石油化工分析课件.ppt

石油化工分析（二）,第一章 石油产品理化性质的测定第二章 原油评价及组成分析,09.12.2022,2,第一章 石油产品理化性质的测定,1.1 概述1.2 基本理化性质的测定1.3 蒸发性能的测定1.4 燃烧性能的测定1.5 安定性能的测定1.6 低温性能的测定1.7 腐蚀性能的测定,1.8 电性能的测定1.9 油品中杂质的测定1.10 其他石油产品的测定1.11 近代质量监控方法,09.12.2022,3,1.1 概述,1.1.1 全球能源形势与展望1.1.2 石油产品理化性质的测定的目的和意义1.1.3 石油产品标准和试验方法标准1.1.4 石油产品理化性质测定前的准备和数据处理,09.12.2022,4,1.1.1全球能源形势与展望,（一）全球油气总资源量前欧佩克秘书长苏布罗托认为全球最终可采石油资源总量应在27401083560108 t之间。第十三届世界石油大会报告认为，全球石油总资源量可达3000108 t以上；93年来中国访问的美国石油专家认为：全球石油总资源量可能在3000108 t左右。,09.12.2022,5,另据美国油气杂志（OPG）介绍截止1993年1月1日全球已探明的石油储量是1360108 t，天然气储量是138万亿m3；截止2003年1月1日全球已探明的石油储量是1654.7亿吨，天然气储量是155.8万亿m3。2000年1月21日中国石化报报道：全球共有常规石油可采资源量为3200亿吨，人均53吨（我国人均仅10吨）；全球天然气可采资源量为400万亿m3，人均6.7万m3（我国人均仅0.77万m3）。,09.12.2022,6,上述分析数据普遍只考虑了常规石油资源，而忽略了资源十分庞大的非常规石油资源如重油（西藏伦坡拉，曙光地区，乌尔禾重油）、沥青、焦油砂和油页岩等。仅我国油页岩储量就达4831亿吨，其中含油量5%的表内储量为311亿吨。第十五届世界石油大会报告认为全球油页岩储量（5%）在3000亿吨以上。,09.12.2022,7,可作为煤炼油的煤储量我国为5431亿吨（占我国总储量的70.1 %），煤储量7703亿吨。所以，若加上非常规石油资源，全球最终可采石油总资源量将会十分可观。但就前苏联油气资源分析专家玛得列夫斯基分析，他说：“尽管全球的油气资源十分庞大，并不存在油气资源濒临枯竭的危险，但低价石油资源的时代已经过去或即将过去，未来油气资源的开发成本将越来越高。”,09.12.2022,8,（二）油气资源的分布1. 全球油气资源的分布在以探明的油气资源中，75 %的油和78 %的 气分布在中东、前苏联和北美地区。已探明的1360亿吨油：中东占66.4 %（903亿吨），并且海湾五国（沙特、科威特、伊朗、伊拉克、阿联酋）占64.3 %（875亿吨），前苏联、美国和其它国家占33.6 %（475亿吨）。,09.12.2022,9,据96年内刊报导我国已探明的石油储量为154 亿吨：新疆（准噶尔、塔里木、吐哈地区）110亿吨，海洋11亿吨，其它老油田33亿吨。97年西北信息报报道：陕、甘、宁盆地发现大油气田，石油地质储量为5亿吨，天然气储量为4.8万亿m3。2000年2月15日中央电视台报道，我国渤海发现6亿吨的大油田（油层厚150 m，面积50 Km2）。,09.12.2022,10,在已探明的138万亿m3油气中：独联体占55万亿m3（40 %）、中东43万亿m3（31 %）、其它国家40万亿m3（29 %），其中我国1万亿m3。我国曾经二次对我国油气资源作过全面评价。一次是在1987年：石油地质储量787亿吨（含未探明的）。另一次是在1993年：石油地质储量940亿吨（陆上694亿吨，海域246亿吨，未含南中国海各盆地），可采石油资源量为100130亿吨（即人均10吨），天然气可采量为710万亿m2（人均0.77万m2）。,09.12.2022,11,今后最有可能获得石油重大新发现的地区是： a.中东勘探程度尚低的一些盆地； b.独联体的东、西西伯利亚和北里海地区（几亿吨大油田已发现几个）； c.南美州的新盆地； d.中国的塔里木和准葛尔盆地及东、南海（本世纪的焦点，现其邻国已开采油4000万吨/年。我国南海共有27个岛屿，我国占7个，台湾一个，我国目前在南海无一口油井）；e.世界各地勘探程度尚低和未勘探的盆地。