石油炼制工程学习总结

石油炼制工程学习总结第一章绪论燃料：汽油、煤油、柴油、喷气燃料化学工业的重要原料有：三烯指乙烯、丙烯；丁二烯、三苯指苯、甲苯、二甲苯；一炔指乙炔；一萘指萘三大合成：合成纤维,合成橡胶，合成塑料第二章石油及其产品的组成和性质1、简述石油的元素组成、化学组成。石油主要由C、H、S、N、O等元素组成,其中C占83～87％，H占11～14％。石油中还含有多种微量元素，其中金属量元素有钒、镍、铁、铜、钙等，非金属元素有氯、硅、磷、砷等，石油中各种元素多以化合物的形式存在。石油主要由烃类和非烃类组成，其中烃类有：烷烃、环烷烃、芳烃，非烃类有含硫化合物、含氧化合物、含氮化合物、胶状沥青状物质。石油中的含硫化合物给石油加工过程和石油产品质量带来的危害有：腐蚀设备、影响产品质量、污染环境、使催化剂中毒。2、蜡石蜡，分子量300～450，C17～C35，相对密度0.86～0.94，熔点30～70℃。主要组成：正构烷烃为主，少量的异构烷、环烷烃，芳烃极少。微晶蜡（地蜡）地蜡,又称天然石蜡（新疆山区，埃及、伊朗）分子量500～800，C30～C60，滴熔点70～95℃。主要组成：带有正构或异构烷基侧链的环状烃，尤其是环烷烃；含少量正构烷烃和异构烷烃。微晶蜡具有较好的延性、韧性和粘附性。3、石油烃类组成表示方法单体烃组成表明石油馏分中每一种单体烃的含量数据。族组成表明石油馏分中各族烃相对含量的组成数据。结构族组成的表示方法把石油馏分看成是“平均分子”,芳香环、环烷环、烷基侧链等结构单元组成RA─分子中的芳香环数RN─分子中的环烷环数RT─分子中的总环数,RT=RA+RNCA％─分子中芳香环上碳原子数占总碳原子数的百分数CN％─分子中环烷环上碳原子数占总碳原子数的百分数CR％─分子中总环上碳原子数占总碳原子数的百分数,CR％=CA％+CN％CP％─分子中烷基侧链上碳原子数占总碳原子数的百分数4、胶状-沥青状物质沥青质：指不溶于低分子（C5～C7）正构烷烃，但能溶于热苯的物质。可溶质：指既能溶于热苯，又能溶于低分子(C5～C7)正构烷烃的物质。含饱和分、芳香分和胶质。胶质胶质是一种很粘稠的流动性很差的液体或半固体状态的胶状物，颜色为黄色至暗褐色。受热熔融，相对密度～1.0，VPO法分子量约800～3000。胶质具有很强的着色能力，50ppm的胶质就可使无色汽油变为草黄色。胶质能溶于石油醚、苯、乙醚及石油馏分。胶质含量随沸点升高而增多，渣油中含量最大。胶质易氧化缩合为沥青质，受热易裂解及缩合。沥青质沥青质是一种深褐至黑色的、无定型脆性固体。相对密度略大于1.0，VPO法分子量约3000～10000。加热不熔，300℃以上时会分解及缩合。沥青质能溶于苯、二硫化碳、四氯化碳中，不溶于石油醚。沥青质无挥发性，全部集中在渣油中。胶质和沥青质的存在使渣油形成一种较稳定的胶体分散体系。胶质、沥青质能与浓硫酸作用，产物溶于硫酸。5、石油的馏分组成200℃(或180℃)：汽油馏分或石脑油馏分200~350℃：煤柴油馏分或常压瓦斯油(AGO)350~500℃：润滑油馏分或减压瓦斯油(VGO)(减压下进行蒸馏)500℃：减压渣油(VR)常压蒸馏后残余的350℃的油称为常压渣油或常压重油。（AR）我国原油具有汽油含量低，渣油含量高的特点。我国减压渣油的性质特点①C85～87%，H11～12%，氢碳原子比～1.6；②硫含量不高，而氮含量较高，脱氮困难；③金属含量不高，且镍含量远高于钒含量；④收率偏高，一般占原油的40～50%。组成特点：①芳香分不高，～30%；②庚烷沥青质含量较低，多小于3%；③胶质含量高，多在40～50%。第三章石油及油品的物理性质1、蒸汽压概念：在某温度下，液体与其液面上方的蒸汽呈平衡状态时，由此蒸汽所产生的压力称为饱和蒸汽压，简称蒸汽压。表示液体在一定温度下的汽化能力。雷德蒸汽压测定器2、馏分组成与平均沸点ASTM蒸馏（或称恩氏蒸馏）馏程：初馏点到终馏终点这一温度范围称油品沸程。