石油和石油产品.docx

1、石油和石油产品 石 油 和 石 油 产 品 基 础1.原油组成主要元素： 碳 8587%， 氢 1112%，其它如硫，氮，氧等14%还有钒，铁，钙，钠，镁，砷等，全世界原油中共鉴定出59种元素，其中金属元素45种。 化学结构：烷烃： C 14气态，C515 液态, C16以上正构烷烃为固体（蜡） 环烷烃： 饱和烃，有单环和多环，常带有侧链 芳香烃： 在较高沸点（120300）馏分中含量较多 烯烃： 原油中一般不含或很少，主要在炼制过程中大分子烃热分解产生含硫化合物： 活性 元素硫，H2S，RSH非活性 RSR，RSSR，噻吩，环硫醚含氮化合物： 碱性化合物 吡啶，喹啉，胺(RNH2)及它们的同

2、系物 中性化合物 吡咯，吲哚，咔唑及它们的同系物 含氧化合物： 酸性化合物 环烷酸，酚类，脂肪酸等中性化合物 醛，酮，醚等 胶质，沥青质：含C，H外，还含S，O，N等元素2.原油分类a.特性因素分类: K 12.1 石蜡基原油 K 11.5 12.1中间基原油 K 10.5 11.5环烷基原油b.含硫量: S 0.5 % 含硫原油 S 2.0 % 高硫原油3. 天然气分类a.是否伴生: 伴生气 非伴生气 纯气田天然气 主要甲烷,少量乙丙丁烷及非烃 凝析气田气 甲乙烷外,有一定量丙丁戊烷及以上轻油馏分b.干湿分类: 干气(贫气) 主要是甲烷，内含气体汽油 100g/m3 700800g/m34各

3、种石油产品含碳原子数及沸点范围 馏 分产 品碳原子数沸点范围 轻油溶剂油C5 C630 150汽油C 5 C11200以下航空煤油C10 C15150 250煤油C11 C16180 310柴油C15 C16200 360 重油润滑油（锭子油，机械油，汽缸油）C16 C36360以上凡士林C20 C36石蜡C20 C35370 560地蜡C35 C55650 690沥青C30 以上石油焦主要成分C5各馏分分子量 平均分子量 馏 分 汽油100 12040 200 煤油180 200 120 300轻柴油210 240200 300 低粘润滑油300 360 350 500 高粘润滑油370 5

4、00 重质燃料油 500 6石油产品典型比重/密度值 kg/l API密度 kg / BBLBBL / 吨 LPG0.559121.6 888811.25 汽油0.761 54.412099 8.26 煤油0.799 45.612703 7.87 轻柴油0.844 36.213419 7.45润滑油0.890 27.514150 7.07 工业燃油0.939 19.214929 6.70 重质燃油0.960 15.915263 6.55 石蜡0.799 45.612703 7.87 润滑脂0.998 10.315867 6.30 沥青1.038 4.816503 6.06 按1BBL = 15

5、8.99升计算 (42 gallon) API =131.5 (比重为60F/60F)7.石油产品发热量和比重的关系比重（15/4）总发热量比重 （15/4）总发热量cal/gcal/cm3cal/gcal/cm30.801105088400.901059095400.811101089200.911054095900.821097089900.921049096600.831092090600.931044097100.841087091300.941039097700.851083092000.951034098300.861078092700.961029098800.871073093

6、400.971024099400.881069094100.981019099900.891064094700.9910140100401.0010090100908.环烷基油主要产区及加工工艺 a.我国 华北羊三木 工艺: 润滑油馏分糠醛精制白土处理 中海油 绥中36-1, 曹妃甸 克拉玛依 九区, 环烷酸多,杂环化合物多 辽河欢喜岭, 环烷酸和杂环化合物多工艺：润滑油馏分加氢预精制糠醛萃取临氢降凝白土处理 b.国外 委内瑞拉 ERGON 处理能力40万吨CALMENT 处理能力20万吨瑞典 NYNAS 处理能力70万吨 (委内瑞拉原油) 工艺：蒸馏润滑油馏分 加氢脱酸加氢处理常压汽提临氢降

