質(zhì)量指標(biāo)：結(jié)晶點，冰點（正構(gòu)燒不好）熱侑（高）噴氣燃料的推動力取決于熱值和密

21、度。理想組分：環(huán)烷燒安定性：儲存安定性、熱安定性表征噴氣燃料儲存安定性的質(zhì)量指標(biāo)：實際膠質(zhì)、碘值、硫含量及硫醇含量、酸度噴氣燃料的腐蝕性噴氣燃料的腐蝕可分為：液相腐蝕、氣相腐蝕噴氣燃料的潔凈度表征燃料清潔度的主要指標(biāo)為：水、表面活性物質(zhì)、固體雜質(zhì)及微生物噴氣燃料的潤滑性燃料的潤滑性是由其化學(xué)組成決定的。燃料組分的潤滑性大小順序為：非煌化合物多環(huán)芳煌單環(huán)芳煌 環(huán)烷煌 烷煌。含有少量極性物質(zhì)，對于燃料的潤滑有利。（10）起電性：較小的起電性。5 .潤滑油（1）潤滑油的分類潤滑油按使用場合分為以下幾類：內(nèi)燃機(jī)潤滑油、齒輪油、液壓油與液力傳動油、工業(yè)設(shè)備用油（2）潤滑油的作用：a降低摩擦，減少磨損。b冷卻降溫。c防止腐蝕，減少生銹。d減震。e清洗。f密封。潤滑油的基本性能：a較好的摩擦性能。b適宜的木度。c 一定的極壓性。d較好的安定 性。e材料適應(yīng)性。f純凈度。（3）潤滑油的組成 ：潤滑油基礎(chǔ)油（主體）， 添加劑（適量）。機(jī)油：基礎(chǔ)油：礦物油（溶劑精制，脫瀝青，脫蠟，加氫精制）合成油添加劑（“老三套”：溶劑精制，脫瀝青，脫蠟）加氫精制合成油（質(zhì)量最好）目前我國潤滑油基礎(chǔ)油分類方法：粘度指數(shù)vi。6 .內(nèi)燃機(jī)油的潤滑性能（理想組分：少環(huán)長側(cè)鏈或少分支異構(gòu)煌）：黏度小的基礎(chǔ)油，長周 期換油。黏度：鏈好，環(huán)烷不好氧化安定性：鏈不好，加入單環(huán)芳煌提高低溫性能：少環(huán)長側(cè)鏈，少支鏈異構(gòu)