,09.12.2022,12,2 我国主要油田分布及产量如下表：,09.12.2022,13,1.1.2 石油产品理化性质的测定的目的和意义,众所周知、由石油可生产出上千万种产品及半成品、如液化气、汽油、航空煤油、灯油、柴油、重油、各种润滑油、石蜡、地蜡、沥青、焦炭和各种化工原料（乙烯、丙稀、丁烯、丁二烯、乙炔、苯、甲苯、二甲苯等）无论是成品还是半成品、都必须符合一定的标准、以满足消费者的使用要求。石油产品分析包括理化性质的测定和化学组成分析两个方面。,09.12.2022,14,1.1.3 石油产品标准和试验方法标准,石油产品标准包括产品分类、分组、命名、代号、品种、规格、技术要求、质量检验方法、检验规则、产品包装、标志、运输、储存、交货和验收等技术。根据标准的适应领域和有效范围分为三级（1）国家标准 （2）行业标准 （3）企业标准,09.12.2022,15,a.国家标准如：GB 6536-85(90) 或GB/T- 确认年代 批准年代 标准发布顺序号 国标代号,09.12.2022,16,b.行业标准SH - 或SH/T- 石化行业ZBE - 专业标准 批准年代 顺序号 二级类目号 一级类目号 专标代号,09.12.2022,17,1.1.4 石油产品理化性质测定前的准备和数据处理,（一）采样 采样是从整批油料中采取少量供测试用的样品的操作过程。（二）数据处理 对数据处理和判断，具体分述如下： a.重复性的应用；b.再现性的应用,09.12.2022,18,1.2 基本理化性质的测定,1.2.1 密度和相对密度1.2.2 平均分子量1.2.3 苯胺点1.2.4 黏度1.2.5 闪点、 燃点与自燃点1.2.6 残碳,09.12.2022,19,1.2.1 密度和相对密度,（一）概念：密度：单位体积所含物质在真空中的质量（m） = m(真空)/v 单位：g/cm3， Kg/m3， t/m3标准密度:视密度：测量温度下的密度。相对密度（比重）：物质密度与规定温度下水的密度之比。 d= 油/水 无量纲,09.12.2022,20,1.2.2 平均分子量,1.测定意义在工程计算中是很重要的参数，如：石油化工产品汽化热，石油蒸汽体积、分压等的计算均要用到；油品组成分析，如：n-d-M、E-d-M；在未知样平均分子式的确定、结构剖析中均要用到。2.平均分子量的概念对于纯物质，如已知分子式，由各元素的摩尔质量便可计算出分子量，但石油化工产品是复杂的有机化合物的混合物，其分子量是各组分的分子量的平均值。,09.12.2022,21,故称为平均分子量，用下式表示： 即平均分子量是各组分的分子量与其摩尔分数的乘积之和。,09.12.2022,22,式中n为组分数，xi为i组分的分子分数，Mi为i组分的分子量。此式是平均分子量的数学表达式，但由于油品中组分繁多，并且到目前为止，许多馏分油尚不能测定出各单体烃的含量，所以此式不能用于计算石油产品的平均分子量。实际上石油产品平均分子量常用经验式计算或直接测定。,09.12.2022,23,1.2.3 苯胺点,苯胺点是有机化合物的混合物的特性参数之一，具有可加性，如：、A、vt都是具有可加性的指标。1.概念 苯胺点：衡量轻质石油产品溶解性能的指标。在石油工业中常用苯胺作溶剂，测定石油化工产品或某些烃类在苯胺中的溶解度，当苯胺与试油在较低温度（室温）下混合时分为两层，加热之，试油在苯胺中的溶解度增大，继续加热至两相刚好达到完全互溶，这时界面消失，此时混合液的温度即为苯胺点（也称为临界溶解温度）。,09.12.2022,24,定义苯胺与试油混合后所测得的临界溶解温度，称为苯胺点，单位。由于组成油品的各种烃类的极性是不同的，按相似相溶理论，各种烃类在苯胺中的溶解度是不同的。烃类分子的结构（极性）与苯胺分子结构（极性）越相似，这种烃类在苯胺中的溶解度就越大，苯胺点越低，换句话说，烃类分子结构与苯胺分子结构越相似，溶解（互溶，达临界溶解温度）所需温度越低，苯胺点越低。相反，烃类分子结构与苯胺分子结构越不相似，溶解所需温度越高，苯胺点越高。,09.12.2022,25,对于不同的油品来说，由于组成不同，它的苯胺点是不同的，即使两个沸程范围相同的油品，但来自不同原油，苯胺点也会不同。这是为什么?经研究表明，这主要与油品的化学组成有关。除此之外，还与剂油比和苯胺纯度以及操作条件有关。,09.12.2022,26,1.2.4 黏度,黏度是评价原油及其产品流动性能的指标，在原油和石油化工产品加工、运输、管理、销售及使用过程中，黏度是很有用的物理常数。如输送过程中，黏度对流量、压力降影响很大。