7、凝加氢精制 丙烷轻脱沥青油 常减压蒸馏产品 9石蜡，地蜡，胶质，沥青质和石油酸a.石蜡和地蜡 石 蜡 地 蜡 结晶大,板状结晶 细微结晶,微晶型，韧性好，粘附性及 抗拉强度优于石蜡 柴油、润滑油中分离出 重润滑油馏分及减压渣油中分出 M较低, 300500 M较高, 500700 碳原子数 2035,(2030) 碳原子数 3555,(3060)熔点 3070 熔点 6090 正构烷烃为主,少量异构烷烃,环烷烃 环状烃为主(主要是环烷烃),少量正、异构烷烃 与浓硫酸100不起反应 化学较活泼,会与硫酸起反应 b.胶质与沥青质 沥 青 质 胶 质 黑色无定型,脆性的固体物质 黄色至暗褐色，多半为

8、粘稠液体(有些呈无定型) 不溶于低分子烷烃 能溶于低分子烷烃中 M 20006000 M 10002000 H/C较小,1.11.4 H/C较高,1.41.7芳香度较高,0.40.6 芳香度低,0.20.4在石油产品中形成胶体溶液，但不溶于石油醚 在石油产品中形成真溶液，能溶于石油醚溶于芳烃中成胶体溶液化学不稳定,易被空气氧化生成沥青质。260300转变为沥青质 300以上,分解成焦炭状物和气体 易磺化而溶于H2SO4C液体石蜡C9C20正构烷烃，熔点-5336.8。从煤油、柴油经分子筛或脲素脱蜡而得到；部分从溶剂脱蜡或压榨脱蜡而得到，但质量较低。d石油酸主要有环烷酸，脂肪酸及酚类。其中环烷酸

9、最重要，约占石油酸性氧化物的90%左右，但它在石油中的质量分数多在1% 以下。环烷酸在中间馏分（沸点范围约为250350左右）中含量最多，而在低沸馏分及高沸重馏分中环烷酸含量都比较低，大致从煤油馏分开始，随馏分沸点升高其含量逐渐增加，到轻质润滑油及中质润滑油馏分其含量达到最高点，以后又逐渐下降。黏稠难挥发油状物，特殊气味，凝点低；低分子无色，分子量增加色深；不溶 于或难溶于水，能溶于C-H化合物。密度小于1.0g/cm3。重金属盐黏稠油 状，油溶性；碱金属盐易溶于水和乙醇。生产工艺： 原油蒸馏煤油/柴油碱洗脱油酸化水洗/风干成品10石油炼制的原理a. 一次加工 把原油蒸馏分为几个不同沸点范围的

10、馏分。加工装置为常压蒸馏和常减压蒸馏，蒸馏得到制取汽油、煤油、柴油、 润滑油或其他石油产品的组分或原料，它们叫直馏产品。b二次加工 将一次加工得到的馏分再加工变成石油产品，又叫深度加工。加工装置分为两类：转化装置 如催化裂化，加氢裂化（将常压重油或减压馏分油转化为汽 油，喷气燃料，柴油）； 催化重整（将直馏汽油馏分转化为高辛烷值汽油）； 焦化及减粘裂化（将减压渣油转化为轻质油品或燃料油）。精制装置 除去直馏产品或二次加工产品中的各种杂质以得到质量符合要求的各类石油产品。如汽油脱醇，汽、柴油加氢，润滑油加氢等。11常减压的产物和产率蒸馏塔部位产 物 名 称沸 点 范 围/一般产率/%初馏塔顶汽油

11、组分或重整原料初馏点95或13024常压塔顶汽油组分或重整原料95200或9513038或24常压一线灯用煤油或喷汽燃料200250或13025058或810常压二线轻柴油馏分250300710常压三线重柴油或轻柴油组分300350 710常压四线变压器油原料或裂化原料35037045减压一线裂化原料或农用柴油组分37040045减压二线润滑油原料或裂化原料400450910减压三线润滑油原料或裂化原料45050010.511.5减压四线润滑油原料或裂化原料5005354.55.512. 原油简易蒸馏的馏分切割参照如下: a. 常压蒸馏 初馏 100 100 125 125 150 150 1

12、75 175 200 b. 10 mmHg减压蒸馏 117（常压沸点 250） 117 138（常压沸点250275） 138 158（常压沸点275300） 158 200（常压沸点300350） 200 240（常压沸点300395） 240 265（常压沸点395425） 265 285（常压沸点425450） C. 120，180），倾点200,热分解温度280。多元醇酯 由多元醇与脂肪酸催化酯化脱水反应而得；黏度大于双酯；VI低于双酯，但高于矿油；热安定性好，热分解温度310以上。复酯（聚酯） 由二元酸和二元醇酯化成长链分子，其基端基再为一元酸或一元醇酯化而得高黏度基础油。对酯类油而

