炼油基础知识

第一章 炼油基础知识

第1题 什么是石油？石油的一般性质是什么？

答：石油主要是由碳、氢两种元素组成的化合物的混合物。

天然石油又称原油。原油是淡黄色到黑色、流动或半流动的、带有浓烈气味的粘稠液体，比重一般都小于1，但世界各地所产原油从外观到性质都有不同程度的差异。从颜色看，绝大多数原油都是黑色的，但也有暗黑、暗绿、暗褐色；从凝固点来看也有很大差异，我国沈北混合原油高达54℃，而新疆克拉玛依原油则低于-50℃。

第2题 石油由哪些主要元素组成？石油中各元素组成的大致含量是多少？

答：石油的主要元素是碳(C)和氢(H),它们占元素总量的96～99％。其中碳元素含量占83～87％，氢元素占11～14％；其次，含有硫、氮、氧，它们在石油中总含量占1～4％；再就是微量的重金属元素，如钒V、镍Ni、钠Na、铜Cu、铁Fe、铅Pb……，其含量只有ppm级；以及微量的非金属元素，如砷As、磷P、氯Cl……，其含量只有ppm级或ppb级。

第3题 石油馏份中烃类分布有何规律？

答：汽油馏份（低于200℃）中，含有C6～C11的正构烷烃及异构烷烃、单环环烷烃及单环芳香烃；煤油、柴油馏份（200～350℃）中，含有C11～C20的正构烷烃及异构烷烃，单环环烷烃及双环、三环环烷烃以及单环、双环和三环芳香烃；蜡油馏份（350～520℃）中，含有C20～C36的正构烷烃及异构烷烃，单环、双环及三环以上的环烷烃和芳香烃。

第4题 简述石油中的烃类的组成?

答：石油中烃类主要是由烷烃、环烷烃和芳香烃以及在分子中兼有这三类烃结构的混合烃构成。

第5题 简述石油中的非烃类的组成?

答：石油中的非烃化合物主要包括含硫、含氮、含氧化合物以及胶状沥青状物质。

第6题 简述石油中的硫化物的分布?

答：通常将含硫量高于2.0%(wt)的石油称为高硫石油，低于0.5%(wt)的称为低硫石油，介于0.5～2.0%(wt)之间的称为含硫石油。我国原油大多属于低硫石油（如大庆原油等）和含硫石油（如孤岛原油等）。硫在石油馏份中的分布一般是随着石油馏份沸程的升高 第 2 页 共 320页 而增加。大部分硫均集中在重馏份和渣油中。

第7题 原油中硫以什么形态存在？

答：硫在原油馏份中的分布一般是随着馏份沸程的升高而增加，大部分集中在重馏份和渣油中。硫在原油中的存在形态已经确定的有：元素硫（S）、硫化氢（H2S）、硫醇（RSH）、硫醚（RSR）、环硫醚、噻吩及其同系物。

第8题 什么是活性硫化物和非活性硫化物？

答：活性硫化物主要包括元素硫、硫化氢和硫醇等，它们的共同特点是对金属设备有较强的腐蚀作用；非活性硫化物主要包括硫醚、二硫化物和噻吩等对金属设备无腐蚀作用的硫化物，但经受热分解后一些非活性硫化物将会转变成活性硫化物。

第9题 什么叫石油酸？

答：石油中的酸性含氧化合物包括环烷酸、芳香酸、脂肪酸和酚类等，它们总称为石油酸。

第10题 什么是酸度？

答：酸度是指中和100ml试油所需的氢氧化钾毫克数〔mg（KOH）/100ml〕，该值一般适用于轻质油品。

第11题 什么是酸值？

答：酸值是指中和1g试油所需的氢氧化钾毫克数〔mg（KOH）/g〕，该值一般适用于重质油品。

第12题 原油中氧以什么形态存在？

答：原油中的氧大部分集中在胶状、沥青状物质中，除此之外，原油中氧均以有机化合物状态存在，这些含氧化合物可分为酸性氧化物和中性氧化物两类。酸性氧化物中有环烷酸、脂肪酸以及酚类，总称为石油酸。中性氧化物有醛、酮等，它们在原油中含量极少。

