与石油有关的基础知识

1、一、石油的外观性质 1、石油是一种流动性或半流动性的粘稠液体，是一种复杂的混合物。 2、大部分石油是黑色；也有暗绿色或暗褐色；少数显赤褐色或浅黄色；极少数是无色。 3、相对密度都小于 1；绝大多数的相对密度都在 0.800.98 之间；个别的高达 1.02 或 低至 0.71；我国主要油田的相对密度都在 0.85 以上； 3、许多石油都有臭味，是因为含有硫化物的原因 2/s, 摄氏度时，运动粘度可以低至 1.46mm4、不同石油的流动性差别很大：在 50 2/s。mm 20000也可以高达 二、石油的元素组成 1、石油主要是由碳和氢两种元素组成，其中碳含量在 83%87%，氢含量在 11%14

2、 之间，两者合计在 95%99%。 2、只由碳和氢组成的化合物叫做烃。 3、石油碳和氢，还含有硫、氮、氧，这些元素的含量一般在 1%5%； 4、石油中的微量元素（已 ppm 为单位）：镍、钒、铁、铜、钙、砷、氯、磷、硅等 5、各种元素的存在形式一般都是以化合物的形式存在。 三、石油的烃类组成 1、石油主要是由烷烃、环烷烃和芳烃构成。 2、天然石油一般不含不饱和烃。 3、页岩油中会含有一定量的烯烃。 4、烷烃： A、只有碳碳单键和碳氢键；烷烃的通式为 CnH2n+2。 个碳原子的烷烃是液个碳原子的烷烃是气体；含 515B、常温常压下，含 14 个碳原子以上的正构烷烃是固体 体；含16 、相关知识

3、：C 、干气：含有大量甲烷和少量乙烷、丙烷的气体称为干气。 、除含有大量的甲烷和乙烷外，还含有少量易挥发的液态烃蒸气（戊烷、己 烷和辛烷）气体称之为湿气。 、一般条件下，烷烃的化学性质很不活泼吗，不易与其他物质反应；但在特殊的D 条件下能够发生氧化、卤化、热分解和硝化反应等。 5、环烷烃： 个脂环且环上无取代 A、含有脂环结构的饱和烃。有单环脂环和稠环脂环。含有1 。 烷基的环烷烃,分子通式为CnH2n 、石油的环烷烃主要是环戊烷系和环己烷系；国内原油环己烷系多于环戊烷系，B 国外则相反。 C、在高沸点的馏分中，还含有双环和多环的环烷烃及环烷芳香烃。 、环烷烃性质与烷烃类似（氧化、卤化、硝化热

4、分解），但稍活泼；能脱氢制芳D 烃。 、芳香烃：6 n6CnH2n-6、指带有苯环的烃类。苯的同系物的通式是A （）、同一种原油中，随着沸点（相对分子质量）的升高，芳烃的含量增加。BC、芳烃的化学性质较烷烃稍活泼，但芳烃中苯环很稳定，不易被氧化，也不易发 生加成反应；带侧链的芳香烃，其侧链容易被氧化成有机酸（是油品变质的重 要原因）；在一定条件下，芳香烃还能发生加氢反应。 7、烯烃： A、烯烃是指含有 C=C 键（碳-碳双键）（烯键）的碳氢化合物；属于不饱 和烃，分为链烯烃与环烯烃。按含双键的多少分别称单烯烃、二烯烃 等。双键中有一根易断，所以会发生加成反应。 单链烯烃分子通式为 CnH2n，

