汽车材料 第十章

1、 第十章第十章 石油的基本知识石油的基本知识 第二节第二节 石油炼制的基本方法石油炼制的基本方法第一节第一节 石油的化学组成石油的化学组成 1.1.了解石油的组成、各种成分的基本性能了解石油的组成、各种成分的基本性能; ;2.2.了解石油的炼制方法了解石油的炼制方法; ;3.3.了解维修过程中各类油品的使用。了解维修过程中各类油品的使用。学习目标学习目标: : 第一节第一节 石油的化学组成石油的化学组成一、烷烃一、烷烃 二、环烷烃二、环烷烃三、芳香烃三、芳香烃 四、烯烃四、烯烃五、石油产品中的非烃化合物五、石油产品中的非烃化合物 一、烷烃一、烷烃 烷烃是一种碳原子间均以单键结合烷烃是一种碳原子

2、间均以单键结合, ,呈呈现链状结构的饱和烃。碳原子在现链状结构的饱和烃。碳原子在10 10 以以内内, ,以甲、以甲、 乙、丙、丁、戊、己、庚、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸命名辛、壬、癸命名,10 ,10 以上者则直接用中以上者则直接用中文数字十一、十二文数字十一、十二命名。烷烃的分命名。烷烃的分子式通式为子式通式为C Cn nH H2n +22n +2。凡碳原子在结构式。凡碳原子在结构式中排列成直链的称为正构烷烃。中排列成直链的称为正构烷烃。 二、环烷烃二、环烷烃 环烷烃是一种碳原子以单链结合呈现环状环烷烃是一种碳原子以单链结合呈现环状结构的饱和烃。它们的命名方法是在烷烃结构的饱和烃。

3、它们的命名方法是在烷烃命名方法的基础上加一命名方法的基础上加一“环环”字。字。 环烷烃的分子式通式为环烷烃的分子式通式为C Cn nH H2n2n。其发火性能。其发火性能介于正构烷烃和异构烷烃之间介于正构烷烃和异构烷烃之间, ,其凝点低其凝点低, ,润滑性能好润滑性能好, ,是汽油和润滑油的良好成分。是汽油和润滑油的良好成分。 三、芳香烃三、芳香烃 芳香烃是一种碳原子环状结合芳香烃是一种碳原子环状结合, ,单双键交替单双键交替的不饱和烃。的不饱和烃。 芳香烃的分子式通式为芳香烃的分子式通式为C Cn nH H2n-62n-6、C Cn nH H2n-122n-12、C Cn nH H2n-18

4、2n-18等。由于苯的分子结构中的单键和双等。由于苯的分子结构中的单键和双键能相互作用键能相互作用, ,因此芳香烃具有非常高的稳因此芳香烃具有非常高的稳定性定性, ,其自燃温度高达其自燃温度高达600,600,具有良好的抗具有良好的抗爆性。苯有毒爆性。苯有毒, ,目前在点燃式发动机燃料中目前在点燃式发动机燃料中的含量已受到限制。由于发火性能差的含量已受到限制。由于发火性能差, ,是压是压燃式发动机燃料中的不良成分。燃式发动机燃料中的不良成分。 四、烯烃四、烯烃 烯烃分子结构和烷烃相似烯烃分子结构和烷烃相似, ,和烷烃不同的和烷烃不同的是碳原子中带有双键是碳原子中带有双键, ,有一个双键的称为有

5、一个双键的称为烯烃烯烃, ,有两个双键的则称为二烯烃。有两个双键的则称为二烯烃。 烯烃的分子式通式为烯烃的分子式通式为C Cn nH H2n2n、C Cn nH H2n-22n-2 等。烯等。烯烃为不饱和烃烃为不饱和烃, ,性质不安定性质不安定, ,易氧化生成胶易氧化生成胶质和有机酸质和有机酸, ,不是燃料的理想成分。石油不是燃料的理想成分。石油产品中所含的不饱和烃成分产品中所含的不饱和烃成分, ,主要是在裂主要是在裂化加工过程中化加工过程中, ,一些烷烃、环烷烃分解而一些烷烃、环烷烃分解而生成的生成的, ,可通过精制石油产品将它们去掉。可通过精制石油产品将它们去掉。 五、石油产品中的非烃化合

6、物五、石油产品中的非烃化合物1.1.含硫化合物含硫化合物2.2.含氧化合物含氧化合物3.3.含氮化合物含氮化合物4.4.胶质和沥青质胶质和沥青质 第二节第二节 石油炼制的基本方法石油炼制的基本方法一、蒸馏法一、蒸馏法 二、热裂化二、热裂化三、催化裂化法三、催化裂化法 四、加氢裂化法四、加氢裂化法五、催化重整法五、催化重整法 六、烷基化法六、烷基化法七、延迟焦化法七、延迟焦化法 八、石油产品的精制八、石油产品的精制 一、蒸馏法一、蒸馏法 石油蒸馏流程示意图石油蒸馏流程示意图 二、热裂化二、热裂化热裂化法是利用重质烃类在高温、高压下热裂化法是利用重质烃类在高温、高压下可发生裂解的性质可发生裂解的性

