1、1.第2章，石油及其產(chǎn)品的組成和性質(zhì)，主要內(nèi)容：石油的一般性質(zhì)，元素組成，石油餾分的烴類組成，石油中的非烴類化合物，渣油和渣油中的膠質(zhì)，瀝青質(zhì)石油中的微量元素，第1節(jié)，石油的一般性質(zhì)和化學(xué)組成，第2、1節(jié)，石油的一般性質(zhì)、元素組成和餾分組成，以及第1節(jié)，一般性質(zhì)：石油(或原油)通常是黑色或棕色的。世界不同地區(qū)生產(chǎn)的石油性質(zhì)不同。3、中國(guó)主要原油的一般性質(zhì)，4、部分國(guó)外原油的一般性質(zhì)，5、與國(guó)外原油相比，中國(guó)主要油區(qū)的原油具有較高的傾點(diǎn)和含蠟量。2.庚烷瀝青質(zhì)含量低。3.相對(duì)密度大多在0。850和95，屬于重質(zhì)常規(guī)原油。6.輕油：相對(duì)密度小于0.80。這種油的特點(diǎn)是相對(duì)密度低，輕質(zhì)油收率高，殘油

2、含量低。目前，世界上這種原油的探明儲(chǔ)量和產(chǎn)量都比較少。7.國(guó)內(nèi)外幾種輕質(zhì)原油的一般性質(zhì)；8.國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開(kāi)發(fā)了儲(chǔ)量豐富的重質(zhì)原油(或重油)。這種原油的相對(duì)密度一般大于0.93，粘度較高。石油的基本化學(xué)成分：碳、氫、硫、氮和氧(1)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為83% (2)氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11% (3)硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%-8%(4)氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02%-2%(5)氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)原油的性質(zhì)是通過(guò)原油的氫碳比來(lái)反映的。一般而言，輕質(zhì)原油或石蠟基原油的氫碳比相對(duì)較高(約1.9)，而重質(zhì)原油或環(huán)烷基原油的氫碳比相對(duì)較低(約1.5)。氫與碳原子之比還包含一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)信息，這是一個(gè)與化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)的參數(shù)。在相對(duì)分

3、子質(zhì)量相同的條件下，氫與碳原子之比的順序?yàn)椋和闊N、環(huán)烷烴和芳香烴，11，(3)石油的餾分組成。石油是一種多組分的復(fù)雜混合物，其沸點(diǎn)從常溫到500以上。因此，無(wú)論是研究還是加工利用原油，原油都必須分餾。分餾是根據(jù)組分沸點(diǎn)的不同將原油“切割”成幾個(gè)“餾分”，如200個(gè)餾分，每個(gè)餾分的沸程簡(jiǎn)稱為餾程或沸程。餾分通常被稱為石油產(chǎn)品，如汽油、煤油和柴油。餾分不是石油產(chǎn)品。石油產(chǎn)品在成為石油產(chǎn)品之前需要進(jìn)一步加工。各種石油產(chǎn)品經(jīng)常在餾分范圍內(nèi)重疊。12，500:減壓渣油350常壓蒸餾后的渣油稱為常壓渣油或常壓重油。中國(guó)原油的特點(diǎn)是汽油含量低，殘油含量高。通過(guò)原油的直接分餾獲得的餾分稱為直餾餾分，它基本上保

4、留了原油的原始性質(zhì)。經(jīng)過(guò)二次加工，從石油直餾餾餾分中獲得的餾分在化學(xué)組成上不同于相應(yīng)的直餾餾餾分。14，國(guó)內(nèi)外部分原油的餾分組成，15，從化學(xué)組成來(lái)看，石油主要含有烴類和非烴類，它們存在于石油的各種餾分中，烴類和非烴類的含量因產(chǎn)油區(qū)和類型不同而有很大差異。然而，在相同原油中，隨著沸程的增加，烴含量降低，而非烴含量逐漸增加。石油中的烴類主要由烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴和具有這三種烴類結(jié)構(gòu)的混合烴類組成。2.石油及其餾分的烴組成；(1)石油的烴類組成；16.含義：表示石油及其餾分中各單體化合物的含量。適用范圍：一般只用于描述液化石油氣和石油的低沸點(diǎn)餾分。僅用于窄分?jǐn)?shù)。目前，汽油餾分中的數(shù)百種單體化合物可

