煤液化技术第四讲

第四讲石油及石油性质石油的形成和分类1石油的化学成分2石油的馏分组成3石油的物理性质4主要知识点：单位：鄂尔多斯职业学院主讲人：周铁桥石油的形成和分类11.1石油概述石油，也称原油，是从地下开采的一种天然的黄色、褐色或黑色的流动或半流动的黏稠的可燃液体烃类混合物。

目前开采的石油88%被用作燃料，其它的12%作为化工业的原料。

颜色：由所含的胶质和沥青的比例不同而引起；黏稠度：由石蜡含量的高低决定。石油的形成和分类11.2石油的特点(1)燃烧充分，热值高。石油是热值最高的燃料之一，容易引燃，且燃烧后基本无灰烬产生。几种主要燃料的热值石油的形成和分类11.2石油的特点(1)燃烧充分，热值高。石油是热值最高的燃料之一，容易引燃，且燃烧后基本无灰烬产生。(2)密度小，具有流动性。石油的密度约相当于煤的50%-60%；石油的流动性有利于运输和输送，并且有利于机械对石油的利用。(3)开采容易，成本低廉。石油地下承压；成本约为煤的1/3。(4)用途广泛。（工业的血液）

◎动力燃烧用

◎航天军事用

◎日常生活用石油的形成和分类11.3石油的形成(生物成油理论)●大量史前海洋动物和藻类死亡，尸体和泥沙混合形成厚厚的沉积层；●在高温高压条件的长期作用下，形成油页岩；●油页岩退化成液态和气态的碳氢化合物，并渗透到附近多孔的岩层中。视频资料石油的形成和分类11.4石油的分类石油组成复杂，通常的分类方法：（1）按密度：轻质石油（相对密度<0.83）中质石油(相对密度0.83~0.89)重质石油（相对密度>0.89）特重质石油（相对密度>1.076）石油的形成和分类11.4石油的分类石油组成复杂，通常的分类方法：（2）按硫含量：低硫石油：硫含量小于0.5％为含硫石油：硫含量0.5～2.0％高硫石油：硫含量大于2.0％为（3）按蜡含量：低蜡石油：蜡含量0.5～2.5％含蜡石油：蜡含量2.5～10％高蜡石油：蜡含量大于10％石油的化学成分22.1石油的元素组成(1)主要元素：C（85~90%）和H（10％~14％），C、H占绝对优势，总量达到95%~99%，主要以烃类形式存在，是石油的主体；(2)少量元素：

S(0.2~0.7％)，O(0~1.5％)、N(0.1％~2％)；以化合物、胶质和沥青质等非烃类物质形态存在；石油的化学成分22.1石油的元素组成(1)主要元素：C（85~90%）和H（10％~14％），C、H占绝对优势，总量达到95%~99%，主要以烃类形式存在，是石油的主体；(2)少量元素：

S(0.2~0.7％)，O(0~1.5％)、N(0.1％~2％)；以化合物、胶质和沥青质等非烃类物质形态存在；(3)微量元素：Na、Pb、Te、Ni、V等元素，浓度约为100mg/L。<33种>石油的化学成分22.2石油的烃类组成(1)烷烃：即脂肪烃，通式CnH2n+2，是饱和烃。烷烃的密度均小于1g/cm3，皆难溶于水。常温，常压下：□1~4个C的烷烃为气态；□

5~16个C的烷烃为液态；□

17个及以上C的烷烃为固态(一般称为蜡)；石油的化学成分22.2石油的烃类组成(2)环烷烃：双环通式CnH2n，是饱和烃，性质和烷烃相似。环上的碳原子数可以是大于3的任何数，但是由于三、四及七以上的环都不稳定，所以石油中常见的只有环戊烷和环己烷。石油的化学成分22.2石油的烃类组成(3)芳香烃：通式CnH2n-6，是不饱和烃。●单环：石油的化学成分22.2石油的烃类组成(3)芳香烃：通式CnH2n-6，是不饱和烃。●多环：联苯三苯甲烷石油的化学成分22.2石油的烃类组成(3)芳香烃：通式CnH2n-6，是不饱和烃。●稠环：石油的化学成分22.2石油的烃类组成石油的化学成分22.3石油的非烃类组成(1)含硫化合物：近100种。S在石油中大部分以有机S化物形式存在，极小部分以元素S存在。

S在石油中的分布一般是随着石油馏分沸点范围的升高而增加，大部分S均集中在残油中。

石油的化学成分22.3石油的非烃类组成含硫化合物对石油加工及产品质量的影响是多方面的，总的有以下几方面：◎严重腐蚀设备；◎在加工过程中产生H2S及低分子硫醇等有毒气体污染空气；◎汽油中含有硫化物，会降低汽油的安定性；◎在气体和各种石油馏分的催化加工中，会造成催化剂中毒。石油的化学成分22.3石油的非烃类组成(2)含氮化合物：有30多种。石油的含氮量一般随馏分沸点升高而增加，因此，氮化物大部分以胶质、沥青质形式存在于渣油中。□胶质是一种粘稠的液体或半固体状态的物质，其颜色为黄色至暗褐色，油品的颜色主要是由于胶质的存在而引起的。□沥青质是一种黑色的、无定形脆性的固体，相对密度大于1。胶质、沥青质在石油中含量相当可观，约10%~50%。石油的化学成分22.3石油的非烃类组成(3)含氧化合物：石油中的含氧化合物很少，大约在千分之几的范围内，石油中的O大部分集中在胶质、沥青质中。石油中的含氧化合物可分为酸性含氧化合物和中性含氧化合物两类。酸性含氧化合物都具有强烈的腐蚀性，能腐蚀设备；中性含氧化合物也会进一步氧化，最后生成胶质，会影响油品的使用性能。石油的馏分组成33.1石油的馏分组成石油蒸馏过程示意图3.1石油的馏分组成馏分名称沸点碳原子数化合物轻馏分石油气<35℃1~4烷烃、环烷烃汽油35~190℃5~12中馏分煤油190~260℃12~14烷烃、环烷烃为主，含有芳烃和含S、N、O化合物。柴油260~320℃14~18重瓦斯油320~360℃重馏分润滑油360~530℃19~25高碳数大分子量环烷烃、芳烃和含S、N、O化合物。石油的馏分组成33.1石油的馏分组成(1)石油气：（又称炼厂气）是石油在炼制过程中剩下的一种石油尾气，采取加压的措施，使其变成液体，装在受压容器内，又称液化石油气，LPG。

