石油化学组分分离及分析方法
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第一章1. 石油资源在国民经济中的地位为经济发展供应能源,支撑材料工业发展,促进农业发展,为工业部门提供动力,是重要的支柱产业。
石油和天然气出发,生产出一系列石油产品及石油化工中间体。
塑料、合成纤维、合成橡胶、合成洗涤剂、溶剂,涂药,农药,染料、医药等与国际民生密切相关的重要产品。
2. 了解石油化学组成有何实际意义?因为原油虽在表观特征上与烃类相似,然而在利用原油和加工原油的角度看,各种原油在性质上的差异是很明显的。
有的原油通过蒸馏就可以得到产率较高的合格汽油,有的却只能得到很低产率的低质汽油。
有的原油常温下要凝固,有的在0℃仍能流动。
有的原油很容易获得沥青,有的却非常困难。
原油及其加工后产品的性质都是由它们的化学组成所决定的,包括烃类的组成和非烃类的组成。
因此,在确定一种原油的加工方案前,首先要了解它的性质和组成。
3. 石油的定义石油又称原油,是一种粘稠的、深褐色液体。
地壳上层部分地区有石油储存。
主要成分是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。
它是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成,属于化石燃料。
石油主要被用来作为燃油和汽油,也是许多化学工业产品如溶液、化肥、杀虫剂和塑料等的原料。
4. 常规石油是指哪些石油资源?常规石油就是指油气田可以用传统的技术(自喷、人工举升、注水气)采油等进行开发。
主要是各种烷烃,环烷烃,芳香烃的混合物。
5. 非常规石油指哪些石油资源?目前,对非常规油气资源尚无明确定义,人们采用约定俗成的叫法将其分为非常规石油资源及非常规天然气资源两大类。
前者主要指重(稠)油、超重油、深层石油等,后者主要指低渗透气压气、煤层气、天然气水合物、深层天然气及无气成因油气。
此外,油页岩通过相应的化学处理后产出的可燃气和石油,也属于非常规油气资源。
6. 世界石油资源的大致情况原油的分布从总体上来看极端不平衡;从东西半球来看,约3/4的石油资源集中在东半球,西半球占1/4;从南北半球看,石油资源主要集中于北半球,从纬度分布看,主要集中于北纬20°—40°和50°—70°两个纬度带内,波斯湾及墨西哥湾两大油区和北非油田均处于北纬20°—40°内,该带集中了51.3%的世界石油储量。
石油的加工方法(二)
石油的加工方法
石油的加工方法简介
•石油加工是指对原油进行分离、转化和提纯,以获取各种石油产品的过程。
•石油加工方法主要包括物理方法、热裂解方法和化学方法。
物理方法
1.分离方法
–蒸馏:根据原油中物质的沸点差异,将原油分为多个组分。
–精制:对蒸馏后的石油产品进行再处理,去除杂质和调整组分。
2.吸附方法
–活性炭吸附:利用活性炭的微孔结构吸附杂质,提高产品纯度。
热裂解方法
1.裂解方法
–催化裂化:利用催化剂在高温下将大分子石油组分裂解为小分子组分。
–热裂化:在高温条件下将石油组分分解成低碳烯烃和芳烃。
化学方法
1.加氢
–加氢脱硫:在高温高压的条件下,将硫化物转化为氨硫化物,然后通过进一步处理去除硫化氢。
2.重整
–催化重整:通过催化剂将低辛烷值的石油组分转化为高辛烷值的芳烃。
3.聚合
–聚合反应:将石油中的烯烃类物质进行聚合反应,制得高分子聚合物。
结论
石油加工方法的多样性使得石油原料能够得到充分利用,从而产
生各种石油产品。
不同的加工方法适用于不同的目的,通过组合使用
这些方法可以实现更高效、更环保的石油加工过程。
注意:本文所述为一般性的石油加工方法,具体操作请按照实际
情况进行。
一、实验目的1. 了解石油中不同组分的性质及其在萃取过程中的行为。
2. 掌握萃取实验的基本原理和方法。
3. 熟悉萃取实验的仪器操作和实验步骤。
4. 通过实验验证萃取效果,分析萃取过程中可能存在的问题。
二、实验原理石油是一种复杂的混合物,主要由烷烃、环烷烃和芳香烃等有机化合物组成。
萃取是一种利用两种互不相溶的液体在混合时形成两相,通过选择性地溶解不同组分来实现分离的方法。
本实验采用有机溶剂(如石油醚)作为萃取剂,从石油中提取烷烃类化合物。
萃取原理基于以下条件:1. 萃取剂与石油中的组分具有较好的溶解性。
