石油加工概论复习-中国石油大学(华东)

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资源描述

1石油(Petroleum):指气态、液态和固态的烃类混合物,具有天然性状;原油(CrudeOil):指石油的基本类型,常压下呈液态,其中也包括一些液态非烃类组分(天然的液态烃类混合物);天然气(NaturalGas):指石油的主要类型,常温常压下呈气态,在地层条件下溶解于原油中。第一章石油的化学组成①天然石油主要是由烷烃、烯烃、环烷烃和芳香烃组成。错。天然石油不含烯烃②我国石油馏分中的环烷烃都是六元环。错。天然石油中,环烷烃几乎都是五元环、六元环。我国主要原油五元环少于六元环。③石油中的胶质能溶于正庚烷,而沥青质则不能。错。胶质、沥青质根据在不同溶剂中的溶解度划分。沥青质不溶于低分子(C5~C7)正构烷烃,但能溶于热苯。④石油中的含硫、氮、氧化合物,对所有石油产品均有不利影响,应在加工过程中除去。对。⑤石油馏分就是石油产品。错。馏分不等同于产品。馏分与产品的区别:石油产品是石油的一个馏分,但馏分并不等同于产品。石油产品要满足油品的规格要求,馏分要变成产品还必须对其进一步加工。石油的元素组成:组成石油的主要元素是C(83~87%)、H(11~14%)、S、N、O(1~4%)五种元素。(原油中除C、H、S、N、O外,还有其他微量元素,目前共检出59种元素,其中原油中的微量金属元素主要有V、Ni、Fe、Cu、As等)我国原油的特点:密度偏大;含硫低、含氮高;凝点高、蜡含量高,而沥青质含量低;镍含量远高于钒含量;汽油馏分含量低、渣油含量高。氢碳原子(质量)比:是用来反映原油属性的一个参数,与原油的化学组成和结构有关系,相同碳原子数的各种烃类氢碳原子比大小顺序是:芳香烃环烷烃烷烃。在石油的各种加工过程中,氢碳原子比也是一个重要的参数和指标。馏分:是指用分馏方法把原油分成的不同沸点范围的组分。分馏:分馏是对某一混合物进行加热,针对混合物中各成分的不同沸点进行冷却分离成相对纯净的单一物质过程。直馏馏分:从原油直接分馏得到的馏分称为直馏馏分。馏分与产品的区别:石油产品是石油的一个馏分,但馏分并不等同于产品。石油产品要满足油品的规格要求,馏分要变成产品还必须对其进一步加工。石油馏分组成:原油加工时通常是按照沸点高低首先将其切割成几个馏分,即汽油馏分、煤柴油馏分(中间馏分)、常压重油、减压蜡油和减压渣油。石油中含有的馏分,一般规定:小于180℃的馏分为汽油馏分(也称为低沸点馏分,轻油或石脑油馏分);180~350℃的馏分为煤、柴油馏分(也称中间馏分,AGO);350~500℃的馏分为减压馏分(也称高沸点馏分或润滑油,VGO);大于500℃的馏分为减渣馏分(VR)组成石油的烃类由哪些?石油中的烃类主要有烷烃、环烷烃和芳烃以及兼有这三种结构的混合烃组成;原油中一般不含烯烃,炔烃更少。石油中各族烃类分布的总规律是:随着石油馏分沸点的升高,所含各族烃类的碳原子数增多,分子量随之增大,环状烃的环数增加,结构趋于复杂化。一般在石油中,随石油馏分沸点的升高,馏分中的烷烃含量逐渐减少,芳烃含量逐渐增加,环烷烃含量则随着原油类别的不同,或增加,或减少,或大致不变。石油烃类的表示方法:单体烃组成:单体烃组成表明了石油馏分中每一种烃(单体化合物),目前还仅限于阐述石油气及石油低沸点馏分的组成。族组成:化学结构类似的一类化学物。结构族组成:不论石油烃类的结构多么复杂,都可以看作是由三个基本结构单元组成:芳香环、环烷环和烷基侧链。用这些基本结构单元的量来表示复杂分子混合物的组成的方法就是结构族组成表示法石油中的非烃化合物主要指:含硫、含氮和含氧化合物以及胶状沥青状物质。大部分含硫、含氮、含氧化合物和胶质以及全部沥青质都集中在渣油中。石油中的非烃类化合物对石油的加工和石油产品有什么危害?含硫化合物对石油加工及产品应用的危害:腐蚀性;环境污染;影响产品的储存安定性;影响燃料的燃烧性能;硫可使后续加工的催化剂中毒。