第一编 石油和石油化工产品

非金属资料商品学陈红丽2021年9月第一编石油和石油化工产品&一、石油的组成二、石油炼制和石油化工三、石油和石油化产品的分类四、石油产品的性质五、石油和石油化工产品的包装与储运管理一、石油的组成&石油的化学组成很复杂，而且随产地不同而异，普通所含的主要化学元素是碳和氢，碳和氢的含量约占总量的95~99%，此外还含有1~5%的氧、硫、氮等元素。上述元素主要是以烃类化合物、烃类衍生物及其它化合物的方式存在。烃类化合物——主要是指烷烃、环烷烃、烯烃、芳烃烃类衍生物——主要是指石油中含氧、硫、氮等元素的烃类衍生物，如硫化氢和硫醇、有机酸类化合物、有机碱类化合物其他化合物——主要是指分子量较高、构造很复杂的非烃类化合物，如胶质和沥青质物质二、石油炼制和石油化工&石油炼制——通常是指消费燃料油和光滑油两类产品。石油的一次加工——把原油蒸馏为几个不同沸点范围的馏分。一次加工包括常压蒸馏和减压蒸馏。石油经过分馏后，得到的不同沸点范围的蒸馏产物称为馏分。分馏是利用加热和冷凝把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物，得到不同沸点范围的蒸馏产品。石油的二次加工——将一次加工得到的馏分再加工成商品。二次加工有催化裂化、加氢裂化、催化重整、烷基化、加氢精制、电化学精制及光滑油加工等，这些加工方法在于提高轻质油品的收率，提高油质量量，添加油品种类以及提高炼油厂的经济效益。二、石油炼制和石油化工&石油产品精制——为了满足商品运用性能要求，石油产品除需求进展调合、外加添加剂，往往还需求进一步精制，除去杂质，改善性能以满足实践运用要求。精制方法包括：酸碱精制、脱臭、加氢、脱蜡、溶剂精制、白土精制等。酸碱精制——酸精制与碱精制常结合运用，故称酸碱精制。酸精制——是用硫酸处置油品，可除去某些含硫化合物、含氮化合物和胶质；碱精制——是用烧碱水溶液处置油品，如汽油、柴油、光滑油等，可除去含氧化合物和硫化物，并可除去酸精制时残留的硫酸。二、石油炼制和石油化工&石油产品精制——脱臭——是针对含硫高的原油制成的汽油、煤油、柴油等，因含硫醇而产生的恶臭，且硫醇含量高时会引起油品生成胶质，不易保管。普通采用催化剂条件下，先用碱液处置，再用空气氧化工艺。加氢——是在催化剂存在下，于300~425℃，1.5兆帕压力下加氢，可除去含硫、氮、氧的化合物和金属杂质，改良油品的储存性能和腐蚀性、熄灭性，可用于各种油品。二、石油炼制和石油化工&石油产品精制——脱蜡——主要用于精制航空煤油、航空柴油等，脱蜡对航空用油非常重要。假设航空油品中含蜡，在低温下构成蜡的结晶，影响流动性能，并易于堵塞管道。脱蜡可用分子筛吸附。溶剂精制——光滑油的精制常采用溶剂精制脱除不理想成分，以改善组成和颜色，有时需求脱蜡。白土精制——普通放在精制工序的最后，用白土〔主要由二氧化硅和三氧化二铝组成〕吸附有害的物质。二、石油炼制和石油化工&石油化工——用石油产品和石油气作原料来消费化工产品的工业简称石油化工。石油裂解即深度裂化，是在高温条件下，把长链分子的烃断裂为各种短链的气态烃和液态烃，含直链烷烃的石油分馏产品，获得短链不饱和烃。裂解气——石油裂解生成的裂解气是一种复杂的混合气体，它除了主要含有乙烯、丙烯、丁二烯等不饱和烃之外，还含有甲烷、乙烷、氢气、硫化氢等。裂解气里烯烃的含量比较高，因此常把乙烯的产量作为衡量石油化工开展程度的标志。裂解产物分别——得到多种原料，这些原料在合成纤维工业、塑料工业、橡胶工业等方面得到广泛的运用。三、石油和石油化工产品的分类&石油产品分类——石油产品——是指石油加工或以石油炼制为基干工业所消费的各种产品。根据国家规范GB/T498-1987<石油产品及光滑剂的总分类>，石油产品分为六大类。