2. 萃取剂与石油中的组分在萃取过程中不发生化学反应。
3. 萃取剂与石油中的组分在萃取过程中不形成新的化合物。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:分液漏斗、烧杯、量筒、酒精灯、搅拌棒、滤纸、滤斗等。
2. 试剂:石油醚、石油样品、无水硫酸钠、NaOH溶液、稀盐酸等。
四、实验步骤1. 准备石油样品:取一定量的石油样品,加入适量的无水硫酸钠进行脱水处理,然后过滤得到较纯净的石油样品。
2. 萃取:将处理后的石油样品放入分液漏斗中,加入适量的石油醚,充分振荡使石油样品中的烷烃类化合物溶解于石油醚中。
3. 分液:静置一段时间后,待两相液体分层,打开分液漏斗下方的旋塞,将下层的水相液体放出,收集上层石油醚溶液。
4. 干燥:将收集到的石油醚溶液倒入烧杯中,加入适量的无水硫酸钠,充分振荡使烷烃类化合物与无水硫酸钠充分接触,待溶液澄清后,过滤得到干燥的烷烃类化合物。
5. 分析:将干燥后的烷烃类化合物进行红外光谱、核磁共振等分析,确定其组成和结构。
五、实验结果与分析1. 萃取效果:通过实验,成功从石油中提取了烷烃类化合物,证明了萃取实验的有效性。
2. 萃取过程中存在的问题:实验过程中,发现部分烷烃类化合物在萃取过程中未完全溶解,导致萃取效果不佳。
分析原因可能为:a. 石油样品中含有一定量的杂质,影响了烷烃类化合物的溶解度。
b. 萃取剂与石油样品的比例不合适,导致烷烃类化合物未能充分溶解。
【绪论】前言主要介绍了石油工业的历史与现状、炼油工业的历史与现状、石油化学工业的历史与现状、石油化学学科沿革。
1、近代石油工业兴起的标志是什么?2、石油工业发展分为哪三个时期?3、世界能源消费构成与我国能源消费构成之间的差别是什么?4、世界石油与天然气的生产大国主要包括那些,我国的地位怎样?5、我国目前石油工业与炼油工业的状况?6、为什么要进行石油加工?7、简述炼油工业的发展。
8、最主要的石油化工原料包括哪些?9、石油化学学科的主要内容是什么?【第一章、石油的化学组成】石油的化学组成主要介绍了石油的元素组成、馏分组成、石油的分类、石油及其馏分的烃类组成、石油中的含硫、含氮、含氧、金属化合物分布规律以及存在形态、石油中的胶质沥青状等非烃类物质。
本章重点难点:不同类型的石油化学组成的特点、石油中胶质与沥青质的组成特性、石油胶体化学的特点。
一、原油的一般性质、元素组成、馏分组成和分类原油的一般性质包括密度、黏度、残炭、凝点、正庚烷沥青质含量等,原油的元素组成主要包括不同原油的碳、氢、硫、氮、氧元素组成以及氢碳原子比,原油的馏分组成主要包括不同原油的汽油馏分、柴油馏分、减压馏分以及减压渣油的组成,原油的分类方法、不同原油的类型。
二、石油的烃类组成石油烃类组成的表示方法、石油天然气的单体烃组成、汽油馏分的单体烃组成与族组成、煤柴油馏分的烃族组成、减压渣油的族组成、减压馏分与减压渣油的结构族组成。
三、石油中的含硫化合物硫在石油及其各馏分中的分布、石油中含硫化合物的存在形态。
四、石油中的含氮化合物氮在石油及其各馏分中的分布、石油中含氮化合物的存在形态成。
五、石油中的含氧化合物石油中酸性含氧化合物的分布状况、石油中含氧化合物的组成、石油酸的性质及其利用。
六、石油中的微量元素石油中微量元素的组成及其分布、石油中微量元素的存在形态。
七、石油中的胶状沥青状物质胶质与沥青质的元素组成、平均相对分子质量及结构特征、石油胶体分散体系。
气相色谱法色谱法是目前广泛应用分离和分析多组分的混合物一种比较有效的方法。
根据流动相的状态将色谱法分为:●气相色谱法(Gas Chromatography,简称GC):流动相为气体。
●液相色谱法(Liquid Chromatography,简称LC):流动相为液体。
一、基本原理气相色谱法是利用试样中各组分在色谱柱中的流动相和固定相之间具有不同的分配系数来进行分离的。
被分离的混合物在进样口气化后,由载气(流动相)携带进入色谱柱,由于载气的不断冲洗而向下游流动,吸附能力弱的组分流动的速度快,而吸附能力强的组分流动的速度慢。
经过一定的柱长,由于组分在柱子中反复的经过吸附和脱附,即使性质差别很小的组分也能得到较好的分离。
这样试样中各组分便能按其吸附能力的强弱依次流出。
图4-2-1是气相色谱示意图。
从进样到色谱峰流出极大值时的时间叫该组分的保留时间t R,在特定的固定相和实验条件下,每一个组分都有一个特定的保留时间,这是色谱峰定性的依据。