在石油加工中，黏度是检验许多石油产品的重要质量指标。因此黏度是很重要的物理常数。其也具有可加性。,09.12.2022,27,（一）黏度的定义、表示方法及单位1.定义：在某一温度下，当流体受外力作用而作层流动时，液体分子间产生的内磨擦力叫黏度。 按照牛顿内磨擦定律，当液体处于层流状态时，一层液体对其相邻一层液体作相对运动时内磨擦力（F）的大小，与两层液体的接触面积（A）成正比，与速度梯度（dv/dx）成正比。其数学表达式为：,09.12.2022,28,式中F为两液层之间的内摩擦力，N；A为两液层的接触面积，m2；dv为两液层的相对运动速度，m/s；dx为两液层的之距，dv/dx为与流动方向垂直的速度梯度，s-1；为内摩擦系数，即液体的动力黏度，Pas。,09.12.2022,29,1.2.5 闪点、燃点与自燃点,（一）概念闪点：可燃性液体蒸汽同空气的混合气在一定的浓度范围内临近火焰时，发生短暂闪火（爆炸）的试油的最低温度，。燃点：在闪点后，继续提高油温，油品可继续闪火，火焰存在时间越来越长，当达到某一温度时，引火后所形成的火焰至少5秒内不熄灭，此时油温即为燃点，。,09.12.2022,30,自燃点：将油品在密闭容器中预先加热至某一温度，然后与空气接触，则不需要点火能发生自动着火燃烧时的最低温度，。由定义知：闪点、燃点都需要外部引火，而自燃点无须外部引火。,09.12.2022,31,(二）闪点、燃点、自燃点与油品及组成关系1.与油品关系：（见书P200表5-22） 油品越轻：闪点、燃点越低，但自燃点越高； 油品越重：闪点、燃点越高，自燃点越低,09.12.2022,32,2.与组成关系： C数相近（或t相近） 闪点：烷环、芳 燃点：烷环、芳 自燃点：烷环芳,09.12.2022,33,在同簇烃类中：分子量大，闪点、燃点高，自燃点低分子量小，闪点、燃点低，自燃点高油品闪火爆炸并不是只要油气和空气混合遇明火便能发生，而是需要一定条件的。,09.12.2022,34,1.2.6 残碳,1.定义：在残炭测定器中加热试油，在不通空气的条件下经蒸发、分解、聚合、缩合后所剩余的焦黑色残留物称为残炭。用m %表示。残炭是评定重质燃料油、润滑油、轻柴油10 %蒸余物的积炭生成倾向的指标。残炭主要是由胶质、沥青质及多环芳烃的缩合物形成。残炭高说明试油中含沥青质、胶质、稠环芳烃多，烷烃、环烷烃少。,09.12.2022,35,残炭与组成的关系：烷烃环烷烃芳烃稠环芳烃沥青质、胶质。2.测定方法：康氏残炭、电炉法残炭和兰氏残炭。 （1）康氏残炭（GB268-87）参照ISO6615-1983方法制定 （2）电炉法残炭（ZBE30011-88，以前SY-2611-77） （3）兰氏残炭（ZBE30001-86，参照ISO4262-78）,09.12.2022,36,1.3 蒸发性能的测定,1.3.1 沸程和馏程1.3.2 饱和蒸汽压1.3.3 汽油的气夜比（V/L）,09.12.2022,37,1.3.1 沸程和馏程,（一）概念：沸点：对于纯物质，它的沸点等于在一定外压下，其 饱和蒸汽压与外界压力相等时的温度，。特点：外压一定时，纯化合物的沸点是一个恒定值。 BP与e无关。但对于由沸点不等的有机化合物的混合物所组成的石油产品来说，需用某一温度范围沸程来表示其蒸发性。,09.12.2022,38,沸程：在规定条件下蒸馏所测得的从初馏点到终馏点表示试油蒸发特性的温度范围。特点：外压一定时，混合烃的沸点不是一个恒定值，而是一个温度由低到高的温度范围。沸程与e有关，随沸腾温度升高，e增加。馏程：在规定的条件下蒸馏100 mL试油所建立的V %-t馏之间的馏分组成关系，即沸程相同的两油馏分组成并不相同。,09.12.2022,39,二者的区别： 馏程，V %-t之间的馏分组成关系； 沸程，从t0-t终温度范围。（二）测定馏程的方法 1.恩氏蒸馏（馏出温度法）GB255-88 2.蒸发温度法（GB6536-97）,09.12.2022,40,1.3.2 饱和蒸汽压,1.石油馏分的蒸汽压 纯物质：其蒸汽压是在某一温度下，当液体同其液面上的蒸汽呈平衡状态时，由此平衡蒸汽产生的压力称为饱和蒸汽压，简称蒸汽压（Kpa）。 石油馏分：石油馏分蒸汽压可由道尔顿分压定律和拉乌尔定律。,09.12.2022,41,2雷德蒸汽压（GB257-64）（1）定义：在雷德蒸汽压测定器中，液体燃料与其平衡的蒸汽体积之比为1:4，在38时所测得的由燃料蒸汽产生的最大压力（KPa）。 