F类——燃料〔FUEL〕S类——溶剂和化工原料〔SOLVENT〕L类——光滑剂和有关产品〔LUBRICATION〕W类——蜡〔WAX〕B类——沥青〔BITUMEN〕C类——焦〔COKE〕三、石油和石油化工产品的分类&石油产品分类——燃料分组——根据国家规范GB/T12692.1-1990<石油产品燃料〔F类〕分类第1部分总那么>的规定，石油燃料根据燃料类型分为四组。G组——气体燃料，主要由甲烷或乙烷或它们混合组成L组——液化气燃料，主要由丙烷–丙烯，或者丁烷–丁烯，或者丙烷–丙烯和丁烷–丁烯混合组成D组——馏分燃料，包括汽油、煤油、柴油，重质馏分油可含少量蒸馏残油R组——残渣燃料，主要由蒸馏残油组成三、石油和石油化工产品的分类&石油产品分类——光滑剂和有关产品分组——光滑剂和有关产品是指各种用途的光滑油和光滑脂，根据国家规范GB/T7631.1-1987<光滑剂和有关产品〔L类〕的分类第1部分：总分组>的规定，光滑剂和有关产品按运用场所分为19组。本课程主要引见其中的两组，即E组——内燃机油X组——光滑脂三、石油和石油化工产品的分类&石油化工产品分类——石油化工产品的种类繁多，性质复杂，还没有制定一致的分类规范。目前，市场上消费销售的石油化工产品主要包括：有机化工原料，合成树脂与塑料，合成橡胶，合成纤维，化肥，农药，精细化学产品等。近期，石油和化工行业曾经正式启动国家强迫性规范全国产品与效力一致代码的注册登记任务，石化产品将实施全国一致代码标识。建立产品信息公开制度，是世界很多国家建立国家信誉体系、营造诚信环境的通行做法，而实行全国一致的产品编码规范，那么是建立产品信息公开制度的先决条件。四、石油产品的性质&石油产品的理化性质——密度和相对密度，粘度，闪点、燃点和自燃点，残炭石油产品的蒸发性质——馏程，饱和蒸气压石油产品的低温流动性质——浊点，凝点，倾点石油产品的熄灭性能——辛烷值，十六烷值石油产品的腐蚀性能——铜片、银片腐蚀实验，酸度石油产品的安定性——实践胶质，诱导期石油产品的电性能——石油产品中的杂质——水分，灰分，机械杂质石油产品的理化性质&密度和相对密度——某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度，符号ρ。单位为千克/米3或克/厘米3。国家规范规定20℃时石油及液体石油产品的密度为规范密度〔ρ20〕，其他温度下测得的密度为表观密度〔ρt〕。根据GB/T1885-1998<石油计量表>，由测得的表观密度换算成规范密度。液体油品的相对密度是其密度与规定温度下水的密度之比，通常以d表示。我国及东欧各国习惯用20℃时的油品密度与4℃时纯水密度的比值d420表示油品的相对密度。石油产品的理化性质&粘度——运动粘度——某流体的动力粘度与该流体在同一温度和压力下的密度之比，υ=μ/ρ。液体石油产品的运动粘度按GB/T265-1988<石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法>，用毛细管粘度计法进展。恩氏粘度——试样在规定温度下，从恩氏粘度计中流出200mL所需求的时间与该粘度计水值之比，用符号Et表示。石油产品的恩氏粘度按GB/T266-1988<石油产品恩氏粘度测定法>规范方法进展测定。赛氏粘度——试样在规定温度下，从赛氏粘度计中流出60mL所需求的时间。石油产品的理化性质&闪点、燃点和自燃点——闪点——在稳定的空气环境中，可燃性液体或固体外表产生的蒸气在实验火焰作用下被闪燃时的最低温度。闪点的测定方法有开口杯法〔GB/T267-1988<石油产品闪点与燃点测定法>〕和闭口杯法〔GB/T261-2021<石油产品闪点测定法>〕。油品的危险等级是根据闪点来划分的。闪点在45℃以下的叫易燃品；45℃以上的为可燃品。在储存运用中制止将油品加热到它的闪点，加热的最高温度，普通应低于闪点20~30℃。石油产品的理化性质&闪点、燃点和自燃点——燃点——当油面上油气与空气的混合物浓度增大时，遇到明火可构成延续熄灭〔继续时间不小于5秒〕的最低温度。