5、以通過(guò)氣相色譜進(jìn)行分析和鑒定。單一烴組成表示，(2)p的烴組成表示它簡(jiǎn)單實(shí)用，具體分析哪一類取決于分析方法和實(shí)際應(yīng)用的需要。汽油餾分的分析基于烷烴、環(huán)烷烴和芳烴的含量；裂化汽油中不飽和烴含量增加的分析：如果分析更詳細(xì)，烷烴可細(xì)分為正構(gòu)烷烴和異鏈烷烴，環(huán)烷烴可分為環(huán)己烷系列和環(huán)戊烷系列。18、煤油、柴油和真空餾分，由于分析方法不同，它們的分析項(xiàng)目也不同。用液-固色譜法分析，用飽和烴(烷烴和環(huán)烷烴)、輕芳烴(單環(huán)芳烴)、中芳烴(雙環(huán)芳烴)、重芳烴(多環(huán)芳烴)和非烴組分表示。質(zhì)譜分析用于表示烷烴(正烷烴、異烷烴)、環(huán)烷烴(單環(huán)、雙環(huán)和多環(huán)環(huán)烷烴)、芳烴(單環(huán)、雙環(huán)和多環(huán)芳烴)和非烴化合物的含量。19

6、，含義：確定復(fù)雜分子混合物中結(jié)構(gòu)單元的含量。整個(gè)石油餾分被認(rèn)為是某種“平均分子”，這種“平均分子”由一些結(jié)構(gòu)單元組成。分?jǐn)?shù)結(jié)構(gòu)族的組成用“平均分子”分子中結(jié)構(gòu)單元的重量表示。不管石油碳?xì)浠衔锏慕Y(jié)構(gòu)有多復(fù)雜，它們都由三個(gè)結(jié)構(gòu)單元組成：烷基、環(huán)烷基和芳香族。結(jié)構(gòu)族的組成是決定這三個(gè)結(jié)構(gòu)單元在復(fù)雜分子混合物中的含量。20.環(huán)的總數(shù)()，芳環(huán)()，環(huán)烷環(huán)()和石油餾分的“平均分子”中結(jié)構(gòu)單元的數(shù)量可以用作芳環(huán)(%C)，環(huán)烷環(huán)(%C)和烷基側(cè)鏈(%)中碳原子的百分比。例如，見(jiàn)P8測(cè)定石油重油結(jié)構(gòu)族組成的密度法，21。中國(guó)四種原油直餾汽油餾分中主要單體烴(烷烴、環(huán)烷烴、芳烴)含量規(guī)律：正構(gòu)烷烴含量較高。

7、對(duì)于異鏈烷烴，具有較少支鏈(具有一個(gè)甲基)的異鏈烷烴的含量較高，并且具有一個(gè)甲基支鏈的異鏈烷烴的含量通常占總異鏈烷烴的一半以上。對(duì)于相同碳原子數(shù)的異鏈烷烴，其含量隨著異構(gòu)化程度的增加而降低。對(duì)于環(huán)烷烴，我國(guó)汽油餾分中只有環(huán)戊烷和環(huán)己烷化合物。在環(huán)己烷體系中，甲基環(huán)己烷的含量最高。(3)汽油餾分的烴組成，22。芳烴方面，我國(guó)汽油餾分中芳烴的總含量較低，尤其是苯含量很低，而甲苯和二甲苯的相對(duì)含量較高，三種二甲苯異構(gòu)體中間二甲苯的含量最高。直餾汽油餾分的烴基組成分析表明，烷烴和環(huán)烷烴占直餾汽油餾分的大部分，芳烴含量一般不超過(guò)20(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。分布規(guī)律：隨著沸點(diǎn)的升高，芳烴含量逐漸增加。中、高沸點(diǎn)餾分

8、的烴類型和烴組成中間餾分中的環(huán)烷烴和芳烴主要為單環(huán)和雙環(huán)，三環(huán)以上的含量明顯降低。高沸點(diǎn)餾分中的環(huán)烷烴包括具有從單環(huán)到六環(huán)的環(huán)戊烷環(huán)或環(huán)己烷環(huán)的環(huán)烷烴，它們的結(jié)構(gòu)主要是稠合的。高沸點(diǎn)餾分中芳烴含量最高的是單環(huán)、雙環(huán)和三環(huán)芳烴，還有一定量的四環(huán)芳烴和少量高于四環(huán)芳烴的芳烴。大多數(shù)多環(huán)芳烴也是縮合型的。石油中的非碳?xì)浠衔锸椭械牧?、氮和氧不是以元素的形式存在，而是以化合?碳?xì)浠衔锏难苌?的形式存在。它對(duì)石油加工技術(shù)和石油產(chǎn)品的使用性能有很大的影響。例如：催化劑中毒和環(huán)境污染。中國(guó)原油硫含量低，氮含量高。大多數(shù)原油含硫少于1%，含氮多于3%。(1)硫-一氧化碳大多數(shù)硫集中在重餾分和渣油中。石

