第三章 石油及油品的物理性质
化工导论第三章
3.3.2 烃类裂解过程的二次反应 ● 烃类裂解二次反应指乙烯、丙烯继续反应生成炔 烃、二烯烃、芳烃和焦炭的反应。 烯烃的聚合、环化、缩合等反应 2C2H4 → C4H6 + H2 C2H4+ C4H6 → 苯+ H2 烯烃的生碳和生焦反应 C2H4 → C2H2 →方法和裂解炉
裂解方法分类
间接加热 最常用方法， 占99%
管式炉裂解 固定床 固体热载体 蓄热炉 砂子炉
流化床
熔盐炉
烃类裂解法
直接加热
液体热载体 气体热载体
高温蒸气裂解
自供热
部分氧化裂解
烃类热裂解流程图
裂解炉主要工艺设备要求： ① 管材要有较高的耐温性； ② 能迅速给烃类物质提供大量热； ③ 降温快。 3.3.4 裂解产物的急冷操作 ① 高温裂解气迅速降温，避免反应时间过长； ② 裂解产物初步分离； ③ 回收废热。
2、简述环氧乙烷生产的主要步骤和每个步骤的目的， 写出主要反应方程式。
可得到很多极有价值的衍生物。
3.5
石油化工系列产品
聚合
聚乙烯
环氧乙烷
塑料薄膜、成型制品
氧化
乙二醇
二氯乙烷 氯乙烯
涤纶、防冻剂、溶剂
乙烯
加氯
工程塑料、氯纶纤维
丙烯
共聚
乙丙橡胶
电线、电缆
3.5
3.5.1
石油化工系列产品
烯烃系列产品和用途
（2）丙烯 丙烯分子中含有双键和 α- 活泼氢而具有很高 的化学反应活性。在工业生产中，利用丙烯的加 成、氧化反应、羰基化、烷基化以及聚合反应， 可相应地合成一系列有机化工产品。
聚合
聚丙烯
丙纶、胶片、树脂制品
氧化
油品知识培训
（二）馏程
含义：
油品在规定条件下蒸馏所得到从初馏点到终馏点的温度范 围，表示其蒸发特征。该温度范围亦称为沸程。
PS：初馏点：当油品在规定条件下进行馏程测定期间，
第一滴冷凝液从冷凝器末端落下的一瞬间所记录的温度。 终馏点（干点）：馏程最后阶段所记录的最高温度。 馏分：在此温度范围内馏出的部分。 油品的馏分组成：蒸馏温度与馏出量之间的关系。
国内外部分原油直溜馏分和减压渣油含量比较：
表1-1 原油直溜馏分及渣油含量
项目 大庆
相对密度 d
0.8650
汽油馏分
煤柴油馏分
减压馏分
(<200℃) ／％
(200 ～350℃) ／％
（350～
500℃)／ ％
10.90
18.40
25.20
渣油
(>500℃) ／％
44.60
胜利
0.8898
8.7l
19.21
形态：除单环外，还有双环及多环环烷烃，环的连接方 式以并联为主。
分布：馏分沸点升高，相对含量增加； 高沸点馏分中含有双环、多环环烷烃、环烷-芳香
烃； 更重的石油馏分中，因芳烃含量增加，环烷相对含
量减少。
特点：高发热量、凝点低、抗爆性介于正构烃和异构烃 之间有较好的润滑性和粘温性，是汽油、喷气燃料及润 滑油的良好组分。
第一类（主要元素）：碳（C）、氢（H）元素。其中 C含量83%~87%，H含量11%~14%，组成碳氢化 合物-烃，合计95% ~99%。
第二类（常见元素）：硫（S）、氮（N）、氧（O） 元素。硫（0.06% ~ 0.8%）、氮（0.02% ~ 1.7%）、氧（0.08% ~ 1.82%）。含量少，但影响 大。与碳氢组成非烃类化合物。
石油及油品的理化性质简介
料的化学组成，希望是越小越好。
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②
特征参数KH
对于含有大量不饱和烃或胶质、沥青质的馏分 （ VR ），特性因数就不能很好地表征其化学组成 特性。因此石油大学重质油国家重点实验室对原 有的特性因数K进行了修正，提出了一个表征渣油 特征的特征参数KH。
20
在一定条件下，以一种液体的密度与另一种参考物质密度