13、言，链长增加，V和VI增加，倾点升高；侧链位置离酯基越远，对V和VI的影响越小。20合成油的性能特点a. 具有较好的低温性能及黏温性能；b好的热安定性；c对添加剂的感受性好；d挥发度低；e不足之处是对橡胶相容性差：PAO会使某些橡胶轻微收缩和变硬；酯类油对某些地区橡胶发生较大膨胀，对胶料的影响比矿物油大。类 别 热分解温度长期工作短期工作黏度指数凝点矿物油2503409312113514950130-45-6PAO33817723231634380150-60-20双酯283175200220110190-80-40多元醇酯31617719021823260190-80-15聚醚2791631

14、7720421890280-65+5磷酸酯194421931771352323060-50-15硅油388218274316343100500-90+10硅酸酯340450191218260288110300-60聚苯醚454316371427482-10010-15+20全氟碳化合物288343399454-24010-60+16聚全氟烷基醚23226028834323355-77-4021油品使用中的变化 a黏度变化 由于部分VII和增黏剂被剪切降解，油品热裂，黏度降低；随后又发生氧化缩合变稠，油品对烟炱、油泥溶解，油黏度又在最低点后逐渐增大，但应平缓。 b. 酸碱值变化 TBN逐渐降低，

15、AV升高；这是由于油品逐渐氧化，添加剂消耗而致。 c. 戊烷不溶物增大 油品氧化，添加剂稀释，磨损产生的金属粉末、灰尘及积炭的总和。 d. 金属元素含量增加 Al 铝活塞及铝合金轴瓦磨损 Cu 轴套 Si 沙尘，抗泡剂 Fe 轴承及各种设备磨损 油品劣化表征： a. 外观变化 乳化，色深，含水b. 黏度变化 氧化进水,产生油泥,黏度上升 VII及增黏剂剪切后,黏度下降 c. EP剂消耗 受热分解(IR分析) d. 灰分增加 金属粉末,促进氧化催化,继续磨损e. AV变化 f. 水分增加 润滑不良,腐蚀,促进氧化,齿面擦伤 g. (正戊烷,苯,石油醚)不溶物 氧化产物:胶质,沥青质,炭状氧化物,

16、尘土,金属磨损物 22.基础油分类a. 我国Q/SH R001原 油 性 质 石 蜡 基中 间 基环 烷 基 类 别 超高VIVI140 很高VI120VI140 高VI90VI120中VI40VI90低VIVI40通 用 基 础 油UHVIVHVIHVIMVILVI专 用基础油低 凝UHVIWVHVIWHVIWMVIW深度精制 UHVISVHVISHVISMVISb.我国Q/SY 44-2009 通用润滑油基础油 项目 MVI HVI HVIS HVIW HVIH HVIP VHVI饱和烃，% 90 90 90 90 90黏度指数VI 80VI9595VI12080VI110110VI120

17、 120c. API 1509 (第14版)分 类W (饱和烃)/ %W (硫)/ %黏 度 指 数 0.03 和 80VI120 90 和 0.03 和 80VI95）问题：紫外光安定性差，脱蜡时过滤困难，蜡膏含油量高。大庆炼化 Chevron Texaco.Isodewaxing技术（99.1），20万吨/年。原料：大庆石蜡基油经糠醛精制和酮苯脱蜡后的减二线、经糠醛精制后的减四线、轻脱沥青油。工艺：加氢脱氮-异构脱蜡-加氢后精制，（全加氢工艺）。产品：高VI、低倾点的HVI H150，VHVI H350，VHVI H90BS。副产优质航煤和柴油。问题：150SN原料的处理量未达设计要求；重

18、组分收率未达设计，且催化剂使用时间延长，轻质润滑油收率明显上升；150BS原料生产的VHVI H90BS基础油中有絮状物。克炼石化 RIPP（北京石科院）专利技术。 30万吨/年。原料：克拉玛依环烷基稠油润滑油料。工艺：润滑油高压加氢 即加氢处理、临氢降凝、加氢补充精制三段串联。产品；橡胶油系列，光亮油系列，白油系列，KVG系列。如KN4006，4010；150BS；KVG46，68，220等。高桥石化 Chevron Texaco技术。 30万吨/年。荆门石化 RIPP技术。 20万吨/年。茂名石化 RIPP技术。 40万吨/年。b. GTL（天然气转化为基础油，Gas To Liquid）Fischer -Tropsch Process (F-T工艺) ：第一步，天然气（CH4）转化为合成气（CO+H2）；第二步，在费托（FT）反应器中，在Co和