9、油中的含硫化合物可分為：活性硫化物：元素硫、硫化氫和硫醇；非活性硫化物：硫醚、二硫化物和噻吩?；钚粤蚧飳?duì)設(shè)備有強(qiáng)腐蝕性。原油中的含硫化合物主要是硫醚和噻吩，原油中硫和硫化氫的含量很少。硫化氫通常是由原油中的硫化物熱分解產(chǎn)生的，硫化氫被氧化成元素硫，因此原油中的元素硫和硫化氫不一定是原油固有的。石油中的含氮化合物，石油中的氮含量一般低于硫，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常在0.05%-0.5%的范圍內(nèi)，而石油中的氮大多分布在400以上的重油中。石油中的含氮化合物對(duì)石油的催化加工和產(chǎn)品的使用性能有不利影響，使催化劑中毒失活，或造成石油產(chǎn)品不穩(wěn)定，并容易產(chǎn)生膠體沉淀。石油中氮化合物的種類：堿性氮化合物：吡啶，喹啉非

10、堿性氮化合物：咔唑一般來(lái)說(shuō)，原油中的堿性氮含量約占總氮含量的250%。非堿性含氮化合物不穩(wěn)定，易被氧化和聚合，是二次加工中油顏色變暗和沉淀的主要原因。堿性氮和非堿性氮在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。(3)石油中的含氧化合物石油中的氧含量一般在千分之幾的范圍內(nèi)，只有少數(shù)幾種油能達(dá)到2%和3%。如果油在加工前或加工后長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中，其含氧量會(huì)大大增加。石油中的氧以有機(jī)含氧化合物的形式存在，大致可分為兩類：(1)酸性含氧化合物：環(huán)烷酸、芳香酸、脂肪酸和酚類。(2)中性含氧化合物：酮、醛和酯。石油中的含氧化合物主要是酸性含氧化合物，對(duì)設(shè)備有腐蝕性。30、渣油、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，減壓渣油在我國(guó)最重要的油田原油

11、中的含量較高，500減壓渣油的收率一般在40P%之間，表明近一半的原油是減壓渣油。減壓渣油是原油中沸點(diǎn)最高、分子量最大、雜原子最多、結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的渣油。中國(guó)原油中的減壓渣油碳含量高、氫含量低、硫含量低、氮含量高、金屬含量低。減壓渣油含有大量的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，它們是不同結(jié)構(gòu)的高分子化合物的復(fù)雜混合物。膠體通常為棕色至深棕色粘性液體或無(wú)定形固體，流動(dòng)性差。它受熱時(shí)會(huì)熔化，相對(duì)密度約為1。它是一種高分子非烴化合物，相對(duì)分子質(zhì)量和極性僅次于石油中的瀝青質(zhì)。膠體具有很強(qiáng)的著色能力。膠質(zhì)是一種不穩(wěn)定的物質(zhì)，即使在常溫下也容易被空氣氧化并凝結(jié)成瀝青質(zhì)。32，瀝青質(zhì)是一種固體無(wú)定形物質(zhì)，顏色從深棕色到黑色。它的相

12、對(duì)密度比膠體高，加熱時(shí)不熔化。當(dāng)溫度高于300350時(shí)，它會(huì)分解成氣態(tài)和液態(tài)產(chǎn)品，并凝結(jié)成焦炭。瀝青質(zhì)通常不揮發(fā)，石油中的所有瀝青質(zhì)都濃縮在減壓渣油中。石油中的微量元素。與石油中的碳、氫、氧、氮、硫五種元素相比，石油中微量元素的含量要少得多，一般在一百萬(wàn)到十億之間。有些元素對(duì)石油加工有很大影響，特別是對(duì)所用催化劑的活性。根據(jù)研究數(shù)據(jù)，石油中含有幾十種微量元素。到目前為止，石油中已檢測(cè)出59種微量元素，其中包括45種金屬元素。根據(jù)其化學(xué)性質(zhì)，石油中的微量元素可分為以下三類：釩、鎳、鐵、鉬、鈷、鎢、鉻、銅、錳、鉛、汞、鈦等。堿金屬和堿土金屬：鈉、鉀、鋇、鈣、鎂等。鹵素和其他元素：氯、溴、碘、鋁等。