常用的有d420(我国)，d15.615.6(欧美)
141.5 比重指数( API) 15.6 131.5 d15.6
随着相对密度增大，比重指数的数值下降
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Specific gravity
11
第12届世界石油会议规定对原油的分类：
i 1
n
用途：Teu主要用于求油品的特性因数和运动粘度 4．实分子平均沸点tm
tm
xt
i 1
n
i i
用途：tm主要用于求油品的假临界温度(Tc’)和 偏心因数(ω ) 5．中平均沸点tme
tme (tm tcu ) / 2
用途：tme用于求油品氢含量,K,Pc,燃烧热和平均分子量
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都是采用条件性实验进行测定。（严格规定的仪器、方法和条
件），条件改变，结果也会改变； 石油及油品的各种试验方法有不同的级别，如ISO、GB、SH。
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第一节
蒸汽压、沸程和平均沸点
石油和石油产品的蒸发性能是反映其汽化、蒸发难 易的重要性质，用蒸汽压、沸程来描述。 一、 蒸汽压 定义：是在某一温度下一种物质的液相与其上方的 气相呈平衡状态时的压力，也称饱和蒸气压。蒸气压愈高 的液体愈易于气化。
炼油工艺基础知识
第一章石油及其产品的化学组成和物理性质原油是从地下开采出来的、未经加工的石油。
原油经炼制加工后得到各种燃料油、润滑油、蜡、沥青、石油焦等石油产品。
了解石油及其产品的化学组成和物理性质，对于原油加工、产品使用以及石油的综合利用等有重要意义。
第一节石油的化学组成一、石油的外观性质石油通常是一种流动或半流动状的粘稠液体。
世界各地所产的石油在外观性质上有不同程度的差别。
从颜色看，大部分石油是黑色，也有暗绿或暗褐色，少数显赤褐、浅黄色，甚至无色。
相对密度一般都小于1，绝大多数石油的相对密度在0.80～0.98之间，但也有个别的高达1.02和低到0.71。
我国主要油田的原油相对密度都在0.85以上。
不同石油的流动性差别也很大，有的石油其50℃运动粘度为1.46毫米2/秒，有的却高达20000毫米2/秒。
许多石油都有程度不同的臭味，这是因为含有硫化物的缘故。
石油外观性质的差异反映了其化学组成的不同。
二、石油的元素组成石油主要由碳（C）和氢（H）两种元素组成，其中碳含量为83～87%，氢含量为11～14%，两者合计为95～99%，由碳和氢两种元素组成的碳氢化合物称为烃，在石油炼制过程中它们是加工和利用的主要对象。
此外，石油中还含有硫(S)、氮(N)、氧(O)。
这些非碳氢元素含量一般为1～4%。
但也有个别例外，如国外某原油含硫高达5.5%，某原油含氮量为1.4～2.2%。
虽然石油中非碳氢元素的含量很少，但是它们对石油的性质、石油加工过程以及产品的使用性能有很大的影响。
石油中除含有碳、氢、硫、氮、氧五种元素外，还有微量的金属元素和其它非金属元素，如钒、镍、铁、铜、砷、氯、磷、硅等，它们的含量非常少，常以百万分之几计(ppm)。
以上各种元素并非以单质出现，而是相互以不同形式结合成烃类和非烃类化合物存在于石油中。
所以，石油的组成是极为复杂的。
三、石油的烃类组成石油主要是由各种不同的烃类组成的。
石油中究竟有多少种烃，至今尚无法说明。
石油及油品性质
•
根据馏分组成数据， 根据馏分组成数据，以馏出 温度为纵坐标， 温度为纵坐标，馏出体积百 分数为横坐标作图， 分数为横坐标作图，得到的 曲线称为恩氏蒸馏曲线