7、质, ,将一些大分子烃类分将一些大分子烃类分裂成为一些小分子烃类裂成为一些小分子烃类, ,从而获得更多的从而获得更多的汽油、柴油等石油产品的一种加工方法。汽油、柴油等石油产品的一种加工方法。 三、催化裂化法三、催化裂化法 催化裂化法与热裂化的区别是催化裂化法与热裂化的区别是, ,重质烃类重质烃类的裂解是在催化剂的作用下进行的裂解是在催化剂的作用下进行, ,由于催由于催化剂的作用化剂的作用, ,除大分子烃变成小分子烃外除大分子烃变成小分子烃外, ,并改变其分子结构并改变其分子结构, ,使不饱和烃大为减少使不饱和烃大为减少, ,异构烷烃和芳香烃的含量增高。催化裂异构烷烃和芳香烃的含量增高。催化裂化

8、汽油性质安定化汽油性质安定, ,抗爆性好抗爆性好, ,是优质的汽是优质的汽油机燃料。由于催化裂化炼制的石油产油机燃料。由于催化裂化炼制的石油产品质量好品质量好, ,并能综合利用并能综合利用, ,所以是目前普所以是目前普遍采用的炼制方法。遍采用的炼制方法。 四、加氢裂化法四、加氢裂化法加氢裂化法与催化裂化的不同之处加氢裂化法与催化裂化的不同之处, ,是在是在高温高温(370(370430)430)和高压和高压(10 (10 15MPa),15MPa),并有催化剂和氢气并有催化剂和氢气( (约为原料质量的约为原料质量的2.5% 2.5% 4. 0%)4. 0%)作用下作用下, ,对原料进行加氢、对

9、原料进行加氢、裂化和异构化裂化和异构化, ,从而获得各种高质量油品从而获得各种高质量油品的一种炼制方法。的一种炼制方法。加氢反应可使不饱和烃变成饱和烃加氢反应可使不饱和烃变成饱和烃, ,生产生产的汽油抗爆性好的汽油抗爆性好, ,安定性高安定性高, ,腐蚀性小腐蚀性小; ;生生产的柴油发火性能好产的柴油发火性能好, ,凝点也低凝点也低, ,生产的生产的润滑油黏温性能好。润滑油黏温性能好。 五、催化重整法五、催化重整法 指对直馏汽油的馏分指对直馏汽油的馏分, ,在催化剂在催化剂( (铂、锗等铂、锗等贵金属贵金属) )作用下作用下, ,使其烃分子结构进行重排使其烃分子结构进行重排形成新分子结构形成新

10、分子结构, ,从而获得高辛烷值和安从而获得高辛烷值和安定性好的汽油组分的工艺。定性好的汽油组分的工艺。 催化重整的汽油组分辛烷值高达催化重整的汽油组分辛烷值高达85 85 以上以上, ,抗氧化安定性好。抗氧化安定性好。 六、烷基化法六、烷基化法在催化剂作用下在催化剂作用下, ,烷烃与烯烃的化学加成反烷烃与烯烃的化学加成反应叫做烷基化。烷基化的主要原料是催化裂应叫做烷基化。烷基化的主要原料是催化裂化气体中的异丁烷和丁烯化气体中的异丁烷和丁烯, ,其他如丙烯和戊其他如丙烯和戊烯也可作为原料烯也可作为原料, ,催化剂是浓硫酸或氢氟酸催化剂是浓硫酸或氢氟酸, ,我国目前采用的是浓硫酸。我国目前采用的是

11、浓硫酸。烷基化主要产物是工业异辛烷烷基化主要产物是工业异辛烷( (轻烷基化油轻烷基化油),),具有高的抗爆性具有高的抗爆性, ,可作为汽油的组分使用可作为汽油的组分使用, ,国国外高级汽油中外高级汽油中, ,烷基化汽油加入量达烷基化汽油加入量达28%28%。重烷基化油可作为轻柴油组分使用。重烷基化油可作为轻柴油组分使用。 七、延迟焦化法七、延迟焦化法 延迟焦化是使减压渣油等原料油快速通延迟焦化是使减压渣油等原料油快速通过高油炉管过高油炉管, ,一方面使大分子的烃类裂化一方面使大分子的烃类裂化反应分解成为小分子烃类反应分解成为小分子烃类, ,直至成为气体直至成为气体, ,另一方面缩合成为焦炭另一

12、方面缩合成为焦炭, ,防止了原料在炉防止了原料在炉管内生焦管内生焦, ,其产品主要是轻质燃料、裂化其产品主要是轻质燃料、裂化原料油和焦炭等原料油和焦炭等, ,焦化石油产品含有大量焦化石油产品含有大量的烯烃的烯烃, ,安定性很差安定性很差, ,必须进行精制。必须进行精制。 八、石油产品的精制八、石油产品的精制1.1.电化学精制电化学精制2.2.加氢精制加氢精制3.3.溶剂精制溶剂精制4.4.白土补充精制白土补充精制5.5.脱蜡脱蜡 小结小结1.1.石油的化学成分比较复杂石油的化学成分比较复杂, ,它既不是由单它既不是由单质组成质组成, ,也不是由单一的化合物组成也不是由单一的化合物组成, ,而是而是由多种化合物组成的混合物。由多种化合物组成的混合物。2