13、高鎳含量和低明礬含量是中國(guó)原油的主要特征(即高鎳/明礬比)。35，石油中微量元素的含量也隨著沸程的增加而增加，主要集中在渣油中一些微量元素以無(wú)機(jī)水溶性鹽的形式存在，如鉀和鈉的氯化物鹽，主要存在于原油的乳化水相中，這些鹽可以通過(guò)水洗或加入破乳劑去除。其他金屬以油溶性有機(jī)化合物或絡(luò)合物的形式存在，其中大多數(shù)在蒸餾后濃縮在渣油中。其他的可能以礦物微粒的形式懸浮在原油中。石油固體碳?xì)浠衔锏幕瘜W(xué)成分從石油中分離出來(lái)的固體碳?xì)浠衔镌诠I(yè)上被稱為“蠟”。蠟根據(jù)其晶體形狀和來(lái)源可分為兩類，即石蠟和微晶蠟。37，石蠟的主要來(lái)源：從柴油和減壓餾分油中分離出來(lái)。晶體形狀：大晶體和片狀晶體/片狀平均分子量：300

14、-450。分子中的碳原子數(shù)：17-35。相對(duì)密度：0.86-0.94。小熔點(diǎn)：30-70。低化學(xué)成分：正構(gòu)烷烴含量高，特別是在商業(yè)石蠟中。除了正構(gòu)烷烴，石蠟還含有少量的異鏈烷烴、環(huán)烷烴和非常少量的芳烴。折射率：小，38，微晶蠟的主要來(lái)源：從真空殘?jiān)蟹蛛x；晶體形狀：細(xì)晶體/針狀或顆粒；平均分子量：450-800；分子中碳原子數(shù)：35-60；相對(duì)密度：大熔點(diǎn)：70-95；化學(xué)成分：正構(gòu)烷烴的含量通常很少，主要是具有正構(gòu)或異構(gòu)烷基側(cè)鏈的環(huán)烴，尤其是環(huán)烷烴。折射率：大，39。石蠟和微晶蠟的用途和資源。蠟是一種非常重要的石油產(chǎn)品。石蠟除了作為裂解原料外，還具有良好的絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性，可廣泛應(yīng)用于電氣

15、、化工、醫(yī)藥和日用品行業(yè)。微晶蠟也可用作潤(rùn)滑脂的增稠劑，在電子工業(yè)、橡膠、軍工、冶金等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。我國(guó)大慶原油含蠟量高，蠟質(zhì)量好，是生產(chǎn)石蠟的優(yōu)良原料。中國(guó)也有豐富的微晶蠟資源。南陽(yáng)原油和沈陽(yáng)原油是生產(chǎn)微晶蠟的理想原料，其微晶蠟含量分別占原油的7.5%和12.6%。第二節(jié)石油及其產(chǎn)品的物理性質(zhì)，包括蒸汽壓、沸程和平均沸點(diǎn)密度、相對(duì)密度、特征因子、油品的粘度臨界性質(zhì)、壓縮因子和偏心因子熱性質(zhì)以及其他物理性質(zhì)。油品的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)之間的關(guān)系，油品的物理性質(zhì)與其化學(xué)組成密切相關(guān)，油品的物理性質(zhì)在很大程度上取決于其中烴類的物理和化學(xué)性質(zhì)。石油產(chǎn)品是各種碳?xì)浠衔锖头翘細(xì)浠衔锏膹?fù)雜混合物。

16、它的物理化學(xué)性質(zhì)是各種化合物性質(zhì)的宏觀綜合表現(xiàn)。有些是可加的，有些不是，而且大多數(shù)不是可加的。1.蒸汽壓力：在一定溫度下，液體與液體表面的蒸汽保持平衡，蒸汽產(chǎn)生的壓力稱為飽和蒸汽壓。蒸汽壓表示液體汽化或蒸發(fā)的能力。蒸汽壓越高，液體就越容易蒸發(fā)。純碳?xì)浠衔锏恼羝麎壕图兲細(xì)浠衔锒?，它的蒸汽壓只取決于溫度，并隨著溫度的升高而增加。對(duì)于同一組碳?xì)浠衔?，在相同的溫度下，分子量較大的碳?xì)浠衔锏恼羝麎狠^小。純化合物的蒸汽壓和溫度之間的關(guān)系可以用克拉佩隆-克勞修斯方程來(lái)表示：45，Hv摩爾汽化熱，J/mol摩爾氣體常數(shù)，8.314J/(molK)T溫度，K-P化合物在T，Pa，46時(shí)的蒸汽壓。適用條件：當(dāng)系統(tǒng)壓力不太高時(shí)，液相的摩爾體積與氣相相比可以忽略不計(jì)，且溫度相差很遠(yuǎn)。當(dāng)溫度變化不大時(shí)，摩爾汽化熱可以視為常數(shù)