初馏点：在一定条件下，恩氏蒸馏中流出第一滴油品时的气相温度。终馏点：蒸馏终了时的最高气相温度(干点：恩氏蒸馏过程中最后一个液滴汽化时的气相温度)。馏分：在某一温度范围内蒸出的馏出物。馏分组成：蒸馏温度与馏出量(体)之间的关系平均沸点：体积平均沸点，质量平均沸点，实分子平均沸点，立方平均沸点，中平均沸点3、密度与相对密度相对密度：油品密度与标准温度下水的密度之比。(标准温度：常用4℃或15.6℃)比重指数°API油品密度的测定：①密度计法②韦氏天平法③密度瓶法4、特性因素K概念：特性因数是把油品的平均沸点和相对密度关联起来，说明油品化学组成特性的一个复合参数。烷烃K=12～13；环烷烃K=11～12；芳烃K=9.7～115、平均相对分子量油品的分子量是油品各组分分子量的平均值。6、油品的黏度流体流动时，由于分子相对运动产生内摩擦而产生内部阻力,这种特性称为粘性,衡量粘性大小的物理量称为粘度。动力粘度：1Pa·s=100P（泊）=1000cP运动粘度νt1cm2/s(斯)=100mm2/s(厘斯，cSt)条件粘度：恩氏粘度OEt雷氏粘度RIS赛氏粘度分赛氏通用粘度(SUS)和赛氏重油粘度(SFS)。mm2/s：OE：SUS：RIS=1：0.132：4.62：4.05毛细管粘度计（牛顿）旋转粘度计（非牛顿）粘温特性(1)粘度比：V50/V100粘度比越小，油品粘度随温度变化越小，粘温性质越好。(2)粘度指数：VI油品粘度随温度变化越小正构烷烃的粘温性质最好；环状烃的粘温性质较差，环数越多越差，而侧链长的粘温性质也较好。7、热性性质焓(H)：将1kg油品由基准状态加热到某指定状态时所需的热量称为油品的焓。石油馏分的热焓与温度、压力、特性因数和相对密度有关。比热（C）：单位物质(kg或kmol)温度升高1℃时所需要的热量称为比热。蒸发潜热(汽化潜热)：单位物质由液态转化为相同温度下气态所需要的热量称为汽化潜热。温度高，分子的能量大，液相变为气相较易，故汽化潜热小；温度、压力高至临界状态时，汽化潜热等于零。8、低温流动性油品失去流动性的原因粘温凝固：含蜡很少或不含蜡的油品，温度降低时粘度增加很快，当粘度增加到某个程度时,油品变成无定型的粘稠的玻璃状物质而失去流动性。构造凝固：含蜡油品，当温度逐渐下降时，蜡逐渐结晶析出形成网状结构，将液体油品包在其中，使油品失去流动性。①结晶点:在油品到达浊点温度后继续冷却，出现肉眼观察到结晶时的最高温度。②凝固点：试样在规定条件下冷却至液面停止移动时的最高温度。③冷滤点：在规定条件下20毫升试样开始不能通过过滤器时的最高温度。④闪点：油品在规定条件下加热，蒸发的油蒸气与空气组成的混合物与火焰接触发生瞬间闪火时的最低温度⑤自燃点：将油品隔绝空气加热到一定的温度后与空气接触，无需引火即可自然，发生自燃的最低温度.⑥浊点：试油在规定条件下冷却，开始呈现浑浊时的最高温度称为浊点。⑦倾点:在规定条件下被冷却的试样能流动的最低温度。⑧冰点：油品被冷却时所形成的蜡结晶消失一瞬间的温度。⑨燃点：在规定条件下，当火焰靠近油品表面时即着火，并持续燃烧至规定时间所需的最低温废，以℃表示。闪点、燃点与油品的汽化性有关自燃点与油品的氧化性有关自燃点比较：烷烃环烷烃芳烃9、燃烧性能发热值：标准状态下1kg油品完全燃烧时放出的热量称为发热量，或称热值，单位kJ/kg。高热值（理论热值）：燃料燃烧的起始温度和燃烧产物的最终温度均为15℃，产物水为液态。低热值（净热值）：产物水为汽态10、其它物理性质苯胺点：油品在规定条件下和等体积的苯胺完全混溶时的最低温度，以℃表示。各类烃苯胺点比较：芳烃环烷烃烷烃烃类的吸水性：芳烃烯烃环烷烃烷烃第三章石油产品的质量要求燃料燃料包括汽油、柴油及喷气燃料(航空煤油)等发动机燃料以及灯用煤油、燃料油等。我国的石油产品中燃料约占80%，而其中约60%为各种发动机燃料，所产柴油和汽油的比例约为1.3:1。