燃点高于闪点。从防火角度思索，希望油品的闪点、燃点高一些，两者的差值大一些；而从熄灭角度思索，那么希望闪点、燃点低一些，两者的差值也尽量小一些。自燃点——假设把油品加热到很高的温度，然后使之与空气接触，油品因猛烈氧化而产生火焰自行熄灭，能发生自燃的最低油温。石油产品的理化性质&残炭——油料在隔绝空气的情况下加热时会蒸发、裂解和缩合，生成一种具有光泽鳞片的焦碳状残留物，常用残留物占油品的质量分数表示。残炭是评价油品在高温条件下生成焦碳倾向的目的。我国石油产品均采用康氏法残炭，由于测定康氏法残炭需求熟练的操作技艺才干得到符合精细度要求的结果，因此日常消费控制多采用容易掌握的电炉法残炭，只需在产品出厂和仲裁检验时才采用康氏法残炭。兰氏法为国际规范，目前我国正逐渐向国际规范接近。康氏法残炭按GB/T268-1987<石油产品残炭测定法>规范方法进展测定。石油产品的蒸发性质&馏程——油品的蒸气压随汽化率不同而变化，所以在外压一定时，油品的沸点随汽化率添加而不断升高，因此油品的沸点那么以某一温度范围来表示，这一温度范围称为馏程。轻质石油产品〔如汽油、喷气燃料、溶剂油、煤油、柴油〕的馏分组成按GB/T255-1977<石油产品馏程测定法>〔恩氏蒸馏〕和GB/T6536-1997<石油产品蒸馏测定法>规范方法进展测定。饱和蒸气压——简称蒸气压，是指在一定温度下与液体或固体相互平衡的蒸气所具有的压力。石油产品的蒸气压按GB/T8017-1987<石油产品蒸气压测定法〔雷德法〕>规范方法进展测定。石油产品的低温流动性质&浊点——轻质油品在规定条件下冷却，开场呈现浑浊时的最高温度。轻质石油产品的浊点按GB/T6986-1986<石油浊点测定法>规范方法进展测定。凝点——石油产品在规定条件下冷却，开场凝固而失去流动性的最高温度。石油产品的凝点按GB/T510-1983<石油产品凝点测定法>规范方法进展测定。倾点——石油产品在规定条件下冷却，开场停顿流动但还能倾注的最低温度。石油产品的倾点按GB/T3535-2006<石油产品倾点测定法>规范方法进展测定。石油产品的熄灭性能&辛烷值——抗爆性是衡量汽油熄灭性能的重要目的。汽油的抗爆性用辛烷值表示。汽油的辛烷值越高，其抗爆性越好。在规范实验条件下，将试油和规范燃料在爆震实验机上进展比较，假设试油与某规范燃料的爆震强度相当，那么该规范燃料的辛烷值即为试油的辛烷值。规范燃料：人为地规定抗爆性优良的“异辛烷〞的辛烷值为100，抗爆性较差的“正庚烷〞的辛烷值为0，将异辛烷和正庚烷按不同的体积比混合，规定混合燃料中所含异辛烷的体积分数为辛烷值，这样就可以得到辛烷值为0~100的各种规范燃料。石油产品的熄灭性能&辛烷值——根据测试方法的差别，辛烷值又分为马达法辛烷值〔MON〕和研讨法辛烷值〔RON〕。马达法辛烷值按GB/T503-1995<汽油辛烷值测定法>规范方法进展测定；研讨法辛烷值按GB/T5487-1995<汽油辛烷值测定法>规范方法进展测定。抗爆指数〔ONI〕——是马达法辛烷值与研讨法辛烷值的平均值，抗爆指数=(RON+MON)/2，用来表示汽车在道路上行驶时汽油的抗爆性。石油产品的熄灭性能&十六烷值——柴油的抗爆性主要是由燃料自燃点决议的，柴油的抗爆性用十六烷值表示。将试油和规范燃料在规定的同一条件下于同一十六烷值测定机上进展比较，假设试油与某规范燃料的爆震强度相当，那么该规范燃料的十六烷值即为试油的十六烷值。规范燃料：人为地规定抗爆性较高的“正十六烷〞的十六烷值为100，抗爆性很差的“α–甲基萘〞的十六烷值为0，将正十六烷和α–甲基萘按不同的体积比混合，规定混合燃料中所含正十六烷的体积分数为十六烷值，这样就可以得到十六烷值为0~100的各种规范燃料。石油产品的熄灭性能&十六烷值——我国国家规范GB/T386-1991<柴油着火性质测定法〔十六烷值法〕>规定采用“同期闪火法〞测定柴油的十六烷值。