雷得蒸汽压适用于评定发动机燃料的蒸发强度、启动性能、生成气阻的倾向和在贮存、管理中损失轻组分的倾向。,09.12.2022,42,1.3.3 汽油的气夜比（V/L）,1.定义： 汽液比：指在101.325 KPa（1 atm），任意规定温度下，与液体平衡的蒸汽体积对装入的0的液体燃料的体积比。 即 无单位 （1-89）报告V/L=20时的温度。该温度越低，汽油中含轻组分越多，蒸发强度越大，P雷越大，挥发性越大，反之亦然。,09.12.2022,43,1.4 燃烧性能的测定,1.4.1 爆震现象的产生及危害1.4.2 产生爆震的主要原因1.4.3 燃料的抗暴性1.4.4 抗爆性的测定1.4.5 喷气燃料的燃烧性,09.12.2022,44,1.4.1 爆震现象的产生及危害,1.汽油机爆震现象的产生 汽油机又称点燃式发动机和汽化器式发动机。除有些种类的摩托车的发动机为二冲程外，其余大多数汽油机车的发动机多为四冲程发动机。即都要经历：吸气（油气和空气混合后吸入气缸）、压缩、燃烧膨胀做功、排气四个工作过程。,09.12.2022,45,爆震是汽油在气缸中燃烧时产生的，所以先了解燃料是怎样燃烧的。烃+空气（O2） 过氧化物深度氧化，生成过氧化物当温度升高至烃类自燃点，过氧化物积累致一定浓度，便自燃燃烧CO2+CO+H2O+Q,09.12.2022,46,简而言之，汽油机爆震现象的产生是因为汽油中含有较多的自燃点低易氧化的烃类，使烃类自燃点下降，未燃区产生过多的过氧化物，气缸温度升高超过自燃点，便在气缸内产生多个燃烧中心而自燃，从而引起爆震。结果产生金属敲击声、排气冒黑烟。,09.12.2022,47,2.柴油机爆震现象的产生 压燃式发动机简称柴油机，它的工作过程也分为四冲程和二冲程（打柱机），现以四冲程柴油发动机为例说明柴油机爆震现象的产生。（吸气、压缩为一个冲程，做功、排气为一个冲程）,09.12.2022,48,如果此时柴油质量不好，含自燃点低易氧化烃类少，（十六烷值低，或压缩比小），喷入气缸的柴油不易氧化，过氧化物准备不足，迟迟不能自燃，从而使滞燃期延长，使喷入气缸的柴油积累过多，一旦自燃开始，便同时燃烧，此时气缸温度迅速上升，压力急剧升高，燃烧以爆炸方式进行，故出现金属敲击声和排气带黑烟。此即为柴油机爆震现象的产生。,09.12.2022,49,简而言之，柴油机爆震现象的产生是因为柴油中含有自燃点低易氧化的烃类少，过氧化物准备不足，迟迟不能自燃，使滞燃期增长，从而使喷入气缸内的柴油积累过多，一旦自燃，这些积累过多的柴油同时燃烧，而使温度急剧上升，压力急剧升高，故而产生爆震。,09.12.2022,50,3.危害： 损坏和烧蚀机件：由于爆震波的产生（10002000 m/s），撞击燃烧室内壁、活塞顶，易损坏气缸和活塞，同时也由于燃烧速度太快加剧机件磨损，由于爆震时局部温度过高（25003000）会烧蚀气门、活塞和活塞环，使发动机不能正常运行。,09.12.2022,51,磨损加大，功率下降，油耗增加：由于爆震时，温度过高，燃烧产物（CO2，CO）在高温下就要发生解离，析出游离碳，其中少部分沉积在气缸壁、活塞顶上，使磨损加大，大部分则随废气排出（黑烟），同时也因迅速燃烧而使气缸内油燃烧不完全，不能使燃料全部变成热而做功，使发动机功率下降，也使发动机得到单位功率所需油耗增加。同时也由于爆震波的产生要消耗能量，所以功率下降。,09.12.2022,52,1.4.2 产生爆震的主要原因,1.与烃类（燃料）组成有关： 汽油：由汽油机爆震现象的产生分析知：由于汽油中含自燃点低易氧化的烃类过多，而使其自燃点降低，即气缸未燃区中烃类太易氧化，点火后，火焰前峰尚未到达，发生自燃、产生多个燃烧中心，而引起爆震。即爆震的产生与汽油的组成有关。汽油中易氧化烃类（烷烃）多，自燃点下降，便易产生爆震。,09.12.2022,53,各种烃类氧化难易顺序、自燃点高低大致如下：C数相同时：正构烷烃正构烯烃异构烯烃环烷烃异构烷烃芳烃 （最易氧化，自燃点最低） （最不易氧化，自燃点最高）,09.12.2022,54,1.4.3 燃料的抗暴性,抗爆性：燃料在发动机中燃烧时抵抗爆震的能力。（一）抗爆性的表示方法 1.汽油抗爆性表示方法 辛烷值（octane number）ON（衡量汽油抗暴性的指标） 定义：在实验用标准单缸发动机中将试油与标准燃料比较，当试油抗爆性与某一组成的标准燃料抗爆性相等时，标准燃料中所含异辛烷的体积百分数（V）即为试样的辛烷值。