化工工艺学7章 石油炼制及润滑油生产

化工工艺学 Chemical engineering technics

第7章 石油炼制 Petroleum-refine process 7.1 7.2

原油的组成与一般性质 燃料油的生产

7.3

润滑油的生产

7.1 原油的组成与一般性质 7.1.1

原油的元素组成 P306

原油是成份极其复杂的有机矿物质。 主要元素：C、H、S、O、N,此外还 约占96-99.5%, 有其它金属及非金属元素。 碳氢比约6.5% 产地不一，原油的颜色、比重、凝点各 元素的比例也不同。具体情况见表7.1.

表7.1 原油的元素组成

产地

比重 d420 C 大庆 0.8615 85.74 胜利 86.88 孤岛 0.9640 84.24 大港 0.8896 85.82 新疆 86.13 美国 0.8740 84.90 俄国 83.90

元素组成% H S N O 13.31 0.11 0.15 11.11 0.90 0.32 11.74 2.20 0.47 12.70 0.14 0.09 13.30 0.12 0.28 13.70 0.50 0.90 12.30 2.67 0.33 0.74

7.1.2 原油的馏分和馏分组成 P307

石油是组成复杂的混合物，没有固定的沸点。 蒸馏时，低沸点成分先被蒸发出来，高沸点成 分则随蒸馏温度升高继续蒸发。馏分：在一定温度范围内蒸馏出来的油品。 初馏点：蒸馏出第一滴油时的气相温度。

10% , 20%…馏点：蒸馏出10%,20%…油时的 气相温度分别称为石油的10%,20%…馏点。

终馏点(干点): 蒸馏到最后的气相最高温度。 馏程：原油蒸馏时，从初馏点到干点的温度范 围。 初馏点 干点 42 C 馏程 500 C如：航空汽油的馏程约为40 180 C ;车用汽油 的馏程约为35 200 C

馏分的温度范围

石油馏分一般必须再加工后才能真正成为汽油、煤油等产品。

<200 C200 250 C

汽油馏分(或低沸馏分)煤油、柴油馏分(或中沸馏分)

350 500 C

润滑油馏分(或高沸馏分)

馏分沸点升高，C原子数和平均分子量均增加。

较详细的馏分及沸点与C原子数关系如表7.2.

表 7.2 原油馏分的沸点与C原子数关系馏分 沸点 航空汽油 40 180 C 车用汽油 80 205 C 溶剂油 160 200 C 灯用煤油 200 300 C 轻柴油 200 350 C 低粘度润滑油 高粘度润滑油 C数 C5 C10 C5 C11 C8 C11 C11 C17 C15 C20 >C20 分子量 100 120 100 120 100 120 180 200 210 240 300 360 370 470

7.1.3 原油的烃类组成

原油中烃类包括分子量为16的甲烷到分子量为2000左右的大分子化合物，甚至还有C125H234烃类。

烷烃 原油中烷烃含量多。常温下C1 C4为气体，C5 C15为 液体，C16以上为固体。

环烷烃中主要有单环及双环的五元环和六元环的环烷烃 (eg.环戊烷、环己烷) 。

7.1.3 原油的烃类组成芳香烃有单环(eg.苯)、双环( eg.萘)和多环芳香烃 ( eg.蒽、菲)。

不饱和烃 天然石油中一般不含不饱和烃，二

次加工产品中 才含有不饱和烃。

非烃类：含S、O、N的化合物和胶质-沥青质。 元素量不多， 但组成的化合物量多。

特性因数

沸点越高密度越大； 但化学组成不同时，同沸点范围的馏分其密度也不同。 由实验总结出下列经验关系来表示组成与密度的关系。 1/ 3 定义特性因数 1.216T K 平均沸点 15.6 d 15.6 相对密度 烃类特性因数K 烃类 沸点/ C 相对密度 K 甲苯 110.6 0.867 10.03 甲基环已烷 100.9 0.769 11.35 正庚烷 98.4 0.684 12.77 【结论】特性因素K可用于了解原油及馏分的化学性质。 含烷烃多的K值为12.0-13.0;含环烷烃多的K值为11.012.0;含芳香烃多的K值为9.7-11.0。

用特性因素对原油分类举例： 原油特性因数分类表特性因素K 原油类别 特点

K>12.1

烷烃含量一般在50%以上，密度较小，含 石蜡基原 蜡量较高，凝点高，含硫、含氮、含胶质 油 量较低。我国大庆原油和南阳原油是典型 的石蜡基原油。 中间基原 性质介于石蜡基原油和环烷基原油之间。 油

K=11.5~ 12.1

环烷和芳香烃的含量较多，密度较大，凝 K=10.5~ 环烷基原 点较低，一般含硫、含胶质、含沥青质较 11.5 油 多，所以又叫沥青基原油。孤岛原油和单 家寺(胜利油区)原油等都属于环烷基原油。

烃类族组成

烃类族组成是指各族烃类的含量多少。 汽油馏分中主要有烷烃(P)、环烷烃(N)和芳香烃(A)。 一般规律：环烷烃含量随沸点升高而下降， 芳香烃 含量随沸点升高而增加。沸点范围/℃ 60~95 95~122 122~150 150~200 烷烃/% 56.8 56.2 60.5 65.0 环烷烃/% 41.1 39.0 32.6 25.3 芳香烃/% 2.1 4.3 6.9 9.7

一些原油的汽油馏分的烃类族组成见表7.3和7.4.

P308

表7.3 大庆及中原重整原料的烃族组成碳数 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 总计碳数 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 总计

烷烃/% 0.05 1.43 6.33 10.98 14.60 16.27 13.19 1.51 64.36烷烃/% 0.10 1.21 5.91 13.97 17.35 9.87 0.75 49.16

环烷烃/% — — 1.24 7.89 12.48 6.31 5.96 0.25 34.13环烷烃/% — 0.21 5.39 9.50 8.31 4.99 0.22 28.62

芳香烃/% — — — 0.26 — 0.92 0.32 — 1.51芳香烃/%

总计/% 0.05 1.43 7.57 19.13 27.08 23.50 19.47 1.76 100.00总计/%

大 庆 油 田

中 原 油 田

— — 5.87 8.87 6.93 0.55 — 22.22

0.10 1.42 17.17 32.34 32.59 15.41 0.97 100.00

P309表7.4 大庆200~500℃馏分的烃族组成实沸点范围/℃ 烷烃/% 正构烷烃 异构烷烃 环烷烃/% 一环烷烃 二环烷烃 三环烷烃 四环烷烃 五环烷烃 六环烷烃 芳香烃/% 单环芳烃 双环芳烃 三环芳烃 四环芳烃 五环芳烃 未鉴定 噻吩类/% 200~250 55.7 32.6 23.1 36.6 25.6 9.7 1.3 — — — 250~300 62.0 40.2 21.8 27.6 18.2 6.9 2.5 — — …… 此处隐藏：2220字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……