• 在工艺计算中常用到恩氏蒸馏曲 线的斜率（ α），其表示方法 线的斜率（tgα），其表示方法 是。 • 斜率（tgα）=(90％馏出温度一 斜率（ α ％ 10％馏出温度)/（90-10） ％馏出温度 （ ） • 馏分越宽，其斜率值也越大。 馏分越宽，其斜率值也越大。
• 第三节 平均沸点
•
馏程在原油的评价和油品规 格上虽然用处很大， 格上虽然用处很大，但在工艺 计算上却不能直接应用， 计算上却不能直接应用，因此 工艺计算上为了要表示某一馏 分油的特征， 分油的特征，需要用平均沸点 的概念。 的概念。它在设计计算及其他 物理性质的求定上用处甚大。 物理性质的求定上用处甚大。
• 石油产品标准测定方法中规定 20℃密度为石油产品的标准密度， 以ρ20表示，以代替原来的标准 相对密度d420，在数值上，ρ20与 d420是相等的，但是它们的物理 意义和单位则不同。
• 二、液体油品密度与温度、压力 液体油品密度与温度、 的关系
• 体积平均沸点主要用来求定 其他难以直接测定的平均沸 点。
二、重量平均沸点 • 重量平均沸点为各组分重量 百分数和相应的馏出温度的 乘积之和。 乘积之和。
三、实分子平均沸点
•
实分子平均沸点为各组分摩 尔分数和相应的沸点乘积之 和。
四、立方平均沸点
•
立方平均沸点为各组分体积 百分数乘以各组分沸点（ ） 百分数乘以各组分沸点（K） 的立方根之和再立方。 的立方根之和再立方。
• 第二节 馏程（沸程） 馏程（沸程）
• 对于纯化合物，在一定外 对于纯化合物， 压下， 压下，当加热到某一温度 时，其饱和蒸气压与外界 压力相等时的温度称为沸 在外压一定时， 点。在外压一定时，沸点 是一个恒定值。 是一个恒定值。
【基础知识】油品检测人必知，石油及其产品的物理性质
【基础知识】油品检测人必知，石油及其产品的物理性质石油及其产品的物理性质是生产和科研中评定油品质量和控制加工过程的主要指标。
加工一种原油之前，先要测定它的各种物理性质，如沸点范围(馏分组成)、相对密度、粘度、凝点、闪点、残炭、含硫量等，称为原油评价实验。
根据原油评价才能确定原油的合理加工方案。
石油和油品的物理性质与其化学组成密切相关。
由于石油和油品都是复杂的混合物，所以它们的物理性质是所含各种成分的综合表现。
与纯化合物的性质有所不同，石油和油品的物理性质往往是条件性的，离开了一定的测定方法、仪器和条件，这些性质也就失去了意义。
石油和油品性质测定方法都规定了不同级别的统一标准，其中有国际标准(简称ISO)、国家标准(简称GB)、中国石油化工总公司行业标准(简称SH)等等。
1、密度和相对密度在规定温度下，单位体积内所含物质的质量称为密度，单位是克/立方厘米或千克/立方米。
我国国家标准GB/T1884-83规定，20℃时密度为石油和液体石油产品的标准密度，以ρ20表示。
其它温度下测得的密度用ρt表示。
油品的密度与规定温度下水的密度之比称为油品的相对密度，用d表示，是无量纲的。
由于4℃时纯水的密度近似为1克/立方厘米（3.98℃时水的密度为0.99997克/立方厘米），常以4℃的水为比较标准。
我国常用的相对密度为d204（即20℃时油品的密度与4℃时水的密度之比）；油品的密度与其组成有关。
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。
密度是评价石油质量的主要指标，通过密度和其它性质可以判断原油的化学组成。
2、蒸气压在一定温度下，液体与其液面上方蒸气呈平衡状态时，该蒸气所产生的压力称为饱和蒸气压，简称蒸气压。
蒸气压愈高，说明液体愈容易气化。
纯烃和其它纯的液体一样，其蒸气压只随液体温度而变化，温度升高，蒸气压增大。