,09.12.2022,55,二者以不同体积比例混合，可得不同抗爆性等级的标准燃料，如果某一待测试油的抗爆性（最大爆震读数）与某一体积比的标准燃料抗爆性相同，则该汽油的辛烷值就等于该标准燃料混合液中异辛烷的体积百分数。,09.12.2022,56,2.柴油抗爆性表示方法 十六烷值（CN）cetane number 把试油与标准燃料对比的方法来测定十六烷值。 二者以不同比例混合，可得一系列不同抗爆性等级标准燃料，当试油抗爆性与某一体积比的标准燃料抗爆性相等时，试油十六烷值就等于该标准燃料中正十六烷的体积百分数。,09.12.2022,57,1.4.4 抗爆性的测定,1.汽油抗爆性测定方法： MON*（内插法，压缩比法），RON（压缩比法，固定爆震读数，改变压缩比，由压缩比可查RON），道路ON，调合ON，品度值，间接测定方法（如IR法，核磁法，气相色谱，介电常数法）。间接测定法是发展趋势，IR法误差1。,09.12.2022,58,2.柴油抗爆性测定方法 柴油CN测定（见书P224） 根据柴油着火方式分为：临界压缩比法；延迟点火法；同期闪火法和“着火滞后期”法。我国标准中采用“着火滞后期”法。另外由于测定CN费用高，难测定，所以可采用一些经验式来估算CN：如：,09.12.2022,59,1.4.5 喷气燃料的燃烧性,（一）喷气式发动机的工作原理1.喷气发动机的工作特点 喷气发动机的优点：a.飞行高度高：可达23万米高；b.飞行速度快:超音速14M(Mach number)，音速330 m/s（1188 km/h），M为音速的倍数（马赫数）1 M=2376 km/h；c.重量轻：且飞行速度越快质量越轻。飞行速度1000 km/h，重量仅是活塞式发动机的1/10；飞行速度2000 km/h，重量仅是活塞式发动机的1/50；d.省油：且飞行速度越快越省油。,09.12.2022,60,2.涡轮喷气式发动机工作原理（见书P225图5-33） 在涡轮喷气式发动机中，空气迎面经进气道进入离心式压缩机中，经压缩后的空气，压力可达35个大气压（35105Pa），温度可达到150200，进入燃烧室，同由喷油咀喷出的航煤混合成可燃气，并在燃烧室内进行连续不断地燃烧,09.12.2022,61,1.5 安定性能的测定,1.5.1 汽油的安定性1.5.2 喷气燃料的安达性1.5.3 柴油的安定性1.5.4 润滑油的安定性,09.12.2022,62,1.5.1 汽油的安定性,对直馏汽柴油来说，由于其中不含有不饱和烃、非烃含量也很少，所以直馏汽柴油是安定的。一般贮存几年仍能保持原有质量不变。 二次加工的汽柴油中含有相当量的烯烃和一些非烃化合物，这些组分在油品贮存或使用中由于受氧气、温度、光及金属的催化作用发生氧化缩合反应生成胶质或使油品颜色变深，结果使油品使用性能下降，质量变差。这类胶质随氧化程度的不同分为可溶性、不可溶性和粘附胶质，三者合称总胶质。,09.12.2022,63,1.5.2 喷气燃料的安达性,喷气燃料的安定性又称航煤热安定性或热氧化安定性。1.测定意义: 一般航煤都是直馏产品，所以它的贮存安定性良好。但是，大家都知道航煤是在高空中使用的，航煤不仅主要作为喷气式发动机的燃料，同时还起着冷却剂和润滑剂的作用，并且喷气燃料在使用时，油箱及各部分温度均高（飞行速度达2M时，油箱温度为100，换热器出口为180，喷油咀为210），再加上油中溶解氧及金属的催化作用，从而便客观上加速了油氧化变质，生成胶质沉渣。,09.12.2022,64,1.5.3 润滑油的安定性,润滑油的安定性主要与其化学组成，使用温度与氧接触的方式及金属的催化作用有关。润滑油在贮存和使用过程中，当受到温度光照和空气中氧及金属催化作用时，会氧化变质，颜色变深黏度增加，生成酸性化合物和胶质、沉渣。生成的酸性物质会腐蚀机件，胶质和沉渣会堵塞润滑系统的过滤器滤网和导油管使磨损增大，也会引起活塞环粘结，造成不良影响。,09.12.2022,65,1.6 低温性能的测定,1.6.1 浊点、结晶点、冰点1.6.2 凝点和倾点1.6.3 冷滤点,09.12.2022,66,1.6.1 浊点、结晶点、冰点,评定航汽、航煤低温流动性能的指标。 1.定义浊点：在试验条件下把试油冷却到出现混浊时的最高油温叫浊点，单位：。浊点也称为云点或雾点。结晶点（CP）：在浊点之后，继续冷却试油，出现肉眼可辨针状结晶时的最高油温叫结晶点，单位：。