1、石油工业通论 Introduction of Petroleum Industry,主讲人：刘宗堡 东北石油大学地球科学学院,第四部分 石油加工,第一节 石油炼制工艺 第二节 石油化工,第一节 石油炼制工艺,将原油或人造石油加工为汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青、石油焦等各种石油产品和化工原料的方法和过程叫石油炼制或炼油工艺。,一、石油的化学组成和物理性质 （一）石油化学组成 1、石油元素组成： 主要元素：碳、氢、氧、硫、氮 2、石油化合物组成 （1）烃类： 烷烃类 环烷烃 芳香烃 （2）石油的非烃组成 含硫化合物 含氮化合物 含氧化合物,(二)天然气的组成气（油）藏气中，天然气的主要成分
2、是烃类。通常甲烷占优势，并有数量不等的重烃气（C2+）。在某些伴生气中（气顶气或油溶气），重烃含量可以超过甲烷。非烃气在绝大多数气藏中为次要组成，但在个别情况下可以成为主要组成，形成N2、CO2、H2S气藏等。一般将C2+含量大于5%称为湿气，因为这些天然气在地表能析出液态烃。C2+含量5%称干气。,（三）石油的物理性质 1颜色和气味：颜色变化较大，从无色、淡黄色、黄褐色、淡红色、深褐色、黑绿色到黑色。 2密度和相对密度 ：原油的密度在20下，一般介于0.751.0之间。通常把相对密度0.9的石油称为重质石油，小于0.9的为轻质石油。 1桶0.159米3，国际上以沙特阿拉伯的轻质原油(相对密度
3、为0.855)为国际标准原油 1桶之重0.136吨。 3、粘度：指流体质点相对移动时所受到的内部阻力。它是对流体流动性能的度量，单位为帕斯卡秒（PaS）。 T、粘度；T、粘度高。P、粘度；P、粘度 4凝固点：将液体石油冷却到失去流动性时的温度称为凝固点。石油凝固点的高低取决于含蜡量及烷烃碳数高低。含蜡量高，则凝固点高，反之则低。 5导电性：原油是一种非异体，其电阻率高达1091016m。可利用此性质，用电阻率曲线来判断油水层。 6溶解性：石油易溶于有机溶剂而难溶于水。 7荧光性：石油及其大部分产品（轻汽油及石蜡除外），在紫外线照射下均发出特殊蓝光的现象，称为荧光。 8、沸点和馏程：每一种纯化合
4、物都有其沸点，是一个常数。石油是混合物，没有明确的沸点。,二、原油的蒸馏蒸馏是炼油厂的“龙头”，是石油炼制的第一步。它是利用石油中各组分沸点的不同，使其分离的方法。,石油是由分子大小和化学结构不同的烃类和非烃类组成的复杂混合物，没有固定的沸点。一般石油的沸点范围在摄氏30度到摄氏600度左右。它是不同沸点的、大大小小的烃混合在一起的混合物，烃的沸点随碳数增加而增高。这样，把石油加热后，就能按各类烃沸点高低不同依次蒸发出来。加工石油的炼油厂，就是利用石油的这个特点，而使大量石油去经历不同温度的过程，便就能得到不同的产品了。,在通常压强(1个大气压，即1.01325x105Pa)下进行的蒸馏叫常压
5、蒸馏。由于石油被加热到400以上就会分解，并且结成焦炭，所以沸点在400以上的馏分，用常压蒸馏的方法是不可能得到的。要把那些沸点较高的烃分馏出来，只能采取把它们的沸点降低的方法减压蒸馏。人们用降低蒸馏塔压力的办法(如抽真空)，使原本400以上才能变成蒸汽的馏分，降低沸点，使之在400以前就可以蒸馏出来。,常压蒸馏和减压蒸馏习惯上合称常减压蒸馏。,三、燃料油的生产原油的一次加工所得的轻质油是有限的，一般仅占原油总量的25左右。所得的直馏汽油一般只占原油总量的10。为了提高轻质油的产量需要通过二次加工，使原油的重质组分更多地变为轻质的燃料油。此外，二次加工还可以提高一次加工所得油品的质量。,1.裂