柴油十六烷值的高低是衡量其在发动机中熄灭性能好坏的质量目的，研讨阐明：转速高于1000r/min的高速柴油机，运用十六烷值在40~50的柴油为宜；转速低于1000r/min的中、低速柴油机，可以运用十六烷值为30~40的柴油。石油产品的熄灭性能&喷气燃料的熄灭性能——热值——分为质量热值和体积热值。质量热值——是指单位质量的燃料完全熄灭时所放出的热量，其单位为kJ/kg。体积热值——是指单位体积的燃料完全熄灭时所放出的热量，其单位为kJ/m3。热值——又分为高位热值〔总热值〕和低位热值〔净热值〕。高位热值——是指燃料完全熄灭时，其熄灭产物中的水蒸气凝结为水后的反响热，其单位为kJ/kg。石油产品的熄灭性能&喷气燃料的熄灭性能——热值——低位热值——是指燃料完全熄灭时，其熄灭产物中的水蒸气坚持气态的反响热，其单位为kJ/kg。低位热值等于高位热值减去水蒸气的凝结热。由于喷气式发动机尾气的温度较高，普通情况下燃料熄灭后生成的水蒸气直接随尾气排出，水蒸气的凝结热根本不能够被利用，所以实践上采用的是低位热值。因此，在航煤规格中规定采用净热值。石油产品的熄灭性能&喷气燃料的熄灭性能——热值——不含水的石油产品〔汽油、喷气燃料、柴油和重油等〕的总热值及净热值的测定，采用GB/T384-1981<石油产品热值测定法>规范，以氧弹式量热计方法进展。在氧弹式量热计中测定的是总热值。净热值的测定程序繁琐、耗时，而且对周围环境要求严厉，普通情况可按GB/T2429-1988<航空燃料净热值计算法>规范规定的阅历公式计算净热值。但对于特殊情况〔如仲裁检验〕，需求直接测定净热值。石油产品的熄灭性能&喷气燃料的熄灭性能——烟点——又称为无烟火焰高度，是指油料在一个规范灯具内于规定的条件下作点灯实验能够到达的无烟火焰的最大高度，单位为mm。烟点是衡量喷气燃料熄灭能否完全和生成积炭倾向的重要目的之一，同时也是控制燃料中有适当的化学组成以保证燃料正常熄灭的主要质量目的。燃料的烟点越低，生成的积炭量越多，当烟点高度超越25mm~30mm，其积炭生成量会降到很小。喷气燃料烟点按GB/T382-1983<煤油烟点测定法>规范方法进展测定。石油产品的熄灭性能&喷气燃料的熄灭性能——辉光值——主要是衡量燃料生成积炭的倾向，同时也是反映燃料辐射强度的目的。辉光值越高，表示燃料熄灭时火焰的辐射强度越低，熄灭生成积炭的倾向越小。喷气燃料辉光值按GB/T11128-1989<喷气燃料辉光值测定法>规范方法进展测定。石油产品的腐蚀性能&铜片腐蚀实验——按GB/T5096-1985<石油产品铜片腐蚀实验法>规范方法进展。将一块规定外形、尺寸及纯度的铜片磨光、洗净、晾干，侵入一定量的试油中，在规定的温度和实验条件下坚持一定的时间，然后取出铜片洗涤，与腐蚀规范色板进展比较以断定腐蚀级别。腐蚀规范分四级——油品腐蚀级别普通要求不大于1级。轻度变色为1级中度变色为2级深度变色为3级腐蚀为4级石油产品的腐蚀性能&银片腐蚀实验——按SH/T0023-1990<喷气燃料银片腐蚀实验法>规范方法进展。将磨光的银片用尼龙丝悬挂于装有250mL试油的锥形烧瓶中，放在50℃±1℃的水浴中4h。实验终了，取出银片，经异辛烷洗涤后，根据金属的光泽、外表的颜色变化情况分成五级，以判别试油对银片的腐蚀程度。银片腐蚀实验结果判别如下：石油产品的腐蚀性能&银片腐蚀实验——0级：不变色——除了有部分稍失去光泽外，与新磨光的试片一样1级：细微变色——淡褐色或雪白色褐色2级：中度变色——孔雀屏色，如蓝色或紫红色或深的中度麦黄色或褐色3级：细微发黑——外表上有黑斑或呈均匀的黑色沉淀物薄膜4级：发黑——严重均匀变黑，或有剥落景象石油产品的腐蚀性能&酸度——是油品中有机酸物质的中和值。汽油、煤油、柴油酸度按GB/T258-1977<汽油、煤油、柴油酸度测定法>规范方法进展测定。