,09.12.2022,67,冰点：在结晶点之后，加热试油，使原来形成的烃类针状结晶消失时的最低油温叫冰点，单位：。以前认为结晶点=冰点（纯物质是这样），但由上述定义看，二者存在一定差别。即同一油的冰点高于结晶点，大约高13。浊点、结晶点测定按ZBE31008-88方法进行，冰点按GB2430-88进行，并86年新建立了石油产品浊点测定方法GB6986-86（适于浊点-49的轻油测浊点）。,09.12.2022,68,1.6.2 凝点和倾点,评价原油、柴油、润滑油、重质燃料油低温流动性能的指标。1.凝点、倾点定义及测量方法： 凝点（solidification point）：在规定条件下，将试油冷却到不能继续流动时的最高温度，单位。,09.12.2022,69,倾点（pour point）:在规定条件下，将试油冷却到能够继续流动时的最低温度，单位。同一油的倾点要比凝点稍高一些，一般高13。但二者均是评定油品低温流动性的指标。,09.12.2022,70,1.6.3 冷滤点,评定柴油极限最低使用温度的指标。 1.定义： 冷滤点是在测定条件下，试油开始不能通过过滤器20 mL时的最高温度。单位：。,09.12.2022,71,1.7 腐蚀性能的测定,1.7.1 硫和硫化物腐蚀性的测定1.7.2 有机酸含量的测定1.7.3 水溶性酸、碱的测定,09.12.2022,72,1.7.1 硫和硫化物腐蚀性的测定,类型硫化物性 质活性硫化物RSH(ArSH)类(-SH巯基)石油及石油产品中含量并不多，但危害较大，能直接腐蚀金属，并影响油品的储存安定性，有强烈臭味，空气中含500亿分之一便可嗅到，剧毒。S、H2S石油中含量极少，但热加工时中性硫化物将热解产生S、H2S，能直接腐蚀金属，H2S有剧毒，有臭味，空气中含1/106便可嗅到。,09.12.2022,73,中性硫化物 硫醚类R-S-R石油及石油产品中含量较多，低级硫醚有臭味。其类型有R-S-R、和环硫醚，不能直接腐蚀金属，但受热分解成H2S、RSH便能腐蚀金属。二硫醚类RSSR石油及石油产品中含量不多，低级二硫醚有臭味，热稳定性差，受热分解成H2S、RSH、S、R-S-R（可再分解）能腐蚀金属。 非活性硫化物 噻吩类无臭味，石油及石油产品中含量不多，但热加工产品中多，对设备无腐蚀，热稳定性也较好。,09.12.2022,74,石油加工中，硫化物对设备的腐蚀一直是人们关注的问题。H2S、S、RSH是腐蚀金属设备的主要硫化物，它们多是热加工时中性硫化物热分解得到的。当活性硫化物与氯盐（溶于水）共存时，则腐蚀加重（生成HCl），所以加工高硫（2 %）油时，设备必须衬铝，以防腐蚀。,09.12.2022,75,2.腐蚀性测定方法（硫和硫化物） （1）铜片腐蚀试验 （2）银片腐蚀试验（ZBE31009-88，原SY2223-76） （3）博士试验（SH/T0174） （4）硫醇性硫含量的测定,09.12.2022,76,1.7.2 有机酸含量的测定,有机酸存在类型：有机酸主要是指环烷酸和酚类，其次是脂肪酸、酸性硫化物、沥青质酸等。危害：腐蚀金属；催化油品氧化，使油品贮存安定性降低。 1.酸度和酸值的测定（GB258-88，GB264-83） 酸度和酸值能衡量出试油中有机酸和无机酸含量，但通常试油中不含无机酸，所以二者都是表示样品中有机酸含量的指标。,09.12.2022,77,定义： 酸度：中和100 mL试油所需KOH毫克数。单位：mg(KOH)/100 mL油。适用于汽、煤、柴油。 酸值：中和1 g试油所需KOH毫克数。单位：mg(KOH)/g油。适用于润滑油、重柴油、原油。,09.12.2022,78,1.7.3 水溶性酸、碱的测定,1.来源与类型： 矿物酸：主要是硫酸、磺酸和酸性硫酸酯 矿物碱：主要是NaOH和Na2CO3 二者均主要是加工油品（酸、碱洗涤，精制）时没有完全中和掉所致。,09.12.2022,79,2.危害： 腐蚀，酸能腐蚀大多数金属，碱能腐蚀铝、锌等金属； 催化油品氧化，使油品安定性下降。所以，出厂油品要求不含水溶性酸、碱。,09.12.2022,80,1.8 电性能的测定,1.8.1 绝缘强度和击穿电压1.8.2 电容率1.8.3 介电损失角正切1.8.4 容积电阻系数,09.12.2022,81,1.8.1 绝缘强度和击穿电压,衡量电器用油绝缘性能的指标。 （1）定义：击穿电压：在规定条件下，电器用油在电场作用下所能承受的最高电压叫击穿电压，单位KV。