石油大学石油加工概论考试知识点总结..

第一章1石油的元素组成：原油中除C、H外，还有S、N、O及其他微量元素(1～5%)原油中的微量金属元素有V、Ni、Fe、Cu、As等。石油中的非碳氢原子称为杂原子。与国外原油相比，我国原油的含硫低、含氮量高2石油的烃类组成：由碳和氢可组成烃类化合物，即烷烃、环烷烃和芳香烃兼有这三种结构的混合烃，它们在原油中占绝大部分。在原油中不含不饱和烃，但在二次加工后的石油产品中有不饱和烃（烯烃）。3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。4我国原油的特点：从元素组成上看，含硫低、含氮高是我国原油的特点之一。原油中的汽油馏分含量低、渣油含量高是我国原油馏分组成的又一个特点。5各类化合物的分布规律：随着石油馏分沸点的升高，馏分中烷烃含量逐渐减少，芳烃含量逐渐增大，含硫化合物和胶质含量均逐渐增加。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。6我国主要原油的特点大多数原油的相对密度（d204）0.86，属较重原油；凝点(CP)高，含蜡量高，沥青质含量低；含硫量较低；含氮量偏高，大部分原油N0.3%对大多数原油：Ni/V108各种烃类碳氢原子比大小顺序是：烷烃环烷烃芳香烃9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10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)12石油中的正构烷烃比异构烷烃含量高随沸点的增高，石油中的正构烷烃和异构烷烃的含量逐渐降低13石油烃类的组成表示方法：1.单体烃组成2.族组成：石油馏分分成那些族，取决于分析方法和分析要求以及实际应用的需要，对于汽油：烷烃（正构、异构）、环烷烃、烯烃和芳香烃；对于煤、柴油：饱和烃（烷烃、环烷烃）、轻芳烃（单环）、中芳烃、不饱和烃和非烃组分等，对于减压渣油：一般分成饱和分、芳香分、胶质、沥青质3.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。通常用三个基本单元上碳原子所占的百分数(CA%、CN%和CP%）来描述分子的组成，然后再加上分子中的总环数RT，芳环数RA和环烷环数RN来表示石油馏分的结构族组成14原油中的含硫化合物一般以硫醚类和噻吩类为主15硫的分布的总趋势是，随沸点升高，硫含量增加，大部分集中在重馏分及渣油中（75%85%）16汽油中馏分：H2S、硫醇、硫醚(环硫醚)及少量的二硫化物和噻吩中间馏分：仅含有比较重的硫化物，硫醚和噻吩高沸点馏分：高沸点馏分中硫的形态与中沸点馏分相似，也是硫醚与噻吩，另外还有四氢噻吩17含硫化合物对石油加工及产品应用的影响腐蚀性、环境污染、影响产品的储存安定性、影响燃料的燃烧性能、硫可使催化剂中毒18石油中的氮含量一般比硫含量低，质量分数通常集中在0.05～0.5%范围内随沸点的升高，含量增加，大部分在胶质沥青质中19石油中的含氧量比硫、氮少，约为千分之几；个别的可高达2～3%随沸点升高，含氧化合物增加20酸度是指中和100mL试油所需的氢氧化钾毫克数[mg(KOH)/100mL]，该值一般适用于轻质油品；酸值是指中和lg试油所需的氢氧化钾毫克数[mg(KOH)/1g]，该值一般适用于重质油品和原油。酸度(或酸值)与酸含量并不是等同的概念。试样的酸性化合物含量不仅与其酸度(或酸值)有关，而且与其平均相对分子质量有关。第二章1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、沸程和平均沸点来描述。定义：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气压，简称蒸气压。蒸气压愈高的液体愈易于气化。石油和石油产品是各种烃类和非烃类的复杂混合物，其蒸汽压是与温度、汽化潜热和气化率有关。