润滑剂其中包括润滑油和润滑脂，主要用于降低机件之间的摩擦和防止磨损，以减少能耗和延长机械寿命。其产量不多，仅占石油产品总量的2%左右，但品种达数百种之多。石油沥青石油沥青用于道路、建筑及防水等方面，其产量约占石油产品总量3%。石油蜡石油蜡属于石油中的固态烃类，是轻工、化工和食品等工业部门的原料，其产量约占石油产品总量的1%。石油焦石油焦可用以制作炼铝及炼钢用电极等，其产量约为石油产品总量的2%。溶剂和化工原料约有10%的石油产品是用作石油化工原料和溶剂，其中包括制取乙烯的原料(轻油)，以及石油芳烃和各种溶剂油。1、汽油机对燃料的使用要求○1蒸发性：在所有工况下，具有足够的挥发性以形成可燃混合气。馏程10%馏出温度：反映了汽油中轻组分的多少，用来保证具有良好的启动性50%馏出温度：反映汽油的平均汽化性，用来保证汽车的发动机加速性能、最大功率及爬坡能力90%馏出温度（t90%）和终馏点（或干点）：反映了汽油中重组分含量的多少，终馏点（干点）反映了汽油中最重组分的程度;用来控制汽油的蒸发完全性及燃烧完全性。蒸气压蒸气压的大小表明汽油蒸发性的高低,控制汽油在使用中不易产生气阻○2抗爆性：燃烧平稳，不产生爆震燃烧现象。汽油在发动机中燃烧不正常时，会出现机身强烈震动的情况，并发出金属敲击声，同时发动机功率下降，排气管冒黑烟，严重时导致机件损坏的现象，称爆震燃烧，也叫敲缸。汽油的抗爆性指标:辛烷值我国车用汽油牌号用研究法辛烷值高低划分辛烷值：芳烃异构烯烃异构烷烃环烷烃正构烯烃正构烷烃汽油的理想组分：异构烷烃提高汽油辛烷值的方法:加入抗爆剂,调合,加工工艺(如催化重整)○3安定性：储存安定性好，生成胶质的倾向小。实际胶质mg/ml诱导期min碘值gI/100g油品生成胶质的倾向：二烯烃＞环烯烃＞链烯烃改善汽油安定性的方法:精制除去不安定组分加入抗氧剂和金属钝化剂○4腐蚀性：对发动机没有腐蚀作用。评定指标：硫及含硫化合物有机酸水溶性酸碱腐蚀试验（铜片试验博士试验）○5洁净性：排出的污染物少。车用汽油的发展方向：高辛烷值低硫乃至无硫低芳烃低烯烃低蒸汽压2、柴油机的主要性能：①流动性四行程的汽油机与柴油机工作循环基本一样,都有按进气、压缩、作功和排气四个行程柴油机的燃烧过程：滞燃期（发火延迟期）、急燃期、缓燃期（主燃期）、后燃期汽油发动机与柴油发动机的区别区别主要在于压缩比、点火方式、所用燃料及用途轻柴油用于高速柴油机，1000转/分重柴油用于中低速柴油机，1000转/分3、喷气燃料的使用要求燃烧性能重量热值：烷烃环烷烃芳烃重量热值高，战斗机体积热值：烷烃环烷烃芳烃体积热值，民航飞机重量热值越大，耗油率越低；密度越大，飞机储备的热量越多，航程也越远烟点燃料含芳烃量越多无烟火焰高度越小腐蚀性不良成分：含硫化合物含氧化合物水分特别指标：银片腐蚀航煤的最理想组分：环烷烃具有较高的重量热值和体积热值，燃速快，不易积炭，安定性好，润滑性能好，结晶点低4、汽油机产生爆震的原因。爆震原因：①与发动机的结构和工作条件有关压缩比与汽油质量不相适应，压缩比太大，压力和温度必然过高，形成很多过氧化物。②与燃料质量有关燃料易氧化，过氧化物不易分解，自燃点低。在压缩过程中，温度接近、达到或超过汽油的自燃点。烃类易氧化顺序:正构烷烃环烷烃烯烃异构烷烃芳烃;同类烃中,大分子烃比小分子烃易氧化。5、为什么要限制喷气燃料（航空煤油）中的芳烃含量？芳烃燃速慢、易生炭、安定性不好、水溶解度高(易吸水)，不是航煤的理想组分，应加以限制。6、汽油、柴油蒸发性要求的原因汽油对蒸发性要求的原因：如果蒸发性太差，就不能全部汽化，启动与加速困难，燃烧不完全；蒸发性太好，则易在输油管中气化而造成气阻，供油不足甚至中断。柴油对蒸发性要求的原因：馏分过轻，蒸发太快，不易氧化,自燃点高；馏分过重，蒸发太慢，太易氧化,自燃点低。7、柴油的十六烷值是否越高越好？十六烷值不是越高越好!使用十六烷值过高（如大于65）的柴油同样会形成黑烟，燃料消耗反而增加，这是因为燃料的着火滞燃期太短，自燃