绝缘强度（介电强度）：单位厚度的油所能承受的击穿电压，KV/cm。即击穿电压除以油的厚度就是绝缘强度。,09.12.2022,82,（2）测定方法 GB507-86绝缘油介电强度测定法。 将两个直径为25 mm，相距2.5 mm（即油层厚度为2.5 mm）圆形平板电极放在盛油试杯中，在1535和空气相对湿度75 %的条件下接通电源，不断提高电压，直到击穿时为止，此时电压为击穿电压，由击穿电压可计算出绝缘强度。击穿电压4=绝缘强度。,09.12.2022,83,1.8.2 电容率,衡量电器用油在电容器中电容量大小的指标。（1）定义： 电容率（）是在一定温度下，同一电容器，当用油作绝缘介质时的电容（C油）与真空时电容（C真空）的比值。 单位：F/cm,09.12.2022,84,1.8.3 介电损失角正切,衡量电介质损耗电能多少的指标（或是衡量电介质绝缘性好坏的指标）。 电介质损耗（失）：电介质（电器用油）在电场作用下，单位时间内消耗的电量称为电介质损耗。损耗的能量转化为热能而引起介质温度升高（如变压器工作时发热就是由于电介质损耗所致）。,09.12.2022,85,1.8.4 容积电阻系数,衡量电器用油绝缘性的指标。容积电阻系数表示电容器用油绝缘性能的指标。导电率：在恒定电压和温度下，介质的导电能力称为导电率。导电率的倒数称为容积电阻系数，单位cm。 N越大，电容器的绝缘性能越好。,09.12.2022,86,1.9 油品中杂质的测定,1.9.1 石油产品的色度1.9.2 水分1.9.3 机械杂质1.9.4 灰分,09.12.2022,87,1.9.1 石油产品的色度,石油产品的颜色主要是由强染色能力的中性胶质所致。通常直汽、直柴和航煤是无色透明的。二次加工的油品（裂化焦化汽柴油）的颜色主要是由不饱和烃和非烃氧化聚合所生成的胶质所致。,09.12.2022,88,1.9.2 水分,1.油中水存在形式： a.悬浮水：以水滴形式悬浮于油中，肉眼可辨。 b.乳化水：以极小的水滴形式分散于油中。在油中呈胶体溶液，乳化水稳定，其保护膜是环烷酸盐类，形成油包水。 c.溶解水：以溶解状态存在于油中，一般溶解水在几十到200 ppm，油越重溶解水越多（因重油含芳烃，极性物多，所以溶解水多）。,09.12.2022,89,一般溶解水在成品油中乃至原油中是不可避免的，石油分析中把无水视为无悬浮水和乳化水。2.水分存在的危害：a.润滑油中含水：不但会增加机件腐蚀；而且会由于水同大于100的被润滑部件接触生成水蒸汽，而破坏润滑油膜，进而增大磨损。b.燃料油含水：一是降低燃料油热值，二是能因油在低温下使用析出冰粒而堵塞油路。尤其是航煤、柴油中含水，会造成堵塞油路，后果严重。,09.12.2022,90,c.原油中含水：一是增大运输量，二是给原油加工带来困难（冲塔、腐蚀）。如：我国现原油生产能力约为1.5亿吨，按1.5亿吨计（原油含水要求0.5 %），所以一年要多运75万吨水，即750列车（每列1000吨）。d.试验用油含水：影响结果准确性。如测量结晶点、凝点、冷滤点会由于水的存在使结果偏高。e.整原料含水：会使催化剂中毒。原因是水占据催化剂酸性中心，破坏酸性中心与金属中心的平衡使催化剂活性下降。所以重整原料在进入反应器前要蒸镏脱水。Pt-Rt重整要求含水5 g/g，Pt重整要求含水30 g/g。 所以，石油及石油产品中含水量必须严格控制。,09.12.2022,91,1.9.3 机械杂质,1.定义： 指存在于油品中所有不溶于所用溶剂（如汽油、苯等）的沉淀状或悬浮状物质。机杂组成：沙子、铁屑、粘土和矿物盐（如Fe2O3）等及炭青质。 机杂主要是加工精制时，贮存运输过程中混入的，以及油品中加入某些有机金属盐类添加剂带入的。,09.12.2022,92,1.9.4 灰分,1.定义： 试油在规定条件下，经燃烧、灼烧后所剩的不燃物质叫灰分。灰分主要是金属氧化物（有CaO、MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2及少量V、Ni、Na、Mn等金属氧化物）2.来源： 石油中的有机酸盐、无机盐和有机金属氧化物通常集中在渣油中，馏分油中这些盐类含量极少，是外界混入、腐蚀时进入或加入的添加剂如石油磺酸钙带入。,09.12.2022,93,1.10 其他石油产品的测定,1.10.1 石蜡和地蜡1.10.2 润滑脂1.10.3 石油沥青,09.12.2022,94,1.10.1 石蜡和地蜡,石蜡与地蜡是石油中的固体烃，蜡分石蜡和地蜡。