在原油的酸性氧化物中，以环烷酸为最重要，它约占原油酸性氧化物的90%左右。环烷酸的含量，因原油产地不同而异，一般多在1%以下。

环烷酸在原油馏份中的分布规律很特殊，在中间馏分中（沸程约为250～350℃左右），环烷酸含量最高，而在低沸轻馏分以及高沸重馏分中环烷酸含量比较低。

第13题 原油中氮以什么形态存在？

答：原油中氮含量均低于万分之几至千分之几。我国大多数原油含氮量均低于千分之五。

大部分氮也是以胶状、沥青状物质形态存在于渣油中。原油中的氮化物可分为碱性和非碱性两类。所谓碱性氮化物是指能用高氯酸（HClO4）在醋酸溶液中滴定的氮化物，非碱性氮化物则不能。

第14题 石油中胶质和沥青质分布怎样？

答：胶质从煤油馏份中开始，随馏份沸点的升高，其含量不断增加，渣油中含量最大，沥青质全部集中在渣油中。

第15题 简述硫化物、氮化物、氧化物和胶质对石油加工及产品的影响？

答：（1）硫化物：

①石油炼制时各种硫化物受热产生的H2S与水共存时，对金属设备造成严重腐蚀。

②产品使用时，含硫化物对零部件造成腐蚀。

③炼厂在加工过程中生成恶臭、有毒气体H2S，造成污染，危害健康。

（2）氧化物：有强烈的腐蚀性，严重腐蚀设备。

（3）氮化物：氮化物对加工产品都有一定影响。碱性氮化物能使某些催化剂中毒；油品储存中氮化物与空气接触氧化生胶，而使油品颜色变深，气味变臭，降低油品安定性。

（4）胶质沥青质：能降低润滑油粘度指数，易积炭堵塞管路。

第16题 什么是油品的比重和密度？有何意义？

答：物质的密度是该物质单位体积的质量，以符号ρ表示，单位为kg/m3。

液体油品的比重为其密度与规定温度下水的密度之比，无因次单位，常以d表示。我国以油品在20℃时的单位体积重量与同体积的水在4℃时的重量之比作为油品的标准比重，以d20 4表示。

由于油品的实际温度并不正好是20℃，所以需将任意温度下测定的比重换算成20℃的标准比重。

换算公式：d20 4＝dt 4+r（t-20）

式中：r为温度校正值

欧美各国，油品的比重通常用比重指数或称API度表示。可利用专用换算表，将API度换算成引d15.6 15.6，再换算成d20 4，也可反过来查，将d20 4换算成API度（比重指数）。

油品的比重取决于组成它的烃类分子大小和分子结构，油品比重反映了油品的轻 第 4 页 共 320页 重。

第17题 什么叫温度？有几种表示方法？其关系如何？

答：温度是定量表示物体冷热程度的物理量。有摄氏温度（℃）、华氏温度（F）、绝对温度（K）。摄氏温度℃=5/9×（华氏温度-32）；绝对温度K=摄氏温度＋273。

第18题 简述油品比重与温度的关系？

答：温度升高，油品受热膨胀，体积增大，比重减小，反之则增大。

第19题 油品比重的测定有几种方法？

答：油品比重的测定方法常用的有三种：比重计法、韦氏天平法和比重瓶法。

第20题 什么是油品的粘度？有何意义？

答：当液体受外力而作层流运动时，在液体分子间存在内摩擦阻力，因而产生一定的粘滞性，分子间的内摩擦阻力越大，则粘度也越大。

油品的粘度是指油品在层流状态下反映油品流动性能的指标，常用表示方法有：

动力粘度μ——内摩擦系数，单位是达因·秒/厘米2，常称“泊”，但在实际应用中，常用1/100泊为单位，称“厘泊”。

运动粘度γ——为动力粘度与同温度压力的密度之比，单位是厘米2/秒，称“沲”，沲的1/100称为“厘沲”。

在石油商品规格中还采用各种的条件粘度，如恩氏粘度、赛氏粘度、雷氏粘度等。它们都是用特定仪器，在规定条件下测定。

油品在流动和输送过程中粘度对流量和阻力降有很大的影响。粘度是一种随温度而变化的物理参数，温度升高则粘度变小。有的油品的粘度随温度变化小，有的则变化大，受温度变化小的油品粘温性能就好。