在一定压力下，油品的沸点随气化率的增大而不断升高。石油馏分的沸点表现为一定宽度的温度范围，称为沸程，也称馏程在列举石油馏分的沸程数据时，需说明所用的蒸馏设备和方法。常见的标准方法包括实沸点蒸馏、恩氏蒸馏、减压蒸馏等恩氏蒸馏：流出第一滴冷凝液时的气相温度称为初馏点，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。恩氏蒸馏曲线的斜率越大，该油品的馏程范围越宽。2密度是单位体积物质在真空中的质量，g/cm3，kg/m3在一定条件下，以一种液体的密度与另一种参考物质密度的比值来表示物质的相对密度，又称比重3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，所得曲线的斜率同族烃类的K值相近，不同族烃类的K值不同对于烷烃来说，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值减小相关指数BMCI特征参数KH数均相对分子质量是应用最广泛的一种平均相对分子质量，它是依据溶液的依数性（冰点下降法、沸点上升法、蒸汽压渗透法等）来进行测定的。它的定义是：体系中具有各种相对分子质量的分子的摩尔分率与其相应的相对分子质量的乘积的总和，也就是体系的质量除以其中所含各类分子的摩尔数总和的商，重均相对分子质量是用光散射等方法测定的。4流体分子的内摩擦使流体带有一定的粘滞性，从而产生流体抵抗剪切作用的能力。衡量这种能力或粘滞性的性质指标，就是粘度。粘度的测定：毛细管粘度计法。毛细管粘度计分为顺流和逆流两种，分别用来测定不同油品的粘度，顺流用来测轻质油品或透明油品，而逆流则测重质油品或深色油品油品的粘度随沸程的升高和密度增大而迅速增大。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,其粘度：环烷烃芳香烃。粘温性质：油品的粘度随温度变化的性质。粘温性质的表示法：粘度比：比值越小，表示该油品的粘温性质越好。粘度指数(VI)：粘度指数越大表明其粘温性质越好5浊点：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。6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。7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：浊点冰点结晶点冰点：对于石油产品，没有固定的“冰点”，也没有固定的“溶点”。所谓油品的“凝点”是在严格的仪器、操作条件下测得油品刚失去流动时的最高温度。8倾点：是指油品能从规定仪器中流出的最低温度，也称为流动极限9冷滤点：是在规定的压力和冷却速度下，测得20ml试油开始不能全部通过363目/in2的过滤网时的最高温度。10闪点：是指在规定条件下，加热油品所溢出的蒸气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。11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秒钟时的最低温度第三章石油产品的分类和使用要求一.汽油1汽油的抗爆性（Antidetonatingquality)汽油在发动机中的抗爆震能力称为抗爆性，是汽油最重要的质量指标之一,用来衡量燃料是否易于发生爆震。用辛烷值、抗爆指数、品度等的大小来表示抗爆性的优劣。一定压缩比的发动机必须使用与其相匹配的辛烷值的汽油，方能保证在不发生爆震的情况下，产生最大功率，我国车用汽油以辛烷值作为其牌号。2爆震的原因①主要原因是与汽油化学组成和馏分有关，如果汽油中含有过多容易氧化的组分，形成的过氧化物又不易分解，自燃点低，就很容易产生爆震现象。②另外与发动机的工作条件和机械结构（主要是压缩比）、驾驶操作和气候条件等。③汽油机的压缩比越大，压缩过程终了时混合气的温度和压力就越高，这就大大加速了未燃混合气中过氧化物的生成和积聚，使其更容易自燃。