3 第三章 油品知识
第三章油品知识
第一节石油的组成
石油是埋藏在地下的天然矿物质，未经加工的石油称为原油。
原油是埋藏在地下的天然矿产品，它是古代动、植物的遗体，由于地壳运动压在地层深处，在缺氧、高压、高温的条件下，经历了数百万年的物理和化学变化逐渐形成的。在常温下，原油大都是流动或半流动液体，外观因产地不同而有很大差别，一般为暗色，有暗绿、赤褐、深黑色等之分，并有特殊的气味。
原油经炼制加工的轻油、重油和润滑油、润滑脂称为成品油。
一、石油的元素组成
石油是一种非常复杂的混合物，它的主要成份是碳和氢。
石油主要由碳、氢、氧、氮、硫5种元素组成。在5种主要元素中，碳占83～87%；氢占11～14%；而硫、氮、氧合计占1～4%。
氢/碳原子比（H/C）是研究石油的化学组成与结构，评价石油加工的重要参数。烷烃的H/C比最大，环烷烃的H/C比次之，芳香烃的H/C比最低。同一族烃类中，随相对分子质量增大，H/C 比下降。在原油加工转化为产物的过程中，总的碳含量和氢含量是维持不变的。
除上述5种元素外，石油还含有其它微量元素。含量较多的金属元素为镍、钒、铁、铜等。
二、石油的烃类组成
烃是指由碳和氢两种元素构成的化合物，石油的主要成分是烃类。石油中主要含有烷烃、环烷烃、芳香烃、不饱和烃等。不同类烃影响着各种石油产品的性质。
1．烷烃
烷烃是饱和烃，分为正构体和异构体两类。以直链相连接的烷烃为正构烷烃，带有支链的烷烃为异构烷烃。在石油中，烷烃的含量比较高，它分别以气、液、固三态存在于石油中。
在常温下，从甲烷到丁烷是气态，它是天然气和炼厂气体的主要成分。
液态烷烃是石油产品中汽油、煤油、柴油、润滑油的组成部分。在汽油中含有C5～C11的烷烃；煤油、柴油中含有C11～C20的烷烃；润滑油中含有C20～C36左右的烷烃。
固态烷烃多以溶解状态存在于石油中，当温度降低时，就会有结晶析出，工业上称这种固体烃类为蜡。
烷烃在常温下其化学安定性比较好，但在一定的高温条件下，烷烃容易分解并生成醇、醛、酮、醚等一系列氧化物。烷烃的密度最小，粘温性能最好，是燃料和润滑油的良好成分。
2．环烷烃
环烷烃是环状结构的饱和烃，分为单环烷烃和多环烷烃两类。环烷烃的化学稳定性良好，密度较大，自燃点较高，辛烷值（本章下面介绍）居中。它的燃烧性较好，凝点低，润滑性好，是汽油、煤油和润滑油的良好成分。通常，汽油中的环烷烃主要是单环环烷烃，煤油、柴油中除含有单环环烷烃以外，还有双环及三环环烷烃。
3．芳香烃
芳香烃是具有苯核结构的烃类。它的化学稳定性良好，密度最大，自燃点最高，辛烷值也最高。它是汽油的良好成分，而对柴油则是不良成分。另外，芳香烃对有机物的溶解力强，毒性也较大，因此在溶剂油中需有适量芳香烃，既保证其有良好的溶解能力，又不能使其毒性过大。
4．不饱和烃
不饱和烃主要指的是烯烃，它是具有双链结构的烃类。石油中一般不含这类烃，它主要是在二次加工过程中产生的。它的化学稳定性最差，易氧化形成胶质，但其辛烷值较高，凝点较低。常利用不饱和烃的这两个特性，将其加入到汽油和柴油中，以提高汽油的辛烷值和柴油的凝点。
三、石油中的非烃化合物
石油中的非烃化合物主要是含硫、氧、氮的化合物及胶质、沥青质。
1．含硫化合物
在原油中都含有一定的硫，但不同的原油含硫量相差很大。硫对原油加工工艺影响大，对产品质量的影响也是多方面的，所以含硫量常作为评价石油的一项重要指标。
2．含氧化合物
石油中的含氧量一般都很少。石油中的氧大部分集中于胶质和沥青质中。
石油中的含氧化合物可分为酸性氧化物和中性氧化物两类。酸性氧化物中有环烷酸、脂肪酸以及石油酚类，总称石油酸。中性氧化物有醛、酮、醚、脂、呋喃类化合物等，在石油中含量较少。
3．含氮化合物
石油中的含氮量很少，一般在万分之几到千分之几。我国大多数原油含氮量均低于0.54%。
石油中的氮大部分以胶质、沥青质存在于渣油中。
氮化合物在石油中含量虽少，但对石油加工及石油产品都有一定影响。
4．胶质、沥青质
胶质、沥青质是由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成的复杂化合物。原油中90%以上的氧、80%以上的氮、50%以上的硫都集中在胶质、沥青质中。
胶质是一种深黄色至棕色的粘稠物质，它对石油产品性质有不良影响。油品的颜色主要是由胶质含量决定的。
我国原油沥青质含量不高，低于胶质含量。沥青质是石油中分子量最大的物质，它是深褐色或黑色的非晶态固体，不挥发，可溶于石油醚和苯。沥青质全部集中于渣油中。在用渣油制取高粘度润滑油时，将其从渣油中脱出，再经过氧化制成道路、建筑和电器绝缘使用的沥青。
第二节石油产品主要指标及其意义
一、石油产品分类
我国现行GB 498标准将石油产品分为6大类，这6类石油产品又根据其特点和相应国家标准分为若干组，具体分类见表3-1。
GB/T 12692标准规定石油燃料根据其燃料类型分为4组，见表3-2。
石油成品油分为汽油、煤油、柴油、润滑油、润滑脂5大类。
二、汽油主要指标及意义