特别要说明的是，油品混合物的粘度是没有可加性的。

第21题 液体粘度、气体粘度随温度变化将如何变化？

答：液体粘度随温度上升而下降；气体粘度随温度上升而上升。

第22题 什么是油品的馏程？有何意义？

答：对于一种纯的化合物，在一定的外压条件下，都有它自己的沸点，例如纯水在1个标准大气压力下，它的沸点是100℃。

油品与纯化合物不同，它是复杂的混合物，因而其沸点表现为一段连续的沸点范围简称沸程。

在规定的条件下蒸馏切割出来的油品，是以初馏点到终馏点（或干点）的温度范围，称为馏程（即“沸程”）来表示其规格的。

我们可以从馏程数据来判断油品轻重馏份所占的比例及蒸发性能的好坏。

初馏点和10%馏出温度的高低将影响发动机的启动性能。过高则冷车不易启动，过低则易形成“气阻”而中断油路（特别是夏季）。50%馏出温度的高低将影响发动机的加速性能。90%馏出温度和干点表示油品不易蒸发和不完全燃烧的重质馏份含量。

第23题 什么是油品的闪点？有何意义？

答：闪点是在规定试验条件下，加热油品时逸出的蒸汽和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，用℃表示。

根据测定方法和仪器的不同，分开口（杯）和闭口（杯）两种测定方法，前者用以测定重质油品，后者用以测定轻质油品。

闪点常用来划定油品的危险等级，例如闪点在45℃以上称为可燃品，45℃以下称为易燃品。

第24题 什么是油品的燃点？

答：在规定试验条件下，油品蒸汽和空气混合物在接近火焰时着火并持续燃烧至少5秒钟所需的最低温度，以℃表示。

第25题 什么是油品的自燃点？

答：在规定试验条件下，当油品在没有火焰时而自行着火的最低温度。

第26题 表明油品易燃、易爆性的特征指标有哪些？

答：石油产品（包括原油本身）都是易燃易爆物，这些特性往往以闪点、燃点、自燃点、爆炸极限来衡量，它们对油品生产、储运及使用过程中的安全有着密切的关系。

第27题 什么叫油品的凝点？

答：油品的凝点是在一定的仪器中，在一定的试验条件下，油品失掉流动性时的温度。而所谓丧失流动性，也完全是条件性的。当油品冷却到某一温度，并将储油的试管倾斜成45º,若1分钟后，肉眼看不出管内液面位置有所移动，此时油品就看作是凝固了，产生这种现象的最高温度，就称为此油品的凝点。

第28题 什么叫蒸汽压？

答：蒸汽压是在某一温度下一种物质的液相与其上方的气相呈平衡状态时的压力，也称饱和蒸气压。蒸汽压表示该液体在一定温度下的蒸发和气化的能力，蒸汽压愈高的液体 第 6 页 共 320页 愈易于气化。油品蒸汽压与油品组成有关，在一定温度下，油品馏份越重，蒸汽压越小。蒸汽压是汽油的规格之一，用于评定汽油的蒸发强度、启动性能、生成气阻的倾向以及储存时损失轻馏份的倾向。

第29题 什么叫泡点温度、泡点压力？什么叫露点温度、露点压力？

答：泡点温度是在恒压条件下加热液体混合物，当液体混合物开始汽化出现第一个汽泡的温度。泡点压力是在恒温条件下逐步降低系统压力，当液体混合物开始出现汽化并产生第一个汽泡时的压力。

露点温度是在恒压条件下冷却气体混合物当气体混合物开始冷凝出现第一个液滴的温度。露点压力是在恒温条件下压缩气体混合物当气体混合物开始冷凝出现第一个液滴的压力。

第30题 反映油品热性质的物理量有哪些？

答：反映油品热性质的物理量主要是指热焓、比热、汽化潜热。

第31题 什么叫热焓？它与油品的哪些因素有关？

答：油品的热焓是指1公斤油品在基准状态（1个大气压下的基准温度）下加热到某一温度、某一压力时所需的热量（其中包括发生相变的热量）。压力变化对液相油品的焓值的影响很小，可以忽略；而压力对气相油品的焓值却影响很大，必须考虑压力变化影响因素，同一温度下，比重小及特性因数大的油品焓值相对高。焓值单位以kcal/kg表示。