二者的区别是：石蜡：板（片）状结晶，M=300500，C2037，来源于高沸馏分中（350500）。地蜡：小片状结晶，M=500900，C3560，来源于重质润滑油馏分及渣油中（500）。,09.12.2022,95,石蜡组成：主要是的C2035正构烷烃（66.594%），较少的异构烷烃。所以，熔点范围窄。地蜡组成：不同原油地蜡组成各异，主要是C3560带长烷基侧链的单、双环烷烃和正、异构烷烃，也含有带长异构侧链的13环的环烷芳烃所组成。所以，熔点范围宽。,09.12.2022,96,1.10.2 润滑脂,1.润滑脂的分类和特征： （1）分类：润滑脂在常温常压下是半固体软膏状物质，俗称“黄甘油”。 润滑脂按合成润滑脂所用稠化剂的不同分为如下四类：（同类、同组的脂按使用性能又分为级）,09.12.2022,97,2.润滑脂的组成及结构特点：（1）润滑脂组成：润滑油：7090 %；稠化剂：1030 %；稳定剂：少量；添加剂：少量。（脂中的添加剂主要是：防腐、防锈、抗氧化添加剂。）（2）结构特点：现以皂基脂为例来说明润滑脂的结构特点： 作为稠化剂的脂肪酸金属皂（如脂肪酸钠、钙、铝、钡、锂）类分散在润滑油（介质）中，在该分散体系中，在分子聚结成皂纤维或皂胶团。,09.12.2022,98,1.10.3 石油沥青,商品沥青分为道路沥青和建筑沥青两大类。沥青按来源又可分为天然、矿物和直馏沥青和氧化沥青四种，后两种是石油加工的副产品。沥青组成见书P266表5-60。 沥青的理化性能主要是针入度、软化点、延度，其次是脆点、薄膜烘箱试验、溶解度、蒸发损失、蒸发后针入度比、闪点、密度和蜡含量等。,09.12.2022,99,1.针入度：（GB4509-84）2.延度：（GB4508-84）3.软化点（GB4507-84）4.脆点5.薄膜烘箱试验6.溶解度：（GB/T11148）7.蒸发损失和蒸发后针入度比：8.闪点（开口）略 230。9.含蜡量：SH/T0425,09.12.2022,100,1.11 近代质量监控方法( 自学),1.11.1 色谱法在石油产品规格分析中的应用1.11.2 在线分析的应用,09.12.2022,101,第二章 原油评价及组成分析,2.1 原油评价2.2 烃类组成的测定2.3 非烃类组成的测定2.4 我国原油的特点,09.12.2022,102,2.1 原油评价,1、原油评价的目的及意义定义：在实验室采用特定的分离和分析方法，全面地测定原油的性质及其可能得到的成品（半成品）的性质和收率，这项工作成为原油评价。目的：了解原油特征，为设计炼油装置，制定加工方案提供数据，预测可生产的产品。根据评价结果同时还要考虑市场需求、产品价格、炼油装置种类等来判定所加工的原油的经济性，合理利用石油资源。这是原油评价的最终目的。,09.12.2022,103,2.1 原油评价,2.1.1 石油的成因2.1.2 原油的分类2.1.3 原油评价的内容2.1.4 原油一般性质的测定2.1.5 原油的汉柏蒸馏及简易蒸馏2.1.6 原油的实沸点蒸馏2.1.7 重油馏分的短程蒸馏2.1.8 气相色谱法模拟实沸点蒸馏2.1.9 原油的一次气化（闪蒸或平衡蒸发）,09.12.2022,104,2.1.1 石油的成因,按照生油原始物质的不同，可分为无机和有机两大学派。（无机说有力的证据优点：日本科学家用H2、CO，粘土做催化剂，在高温高压下确定合成了石油，所以也推论早期大气是由H2和CO组成。）无机学说：石油是由自然界的无机碳化物形成的；,09.12.2022,105,有机学说：石油是由地质时期中的生物有机质形成的。（在有机成因学派中，又分为早期成油和晚期成油两个分支。目前，晚期成油理论是一种流行的理论。）绝大多数学者支持有机学说，原因是在石油中发现了一系列带有生物有机物特征结构的标记化合物，使有机成因学派占了绝对优势。例如：聚异戊间二烯型烷烃和卟啉化合物是两类典型的石油标记化合物。叶绿素中的植醇链就是异戊间二烯型化合物的最丰富的来源，同样，叶绿素和血红素中存在的卟吩核则是石油中卟啉化合物的丰富来源。见P53图1.13。,09.12.2022,106,2.1.2 原油的分类,由于原油的组成十分复杂，因此对原油确切、统一的分类是困难的，这方面的研究工作也在不断的进行。但由于实际应用的需求，通常原油分类有按工业、地质、物理和化学的观点来分类，下面介绍目