5、双键基团是烯烃分子中的官能团，具有反应活性，可发生氢化、 卤化、水合、卤氢化、次卤酸化、硫酸酯化、环氧化、聚合等加成反 应，还可氧化发生双键的断裂，生成醛、羧酸等。 B、常温常压下单烯烃中 C2C4 是气体（是非极性分子，不溶或微溶于水） ，C5C18 是液体，C18 以上是固体。 C、在空气中烯烃易氧化成酸性物质或胶质，特别是二烯烃和环烯烃，从 而影响油品的安定性。 四、石油的馏分组成 1、汽油馏分（低沸点馏分）：小于 200 度。 2、煤、柴油馏分（也叫中间馏分）：200 至 350 度（航空煤油150 至 280 度；轻柴油的馏分200 至 350 度）。 3、减压馏分(润滑油馏分或高沸

6、点馏分):350 至 500 度。 4、渣油:大于 500 度。 5、石油馏分不是石油产品，需要进一步加工才变成石油产品；同一沸点范 围的馏分也可以因为加工目的的不同变成不同的产品。 6、我国主要油田的原油中汽油馏分少（一般低于 10%），渣油含量高. 五、石油的非烃组成 1、原油的非烃化合物主要指含硫、氮和氧的化合物；虽然这三种元素的含 量一般不超过 5%，但这三种非烃化合物的含量却高达 20%以上。非烃化 合物主要是分布在重质馏分和渣油中。 、含硫化合物：2 A、不同的原油硫含量差别很大：从万分之几到百分之几；在石油组分 中硫含量随着沸点范围的升高而增加；大部分硫化物集中在重油中。 B、存

7、在形式： 少量以硫单质和硫化氢形式存在，大多数以有机硫化物存在；硫醇、 硫醚、环硫醚、二硫化物、噻吩及其同系物。 C、含硫化合物的主要危害： 、元素硫、硫化氢、硫醇称为活性硫，能够腐蚀金属； 、硫醚、二硫化物、噻吩（）称之为非活性硫，本身 不能腐蚀金属，但热分解能够产生硫醇和硫化氢； 、硫化物使油品的安定性变坏：不仅是油品发臭（空气中硫醇的浓 度到达 0.00001mg/L 时就可以闻到），还会显著促进角质的生成。 、含有含硫化合物的油品燃烧后的气体中含有二氧化硫、三氧化硫 可以污染大气的物质。 、二次加工过程中使某些催化剂中毒。 3、含氮化合物 A、石油中氮的含量一般在万分之几到千分之几之间

8、；密度大、胶质多、含 硫量高的石油，含氮量一般较高；石油组分中氮化物的含量随沸点范围 的升高而增加；大部分氮化物以胶状、沥青状物质存在渣油中。 B、氮化物的存在形式：大多数是氮原子在环状结构中的杂环化合物。 、碱性氮化物：吡啶、喹啉及 其同系物； 、非碱性氧化物：吡咯、吲哚及 其同系物； 金属卟啉化合物。 C、氮化物的危害 、含有氮化物的油品长期与空气接触易生成胶质。 、氮化物是二次加工中某些催化剂的毒物。 4、含氧化合物 石油中的氧含量一般是千分之几，个别会高达2%3%；大部分集 中在胶质和沥青质中；全部以有机物的形式存在； 分为酸性氧化物和中性氧化物类： 酸性：环烷酸、脂肪酸、酚类，统称石

9、油算，环烷酸占 90%。 中性：酮、醛、酯，占比例很少 主要集中在中间馏分（沸程 250400 度）； 附加：纯环烷酸是一种油状液体，有特殊的臭味，具有腐蚀性； 5、胶 状沥青状物质 石油中的非烃化合物大部分以胶质沥青质存在，是多环复杂化合 物，含量从百分之几到百分之几十，绝大部分存在减压渣油中。 胶质既能溶于石油醚（低沸点烷烃），又能溶于苯，还能溶于一 切石油馏分；有很强的着色力； 沥青质不溶于石油醚而溶于苯，是暗褐色或漆黑色的易脆的非晶 体固体粉末； 胶质受热或在常温下氧化可以变成沥青质； 二者在高温下已变成焦炭。 六、石油及其产品的物理性质 1、原油的评价试验：测定原油的物理性质，瑞沸点