6、化热裂化、催化裂化、加氢裂化 裂化的作用主要是通过加热升温，使具有长链的烃类(重质油)断链裂成短链的烃类(轻质油)。裂化有三种不同的类型，即热裂化、催化裂化和加氢裂化。 2.催化重整“重整”是指对烃类分子结构进行重新排列，“催化重整”就是利用催化剂对烃类分子结构进行重新排列。催化重整是石油加工过程中重要的二次加工手段，它旨在生产高辛烷值汽油、或者苯、甲苯以及二甲苯等化工原料，并副产大量氢气。,汽油的标号：即实际汽油抗爆性与标准汽油的抗爆性的比值。标号越高，抗爆性能就越强。对于不同压缩比的发动机需要用不同燃烧性能的汽油。为了要确切地表征汽油在这方面性质的优劣，人们就提出了一个重要的质量指标叫做辛
7、烷值。就好像人为地规定水的沸点为100，水结冰时的温度为0一样，人们用两种化合物作为参比，人为地把一种在汽油机中燃烧性能极好的异辛烷规定其辛烷值为100，而把另一种燃烧性能极差的正庚烷规定其辛烷值为0。一般汽油的燃烧性能是介于这两者之间的，它的燃烧性能可用一种特殊的仪器来评定，从而得到它实际的辛烷值。辛烷值的测定有研究法和马达法两种方法，由于测定的仪器和条件的不同，所得数据是有相当差别的，前者的数值较大。我国目前采用的是研究法辛烷值，英语缩略语是RON。平时所谓的90号、93号、97 号和98号车用汽油指的就是它的研究法辛烷值不低于 90、93、97和98。在美国则用研究法和马达法两种 辛烷值
8、的平均值（即所谓抗爆指数）来作为车用汽油的标号，相应有87号、89号和93号。,第二节 石油化工 一、石油化工的概念石油化学工业简称石油化工，是化学工业的重要组成部分，在国民经济的发展中有重要作用，是我国的支柱产业部门之一。石油化工指以石油和天然气为原料，生产石油产品和石油化工产品的加工工业。石油产品又称油品，主要包括各种燃料油（汽油、煤油、柴油等）和润滑油以及液化石油气、石油焦碳、石蜡、沥青等。生产这些产品的加工过程常被称为石油炼制，简称炼油。 石油化工产品以炼油过程提供的原料油进一步化学加工获得。生产石油化工产品的第一步是对原料油和气（如丙烷、汽油、柴油等）进行裂解，生成以乙烯、丙烯、丁二
9、烯、苯、甲苯、二甲苯为代表的基本化工原料。第二步是以基本化工原料生产多种有机化工原料（约200种）及合成材料 （塑料、合成纤维、合成橡胶）。这两步产品的生产属于石油化工的范围。有机化工原料继续加工可制得更多品种的化工产品，习惯上不属于石油化工的范围。在有些资料中，以天然气、轻汽油、重油为原料合成氨、尿素，甚至制取硝酸也列入石油化工。,二、石油化工在国民经济中的作用 1石油化工是能源的主要供应者 2. 石油化工是材料工业的支柱之一，金属、无机非金属材料和石油化工高分子合成材料，被称为三大材料 3石油化工促进了农业的发展 4各工业部门离不开石化产品 5石化工业的建设和发展离不开各行各业的支持，石化
10、行业是个技术密集型产业。,三、石油化工的基础原料石油化工的基础原料有4类：炔烃 (乙炔)、烯烃 (乙烯、丙烯、丁二烯)三烯一炔、芳烃(苯、甲苯、二甲苯、萘)三苯一萘及合成气。由这些基础原料可以制备出各种重要的有机化工产品和合成材料。四、裂解和分离石油和天然气的主要组成是饱和的烷烃，而一级基本有机原料都是些不饱和的烯烃、炔烃、芳烃它们在原油的化学组成中很少存在。为此需要把烷烃的碳一碳链和碳一氢链“砍断”。“砍断”的方法就是裂解，就是将石油原料在高温下加热，一部分CC键和C-H键就会断开，并且发生复杂的变化，生成各种烯烃、炔烃和芳烃的混合物。所以，石油烃的裂解是石油化工的基础。裂解气是复杂的混合物，所以还必须采取分离的方法制取纯的烯烃、芳烃和炔烃。常用的方法有深冷分离法、吸附法、溶剂萃取法。,五、三大合成材料 指塑料（合成树脂） 合成橡胶 合成纤维 它们是用人工方法，由低分子化合物合成的高分子化合物，又叫高聚物，相对分子量可在10000以上。天然高聚物有淀粉、纤维素、天然橡胶和蛋白质等。三大合成材料则是人工合成的高聚物。高聚物正在越来越多地取代金属，成为现代社会使用的重要材料。,