石油的馏分组成3液化石油气是由碳氢化合物所组成，主要成分为丙烷、丁烷，丙烯和丁烯等。丙烷和丁烷超过60%。3.1石油的馏分组成(2)汽油：主要成分为C4～C12脂肪烃和环烃类，并含少量芳香烃和硫化物。■原油蒸馏、催化裂化、热裂化、加氢裂化、催化重整等过程都产生汽油组分。■直馏汽油不单独作为发动机燃料，而是将其精制、调配，有时还加入添加剂（如抗爆剂四乙基铅）以制得商品汽油。

石油的馏分组成33.1石油的馏分组成●汽油的抗爆性：指汽油在各种使用条件下抗爆震燃烧的能力。车用汽油的抗爆性用辛烷值表示。辛烷值高，抗爆性好。石油的馏分组成33.1石油的馏分组成●辛烷值：异辛烷的抗爆性较好，辛烷值定为100；正庚烷的抗爆性差，定为0。

汽油辛烷值的测定是以异辛烷和正庚烷为标准燃料，使其产生的爆震强度与试样相同，标准燃料中异辛烷所占的体积百分数就是试样的辛烷值。石油的馏分组成33.1石油的馏分组成●汽油的等级：是按辛烷值划分的。高辛烷值汽油可以满足高压缩比汽油机的需要。汽油机压缩比高，则热效率高，可以节省燃料。提高汽油辛烷值主要靠增加高辛烷值汽油组分，但也通过添加四乙基铅等抗爆剂实现。

石油的馏分组成33.1石油的馏分组成●汽油的标号：93#，97#。所谓的97号汽油，就是97%的异辛烷，3%的正庚烷。

汽油标号的高低只是表示汽油辛烷值的大小，应根据发动机压缩比的不同来选择不同标号的汽油。□压缩比在8.5－9.5之间的中档轿车一般使用93#汽油；□压缩比大于9.5的轿车应使用97#汽油。

石油的馏分组成33.1石油的馏分组成(3)柴油：是石油提炼后的一种油质的产物，由不同的碳氢化合物混合组成；主要成分是含10到22个碳原子的链烷、环烷或芳烃。轻柴油（沸点范围约180～370℃）重柴油（沸点范围约350～410℃）石油的馏分组成33.1石油的馏分组成●着火性：高速柴油机要求柴油喷入燃烧室后迅速与空气形成均匀的混合气，并压缩燃烧，因此要求燃料易于自燃。一般以十六烷值作为评价柴油自燃性的指标。石油的馏分组成33.1石油的馏分组成●十六烷值：十六烷值是指与柴油自燃性相当的标准燃料中所含正十六烷的体积百分数。标准燃料是用正十六烷与2-甲基萘按不同体积百分数配成的混合物。在标准条件下，将着火性质与已知十六烷值的标准燃料的着火性质相比较而测定。十六烷值高的柴油容易起动，燃烧均匀，输出功率大；十六烷值低，则着火慢，工作不稳定，容易发生爆震。石油的馏分组成33.1石油的馏分组成●柴油标号：按凝点分级，轻柴油有10#、0#、-10#、-20#、-35#五个牌号，重柴油有10#、20#、30#三个牌号。石油的馏分组成33.1石油的馏分组成石油的馏分组成33.1石油的馏分组成(4)石脑油：一部分石油轻馏分的泛称，主要为烷烃的C4～C6成份。我国规定馏程自30℃至220℃左右。石脑油在常温、常压下为无色透明或微黄色液体，有特殊气味。石油的馏分组成3石脑油是管式炉裂解制取乙烯，丙烯，催化重整制取苯，甲苯，二甲苯的重要原料。石油的物理性质44.1概述

石油的物理性质，取决于它的化学组成。不同地区、不同层位，甚至同一层位在不同构造部位的石油，其物理性质也可明显差别。石油的物理性质44.2颜色◎多数石油：黑色的；少数石油：淡黄色、无色、黄（深）褐色、黑绿色等。◎芳烃＋非烃含量高，颜色深；反之，颜色浅。即：胶质、沥青质的含量愈高，颜色愈深。石油的物理性质44.3密度◎相对密度：20℃时油品的密度与4℃时水的密度之比。◎同一原油的不同馏分油，随沸点范围升高密度增大；当沸点范围相同时，含芳香烃愈多，密度愈大；含烷烃愈多，密度愈小。石油的物理性质44.4黏度◎一般地，石油馏分愈重、沸点愈高，黏度愈大。温度对油品黏度