10、范围（馏分组成）相对密度、 粘度、凝点、闪点、残炭、含硫量等。 2、石油及其产品测定的标准：国际标准ISO；国家标准GB；中国石油化工 集团公司行业标准 SH. 3、油品密度： A、密度定义：规定温度下，单位体积内所含物质的质量；单位是 g/cm3 或 kg/m3。 B、油品的标准密度：油品在 20 度的密度称为标准密度。 C、相对密度：油品密度与规定温度下水的密度之比，用 d 表示 4 度时水的密度是 0.99997g/cm3,近似等于 1 d（20度时油品的密度与4度水的密度之 我国常用的相对密度 420 比）D、油品的密度与组成密切相关：同一原油的不同馏分，随沸点范 围升高，密度增大；对

11、不同原油的同一沸点范围的馏分油， 含芳香烃越多，密度越大，含烷烃越多，密度越小。 、蒸汽压4 、定义：A 一定温度下，纯净物的液体与液面上方的蒸汽之间形成物质 平衡，此时蒸汽的压力称为饱和蒸汽压，简称蒸汽压。蒸汽压 只随温度的变化而变化，温度升高，蒸汽压升高。蒸汽压越高， 气体越容易气化。 、汽油的蒸汽压:B 汽油的蒸汽压不仅与温度有关，还与馏分组成有关。温度相 同，馏分组成不同，蒸汽压也不同。 、馏程：5 在一定压力下，纯净物加热到某一温度时就会沸腾，此温度 称之为沸点，是一个具体的数值 石油是一个复杂的混合物；在一定压力下，其沸点是一个温 度范围。进行蒸馏时流出第一滴冷凝液体的气相温度称之

12、为初馏点， 馏出物的体积依次达到、的气相温度分别90%20%10%30% 称为、馏出温度，蒸馏到最后气体的最高90% 10%30%20% 温度称之为干点或终馏点，初馏点和终馏点之间的温度范围称之为 石油的馏程。 初馏点和馏出温度过高，冷车不易启动；过低又易产生10% 气阻现象（夏季在发动机温度较高的油管中的汽油，蒸发形成气泡， 堵塞油路，中断给油）。汽油的馏出温度是表示它的平均蒸发性，50% 它能影响发动机的加速性；馏出温度低，它的蒸发性和发动机50% 的加速性就好，工作也较平稳。汽油的馏出温度和干点表示汽90% 油中不蒸发和不能完全燃烧的重质镏分的含量。这两个温度低，表 示其中的重质组分少，

13、能够完全燃烧。反之，表示重质组分多，汽 油不能完全蒸发和燃烧。这样，就会增加汽油消耗量，甚至稀释润 滑油，增加机件磨损。 残留量：指停止蒸馏后，存在于烧瓶内的残油的体积百分数。 损失量：指蒸馏过程中，因漏气、冷凝不好和结焦等造成试油损失 的量，以油品样品的体积减去蒸馏出来的液体体积和残 留量即得损失量。 馏程的测定方法 常用的馏程测定方法有实沸点蒸馏和恩氏蒸馏。 他们的不同是：前者的设备精密，；馏出物的气相温度较接近 馏出物的沸点，温度与馏出物的质量百分数呈对应关系；后者设 备简便，方法简单，数据易得，但馏程并不能代表油品的真实沸 点范围。 实沸点蒸馏用于原油评价及制定产品的切割方案；恩氏蒸馏

14、 用于生产控制、产品质量标准和工艺计算。 、特性因数6 烃类的沸点、石油馏分的立方平均沸1/3TK=1.2167T/d 15.615.6点或中平均沸点，单位是 K. 烷烃的特性因数最高，环烷烃次之，芳香烃最低； 一般石油的特性因数在之间； 9.713 含烷烃多的石油特性因数一般在，含芳香烃多的特性因数1312.5 一般在；1110 大庆原油特性因数在，胜利原油在；12.1 12.5 、平均相对分子质量7 石油馏分的相对分子质量是各组分相对分子质量的平均值，催馏 分沸程的升高而增大；汽油的平均相对分子质量是，喷气120 100 燃料是，轻柴油是，低粘度润滑油是360.300200 210 180