含氮化合物对石油加工及产品应用的危害:影响了产品的安定性;导致催化剂中毒,使催化剂的活性和选择性降低。含氧化合物对石油加工及产品应用的危害:不利于原油的脱盐脱水;腐蚀设备;腐蚀有色金属。胶质、沥青质的危害:石油品在使用过程中生成炭渣,造成机器零件的磨损和堵塞。多环芳香烃和稠环芳香烃的区别?分子中含有两个或两个以上独立苯环的芳香烃称为多环芳香烃。分子中含有两个或两个以上苯环,且苯环彼此间通过公用两个相邻碳原子稠合而成的芳香烃称为稠环芳香烃。胶质和沥青质的性质和特点?胶质和沥青质是渣油中含元素种类最多、结构最复杂、相对分子质量最大的物质,含有大量的各种非烃化合物,是各种不同结构的高分子化合物的复杂混合物。第二章石油及油品的理化性质2饱和蒸汽压:是在某一温度下一种物质液相与其上方的气相呈平衡状态时,该蒸汽所产生的压力称为饱和蒸汽压,简称蒸汽压。馏程:石油馏分的沸点表现为一定宽度的温度范围,称为沸程,也称馏程。反映油品蒸发性能的指标:蒸汽压,馏程和平均沸点。对某一纯烃而言,其蒸汽压是随温度的升高而增大,与纯烃不同,烃类混合物的蒸汽压不仅取决于温度和气化潜热,同时也取决于其组成(气化率)。石油馏分蒸汽压的表示方法?雷德蒸汽压:在38℃,气液相体积比为4:1时测定,常用作油品质量标准。真实蒸汽压(泡点蒸汽压):在汽化率为零时油品的蒸汽压。恩氏蒸馏方法:将100mL油品放入标准的蒸馏瓶中,按规定条件加热,流出第一滴冷凝液时的气相温度称为初馏点,馏出物为10%、20%……90%时所对应的气相温度分别被称为10%、20%……90%点的馏出温度,蒸馏到最后所能达到的最高气相温度称为终馏点或干点。从初馏点到干点(终馏点)的温度范围称为馏程。根据馏程测定的数据,以气相馏出温度为纵坐标,馏出体积为横坐标,可以绘得该油品的恩氏蒸馏曲线。特点:最简便、最常用的方法;设备简单、收集数据多。恩氏蒸馏斜率的含义?斜率S:表示从馏出10%到90%之间,每馏出1%的沸点平均升高值;恩氏蒸馏曲线的斜率越大,该油品的馏程范围越宽。油品密度的表示方法有哪些?密度和相对密度油品密度跟组成和馏分的关系?分子量相近的不同烃类之间密度有明显差别(芳烃环烷烃烷烃);同一种原油沸点增加,分子量增大,密度增大;对不同原油,同样沸程,相对密度差别很大,一般来说,环烷基的中间基的石蜡基的。油品密度与温度和压力的关系?同一油品,温度上升,油品体积就会膨胀,相对密度减小。在一定压力范围内,压力升高,对油品相对密度的影响可以忽略,只有当压力极大(几十兆帕)时,才考虑压力对相对密度的影响。特性因数是烃类列氏绝对温度表示沸点的立方根对相对密度作图,所得曲线的斜率。特性因数跟烃类组成和馏分的关系?不同烃类K值的大小:同族烃类的K值相近,不同族烃类的K值不同;烷烃的K值最大,约为12.7,环烷烃的次之,为11~12,芳香烃的K值最小,为10~11;对于烷烃来说,支链增加K值下降;而对于环烷烃和芳烃来说,支链数增加K值增加;对于芳烃来说,环数增加,K值减小;对于石油馏分,计算K值时温度T为中平均沸点。相关指数:正构烷烃的相关指数最小,基本为0;芳香烃的相关指数最高(苯约为100)。相关指数BMCI这个指标广泛用于表征裂解乙烯原料的化学组成,希望是越小越好。特征参数KH:对于含有大量不饱和烃或胶质、沥青质的馏分(如VR等),特性因数K就不能很好地表征其化学组成特性。因此中国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。平均相对分子质量是油品的一个重要性质,在炼油和储运设计计算过程中经常使用。石油馏分是一个复杂的混合物,其相对分子质量是其中各组分相对分子质量的平均值,所以又称为平均相对分子质量,简称分子量。苯胺点:就是以苯胺为溶剂,与油品按体积比为1∶1混合时的临界溶解温度。不同烃类的苯胺点差别很大,碳原子数相同时:多环芳烃〈单环芳烃〈烯烃〈环烷烃〈烷烃。芳香烃的苯胺点远远低于烷烃和环烷烃。对于同族烃类:随分子量增大,苯胺点增大,但变化幅度不大。