石油及石油馏分的蒸汽压与纯物质有所不同，它不仅与温度有关，而且与气化率（或液相组成）有关，在温度一定时，气化量变化会引起蒸气压的变化。
石油及其主要产品化学组成和物理性能
石油及其主要产品化学组成和物理性能1、石油的化学组成1.1 颜色与密度石油（俗称原油）通常是黑色、褐色或黄色的流动或半流动的粘稠液体，由于含有硫等其它物质，一般都有不同程度的臭味。
多数原油的密度集中在750~950kg/m³之间，也有个别原油的密度在1000 kg/m³以上或在800 kg/m³以下。
1.2 元素组成一般而言，原油由以下几种元素或化合物组成：碳——83~87%，氢——11~14%，硫——1~3%（硫化物、二硫化物和单质硫等），氮——低于1%（以带胺基的碱性化合物为主），氧——低于1%（存在于二氧化碳、苯酚、酮和羧酸等有机化合物中），金属和非金属物质——低于1%（镍、铁、钒、铜、砷等）。
根据硫含量的不同，可分为低硫原油（硫含量小于0.5%）、含硫原油（硫含量0.5~2.0%）和高硫原油（硫含量大于2.0%）三类。
碳/氢原子比（有时也称氢/碳原子比）是反映原油属性的一个重要参数，与其原有的化学结构有关系。
1.3 烃类组成原油中的烃类成分主要分为烷烃、环烷烃、芳香烃，这些烃类组成是以气态、液态、固态的化合物存在。
根据烃类成分的不同，原油也可分为石蜡基原油、环烷基原油和中间基原油三类。
石蜡基原油含烷烃较多；环烷基原油含环烷烃、芳香烃较多；中间基原油介于二者之间。
原油中的烃类含量因为产地种类不同差异很大，相对密度较小的轻质原油中烃类含量可能大于90%，而相对密度较大的重质原油中的烃类含量甚至可能小于50%。
炼油厂加工的的原油通常为液态。
原油中含的液体状态烃按其沸点不同，可以分为低沸点馏分、中间馏分以及高沸点馏分。
低沸点馏分，如在汽油馏分中含有C5~C10的正构烷烃、异构烷烃、单环环烷烃、单环芳香烃（苯系）。
中间馏分，如在煤油、柴油馏分中含有C10~C20的正异构烷烃、带侧链的单环环烷烃、双环及三环环烷烃、双环芳烃。
高沸点馏分，如在润滑油馏分中含有C20~C36左右的正异构烷、环烷烃和芳香烃。
石油产品物理性质介绍
石油产品还可用于生产化肥、农药、医药等 精细化工产品。
石油产品是石油化工行业的基础，对化工 行业的发展具有重要意义。
建筑领域
燃料油：用于建 筑工地的加热、 发电等
沥青：用于铺设 道路、屋顶防水、 建筑防水等
润滑油：用于建 筑机械、车辆等 的润滑
石蜡：用于建筑 材料的防水、防 潮等处理
谢谢
氧化物：石油中常 见的非烃类化合物， 包括醇、醚、醛、 酮等
盐类：石油中常见 的非烃类化合物， 包括氯化物、硫酸 盐等
微量元素
石油主要由碳、氢、氧、氮、硫 等元素组成
微量元素包括铁、镍、铜、锌、 钼等
微量元素对石油的性质和加工性 能有重要影响
微量元素的含量和分布对石油资 源的评价和开发具有重要意义
02 石油产品包括汽油、柴油、航空煤油、燃料油等， 是汽车、飞机、船舶等交通工具的主要燃料。
03 石油产品也是重要的化工原料，可用于生产塑 料、橡胶、合成纤维等化工产品。
04 石油产品还是重要的发电燃料，可用于火力发 电、燃气轮机发电等。
化工领域
石油产品是化工行业的重要原料，广泛应用 于各种化工产品的生产。
闪点
闪点是衡量 石油产品安 全性的重要
指标
闪点越高， 石油产品越
不易燃烧
闪点越低， 石油产品越 易燃烧，危
险性越大
闪点与石油 产品的组成 和加工工艺
有关
石油产品的分类
燃料油
柴油：用于柴 油发动机，如 卡车、拖拉机 等
01
航空煤油：用 于航空发动机， 如飞机、直升 机等
03
燃料油添加剂： 用于改善燃料油 性能，如抗爆剂、 抗磨剂等