15、240 高粘度润滑油是。500 370 、粘度8 粘度是表示液体流动是分子间产生摩擦力的大小；与液体组成、温 度和压力有关。 有三种表示方法：动力粘度、运动粘度和恩氏粘度，国际标准采 用运动粘度。 动力粘度：表示液体在一定剪切应力流动时内摩擦力的量度，其 值为所加剪切应力与剪切速率之比；单位帕?秒（?）习惯用厘泊,Pas ?。（）为单位，3sPa Pa=10cP1 cP=1m 运动粘度：液体在重力作用下流动时内摩擦力的量度；其值为相 同温度下动力粘度与其密度的比值；单位22/s(st)0cm1m/s=1000 厘斯。2)/s(=1000000mm恩氏粘度：条件粘度，常表示油品的粘度；在规定条件

16、下，测定 油品从特定仪器中流出所用时间与度时流出蒸馏水 200ml 200ml 20 所需的时间之比用表示。0 E, 特性因数大的石油馏分粘度小；特性因数小的石油馏分粘度大。 石油馏分越重，沸点越高，粘度越大。 温度对油品的粘度影响很大：温度升高，液体油品的粘度减小， 则油蒸气的粘度增大。 油品粘度崔温度变化的性质称为粘温性质。粘温性质好的油品， 其年度随温度变化的幅度较小。 粘温性的表示方法： 粘度比：最常用的是度与度的运动粘度比，也有用-20 100 50 度与度运动粘度比；粘度比越小，粘温性越好。 50 粘度指数：粘度指数越高，粘温性越好 正构烷烃的粘温性最好，环烷烃次之，芳香烃最差；烃

17、类结构 中环状结构越多，粘温性越差；侧链越长，粘温性越好。 、油品的低温性能9 油品的低温性能包括：浊点、冰点、结晶点、倾点、凝点和冷 滤点等。 粘温凝固：含蜡很少或不含蜡的油品，随着温度降低，粘度 增大，当粘度增大到一定程度时，油品变成无定形的粘稠状物质而 失去流动性，称为粘温凝固。构造凝固含蜡油品随着温度的降低，蜡就会以结晶的形式大: 量析出，连成网状结构，把液体油品包裹起来而失去流动性。 浊点、结晶点和冰点：在规定条件下，清晰的油品因蜡的结 晶而成雾状或浑浊时的最高温度；继续冷却，出现肉眼能够看见的 晶体的最高温度称为结晶点；出现结晶后，再次升温，使结晶刚好 消失的最低温度称为冰点（同一

18、油品的冰点比结晶点高度）。 3 1 凝点：油品是复杂化合物，无固定凝点，也不等于熔点；指在 规定条件下，测得的油品刚刚失去流动性的最高温度。 倾点：在标准条件下，被冷却的油品能流动的最低温度。 冷滤点：表示柴油在低温下堵塞滤网的可能性，指在规定条件 下测得油品不能通过滤网时的最高温度。 油品沸点越高，特性因数越大或含蜡量越高，其倾点或凝点越 高，低温流动性越差。 、燃点和自燃点、闪点、10 爆炸极限：油品在一定浓度范围内遇到明火就会发生爆炸或闪 火，这一浓度范围就称为爆炸范围或爆炸极限 闪点：在规定条件下，加热油品所逸出的蒸气和空气组成的混 合物与火焰接触发生瞬间闪火的的最低温度；分开口闪点和闭口闪 点，轻质油品用开口闪点，重质油和润滑油用闭口闪点。 石油馏分的沸点越低