用沸腾的乙醇抽出试油中的有机酸，然后用氢氧化钾乙醇溶液进展滴定，中和100mL石油产品中的酸性物质所需的氢氧化钾毫克数称为酸度，其单位是mgKOH/100mL。石油产品酸值按GB/T264-1983<石油产品酸值测定法>规范方法进展测定。石油产品和光滑剂酸值按GB/T7304-2000<石油产品和光滑剂酸值测定法>规范方法进展测定。石油产品的腐蚀性能&水溶性酸或碱的测定——按GB/T259-1988<石油产品水溶性酸及碱测定法>规范方法进展测定。石油产品中的水溶性酸或碱是指油品在加工、储存、运输过程中进入的。水溶性酸包括有机酸和无机酸水溶性碱如氢氧化钠和碳酸钠等由于油品中存在水溶性酸或碱，在消费、运输或储存时会腐蚀与其接触的金属设备及部件，同时使油品蜕变，所以油品中即使有微量的水溶性酸或碱，均应断定为不合格品，不得出厂。石油产品的安定性&油品在运输、储存或运用过程中坚持其质量不变的性能，称为油品的安定性。汽油的安定性——汽油在储存和运用过程中，出现颜色变深、生成粘稠状沉淀物的景象，加铅汽油中能够出现白色沉淀景象。汽油的安定性用实践胶质和诱导期两项目的评定。实践胶质——汽油在储存和运用过程中构成的粘稠的、不挥发的胶状物质简称胶质。实践胶质按GB/T509-1988<发动机燃料实践胶质测定法>规范方法进展测定。石油产品的安定性&汽油的安定性——实践胶质——将25mL试油在规定仪器、150℃±3℃温度和一定量空气流的条件下蒸发，再把不能蒸发的胶质称重，以100mL试油中所含实践胶质的毫克数表示，单位为mg/100mL。目前，实践胶质已推行为评定各种液体燃料安定性的质量目的之一。石油产品的安定性&汽油的安定性——诱导期——表示车用汽油在储存时氧化并生成胶质的倾向。诱导期按GB/T256-1964<汽油诱导期测定法>规范方法进展测定。将100mL试油放入氧弹内，同时充入氧气，使氧弹压力到达686.5kPa±4.9kPa，把氧弹置于100℃的热浴中，丈量从试油与氧气接触到氧弹压力下降到一定程度所经过的时间，单位为min。诱导期是在加速氧化条件下评定汽油氧化安定性的目的之一，普通诱导期越长，表示汽油的抗氧化安定性越好。石油产品的安定性&柴油的安定性——柴油的安定性用实践胶质、10%蒸余物残炭和储存安定性测得的沉渣数量及颜色变化等目的评定。国产柴油用实践胶质作为储存安定性的目的——柴油储存安定性按SH/T0184-2000<柴油储存安定性测定法〔冰乙酸–甲醛法〕>规范方法进展测定。在恒重的带塞的试管内装入5mL试油、1mL甲醛水溶液和5mL冰乙酸，经充分振荡和离心分别后，静置分层，弃去试管内上层的油相，用石油醚多次洗涤下层的剩余物，然后将试管置于140℃±2℃温的烘箱中枯燥、恒重，最后计算剩余物的生成量，用质量分数表示。石油产品的安定性&喷气燃料的安定性——储存安定性——用实践胶质、碘值等目的评定。通常喷气燃料都是直馏产品或加氢产品，储存安定性较好。碘值——在规定的实验条件下，100g试油所吸收碘的克数称为碘值，单位为gI/100g。油品中的不饱和烃愈多，碘值愈高，油品的安定性愈差。碘值按SH/T0234-1992<轻质石油产品碘值和不饱和烃含量测定法〔碘-乙醇法〕>规范方法进展测定。热氧化安定性〔包括热安定性〕——是指燃料在发动机燃油系统中受温度和油品中溶解的氧的作用，抗残渣生成的才干。石油产品的安定性&光滑油的安定性——安定性是评定光滑油质量的重要目的之一，普通光滑油的运用期限常取决于它的安定性。光滑油在运用和储存过程中，在光照、受热和空气氧的作用下氧化蜕变生成酸类、胶质和沉渣，使光滑油颜色变深、粘度增大。酸性物质会腐蚀金属机件，胶质和沉渣会使光滑油系统的过滤器及导油管堵塞，引起汽缸内活塞环粘结，以致呵斥不良后果。光滑油的氧化安定性按SH/T0196-1992<光滑油抗氧化安定性测定法>规范方法进展测定。光滑油的热氧化安定性按SH/T0259-1992<光滑油抗热氧化安定性