苯胺点的用途:根据油品苯胺点可以求油品的特性因数K,分子量和H/C质量比等物性;也可以由油品的苯胺点来计算柴油的柴油指数,从而可以估算柴油的十六烷值。油品的流动性:石油和油品在处于牛顿流体状态时,其流动性能用粘度来描述;当处于低温状态时,则用各种条件性指标来评定其低温流动性:如凝点、结晶点、冰点等。粘度的表示方法(指标):运动粘度、恩氏粘度、赛氏粘度、雷氏粘度。影响粘度的因素有哪些?压力、温度。为什么说不标明温度的粘度就没有意义?温度升高,所有油品粘度下降,因此没有注明温度的粘度没有任何意义。它有几种表示方法?粘度比、粘度指数。油品粘度与馏分和组成的关系:油品粘度和化学组成的关系:对于相同沸点的不同石油馏分:含环状烃多则粘度高;环数越多,粘度越大;当烃类分子中的环数相同时,其侧链越长则其粘度越大;相同环数和碳数的芳香烃和环烷烃:环烷烃芳香烃。上述结论说明了油品的运动粘度中包含了分子结构的信息,而且环可以认为是粘度的载体。油品的粘温性能:油品的粘度随温度变化的性质。粘温性能与化学组成之间的关系:烃类中除正构烷烃的粘温性质最好外,带有少分支长烷基侧链的少环烃类和分支程度不大的异构烷烃的粘温性质也比较好,而多环短侧链的环状烃类的粘温性质则很差。粘温凝固:含蜡很少或不含蜡的油品,在温度下降时,粘度迅速升高,当粘度大到一定程度后(3×105mm2/s),油品就会变成无定型的玻璃状物质,失去流动性,这种凝固称为粘温凝固。不是很确切,仍是可塑性物质,而不是固体。构造凝固:含蜡原油或油品,在温度下降过程中,由于蜡结晶析出而引起的凝固。浊点(云点):是煤油的低温指标,在规定条件下降温,当煤油出现雾状或浑浊时的最高温度。结晶点:是在规定条件下冷却油品,出现用肉眼可以分辨的结晶时的最高温度。冰点:是在规定条件下冷却油品到出现结晶后,再使其升温,使原来形成的结晶消失时的最低温度。同一油品:浊点高于结晶点。冰点比结晶点高1~3℃。浊点冰点结晶点凝点:在规定条件下冷却油品,当油品刚失去流动性的最高温度,称为凝点。3闪点:指在规定条件下,加热油品所溢出的蒸汽和空气组成的混合物与火焰接触时发生瞬间闪火时的最低温度。燃点:油品在规定条件下加热到能被外部火源引燃并连续燃烧不少于5秒钟时的最低温度。自燃点:把油品预热到很高温度,然后使其与空气接触,不需引火,油品即可能因剧烈氧化而产生火焰自行燃烧,能产生自燃的最低温度称为自燃点。闪点、燃点和自燃点与油品组成的关系:闪点和燃点与烃类的蒸发性能有关,而自燃点与油品的馏程和氧化性能有关;同族烃中,随分子量增大,闪点升高,燃点升高,自燃点降低;油品越轻,闪点越低,燃点越低,自燃点越高;烷烃比芳烃易于自燃,所以烷烃的自燃点低(芳香烃比烷烃稳定),但烷烃的闪点却比粘度相同而含环烷烃和芳香烃较多的油品高;汽油的自燃点常在400℃以上,柴油的自燃点只有220~250℃,而渣油的自燃点则更低。从安全防火的角度来说,轻质油品防明火,以防外界火源而引燃爆炸,重质油品应防止高温泄露,遇空气自燃。第三章石油产品的分类和使用要求(1)自燃点低的柴油抗爆性好,而自燃点低的汽油抗爆性较差。对。(2)异构烷烃是汽油的理想组分,同时也是航空煤油的理想组分。错。汽油的理想组分:高度分支的异构烷烃。航空煤油的理想组分:煤油型的带侧链的环烷烃和异构烷烃(3)直馏汽油、柴油的抗爆性优于催化裂化汽油及柴油的抗爆性。错。直馏汽油正构烷烃多,催化裂化汽油异构烷烃多,异构烷烃辛烷值大于正构烷烃。汽油机、柴油机的工作过程有什么本质的区别?柴油机与汽油机的相同之处:都有四冲程:进气、压缩、燃烧膨胀、排气;都是内燃机。不同点:柴油机的压缩比约高于汽油机的一倍,一般为16-30。这样,压缩后气体的温度、压力都比较高,可达到500~700℃、3~5MPa,此温度超过柴油的自燃点。汽油发动机的进气是空气燃油混合气,而柴油发动机在进气行程只吸入空气,在压缩行程接近上止点时开始喷入燃油。柴油是用高压油泵喷入气缸中,经雾化后的细小油滴便与被压缩的高温空气混合,并迅速蒸发气化、自

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