一定压缩比的发动机必须使用与其相匹配的辛烷值的汽油，方能保证在不发生爆震的情况下，产生最大功率。3汽油抗爆性的表示方法：汽油的抗爆性是用辛烷值来表示。汽油的辛烷值表示与被测汽油抗爆性相同的正标准燃料混合物中纯异辛烷的体积百分数。因此汽油的辛烷值并不表示汽油中的异辛烷含量。4.汽油的抗爆性与组成的关系汽油由各种烃类组成，对分子量大致相同的不同烃类正构烷烃环烷烃和正构烯烃异构烷烃和异构烯烃芳烃烷烃分子的碳链上分支越多，排列越紧凑，辛烷值越高。对于烯烃，双键位置越接近碳链中间位置，辛烷值越高。同族烃类，分子量越小，沸点越低，辛烷值越大。汽油的干点降低，辛烷值会升高。含芳香烃、异构烷烃多的轻质汽油辛烷值高5.汽油的理想组分：高度分支的异构烷烃6.汽油的安定性：汽油在常温和液相条件下抵抗氧化的能力称为汽油的氧化安定性，简称安定性。是反映汽油在使用和储存过程中变质难易的指标。7安定性的评价方法和指标：通常用不饱和烃含量、氧化难易程度和胶质含量等来表示汽油安定性好坏，具体指标为：碘值，诱导期—评价储存安定性的方法：表示汽油在储存过程中氧化生成胶质的倾向。实际胶质8.汽油的腐蚀性指标：酸度、水溶性酸或碱、铜片腐蚀、硫含量等①硫及含硫化合物②有机酸③水溶性酸或碱二柴油1柴油是压燃式发动机的燃料，也是目前国内消费量最大的发动机燃料，分为馏分型和残渣型两种。2柴油机对燃料的使用要求具体表现在以下几个方面：（1）具有良好的雾化性能、蒸发性能和燃烧性能；（2）具有良好的燃料供给性能；（3）对发动机部件没有腐蚀和磨损作用；（4）良好的储存安定性和热安定性。（5）低污染排放3与汽油机爆震的区别：柴油机和汽油机产生爆震虽然都是由于燃料的自燃引起的，但两者有根本的差别：汽油机的爆震出现在火焰传播过程中，是由于燃料自燃点太低造成的。而柴油机的爆震发生在燃烧阶段的初期，是由于燃料的自燃点太高造成的。汽油机、柴油机的爆震还与各自的工作原理有关。汽油机是点燃式发动机，不需要燃料自燃，而柴油机是压燃式发动机，是通过燃料自燃来达到燃烧的目的。4柴油抗爆性的表示方法十六烷值(CN)5柴油的理想组分：应从两个方面入手，即应保证它的十六烷值比较高，又要保证它的凝点比较低。单烷基（T型）或二单烷基（π型）的异构烷烃(CN=40~70)。三航空煤油1.航空煤油的燃烧性能①燃料的起动性、燃烧稳定性及燃烧完全度②积炭性能③热值和密度热值与组成的关系重量热值：随氢含量增大而增大，故有烷烃环烷烃芳烃体积热值：随密度的增大而增大，故有烷烃环烷烃芳烃同族烃：沸点↗，重量热值↙，体积热值↗异构烷烃的重量热值与正构烷烃相近，而其体积热值比正构烷烃明显增大航空煤油的理想组成：煤油型的带侧链的环烷烃和异构烷烃2高空性能(低温性能)3.热安定性喷气燃料的热安定性主要取决于其化学组成第四章原油评价原油的分类1.商品分类法又称工业分类法，是化学分类方法的补充。商品分类按原油的密度、硫含量、氮含量、含蜡量和胶质含量分类2.化学分类以原油的化学组成为基础，通常用与原油化学组成直接有关的参数作为分类依据。如特性因数分类、美国矿务局关键馏分特性分类、相关指数分类、石油指数和结构族组成分类等以前两种应用最广3.我国现采用关键馏分特性分类法和硫含量分类法相结合的分类方法加工方案：燃料型，燃料-润滑油型，燃料-化工型，燃料-润滑油-化工型。原油加工方案确定的原则：根据原油特性制定合理的加工方案；根据国民经济发展和市场需求，对产品品种、质量、数量等提出要求；尽量采用先进技术和加工方法大庆原油：主要特点(根据原油评价结果）：含蜡量高（26%～30%），凝点高（约30℃），硫含量低（0.10%），金属含量低（Ni:2ppm、V0.1ppm），正庚烷沥青质含量低（接近于0），特性因数K=12.5～12.6，属于典型的低硫石蜡基原油。其主要的直馏馏分性质特点如下：200℃以前的馏分占原油的10.0～11.3%(w)；煤柴油馏分（200～300℃），收率为20%(w)左右；减压蜡油馏分（350～500℃），收率为26%(w)左右；500℃的减