要对混合物各组分进行定性和定量分析,它们的谱峰之间必须有足够大的距离,同时色谱峰必须很窄,才能保证组分完全分离。
色谱峰之间的距离由物质在两相间的分配系数所决定,峰的宽窄由柱效率所决定,分离度R S是定量描述混合物中相邻两组分在色谱柱分离情况的主要指标。
R S=t t12(t t)R Rw w2112-+RS越大,意味着两个组分分离得越好。
二、气相色谱仪气相色谱仪主要由载气系统、进样器、色谱柱、检测器和数据处理系统等部分构成。
1、载气气相色谱的载气(流动相)是由高压气瓶供给。
2、色谱柱色谱柱是气相色谱的心脏,分为填充柱和开管柱两类。
目前应用的以填充柱为主。
在填充柱中装有固定相。
毛细管色谱柱是一类填充柱,其内径只有0.2mm,长度可达几十米,甚至上百米。
3、固定相气相色谱所用的固定相大致分为三类:●固体固定相:用于气-固色谱仪,采用固体吸附剂如硅胶、氧化铝、活性炭和分子筛,主要用于分析永久性气体和低沸点气体。
液化石油气组成测定法液化石油气(LPG)是一种易于气化和液化的烃类气体混合物,通常由丙烷和丁烷组成。
LPG被广泛用于家庭,商业和工业领域以及汽车燃料中。
为确保安全和质量控制,LPG组成的测量非常重要。
LPG组成可以通过测量LPG样品中各个组分的体积分数来确定。
以下是常用的LPG组成测定法。
1. 比重法比重法是最常用的LPG组成测定法之一。
它利用各个组分的密度与空气相比较来计算每个组分的体积分数。
该方法采用的设备包括瓶式试管、容量瓶、数字天平和温度计。
首先,用瓶式试管收集LPG样品,然后测量其重量并记录温度。
然后用容量瓶装满水,并将其称重。
然后把瓶式试管连同LPG样品一起放入容量瓶中,将温度记录下来。
最后,将容量瓶与LPG样品一起放在数字天平上,记录新的重量。
根据这些数据,可以计算出每个组分的体积分数。
2. 气相色谱法气相色谱法是一种用于分离和测定LPG组分的方法。
这种方法需要使用气相色谱仪。
气相色谱法利用组分的分子量和分子间相互作用力来分离和测量组分。
样品被进入气相色谱仪,然后通过移动相使各种组分分离,并在检测器上进行相应测量。
该方法提供了更准确和灵敏的分析结果,但需要专业知识和高端仪器。
3. 光度法光度法是另一种用于测量LPG组分的方法。
该方法是利用组分与特定物质之间的化学反应生成可被光学测量的化合物。
根据这些化合物的生成和吸收,可以计算出每个组分的体积分数。
这种方法需要使用光度计。
以上方法是常用的LPG组成测定法,每种方法都有其优劣点。
根据特定的应用需求,可以选择最适合的方法。
石油类红外分光光度法石油是世界上重要的能源之一,其成分复杂,分析石油组分的方法有很多种。
其中,红外分光光度法被广泛应用于石油的分析和检测。
红外分光光度法是利用物质吸收红外辐射的特性,对样品进行定性和定量分析的一种方法。
具体步骤如下:1.样品制备石油样品需要经过一系列的处理过程才能进行红外分光光度分析。
首先,将石油样品与溶剂混合并搅拌,以得到均匀的溶液。
然后,取适量的溶液,将其置于红外辐射透明的样品盒内。
2.光谱仪调节使用红外光谱仪进行光谱分析,需要先对仪器进行调节。
使用标准样品进行校准,调整零点和增益,以确保仪器的准确性和稳定性。
3.测量样品将样品放入红外光谱仪中,通过控制光源和检测器的移动,确定在一定范围内的吸收光谱数据。
根据样品的吸收峰与标准品进行对比,可以确定样品中不同组分的含量。
4.数据处理和分析通过红外光谱仪仪器,获得的吸收光谱数据可以进行进一步的处理和分析。
可以使用专业的软件对光谱进行拟合和峰值提取,得到各个组分的含量及峰谷的位置和强度。
同时,还可以借助数据库中的标准光谱进行定性分析,确定石油样品的化学组成。
红外分光光度法在石油分析中有以下优势:1.高灵敏度和高分辨率:红外分光光度法能够检测样品中微量的组分,并且能够分辨出不同组分的吸收峰。
2.快速分析:红外分光光度法操作简便、快速,可以在短时间内完成对石油样品的分析。
3.多组分分析:石油是一种复杂的混合物,红外分光光度法可以同时分析样品中的多种组分,减少了分析时间和成本。
4.非破坏性分析:红外分光光度法不需要对样品进行破坏性处理,可以保持样品的完整性和可再分析性。
石油类红外分光光度法在石油勘探、炼油和质量监测等领域得到了广泛的应用。
通过该方法可以快速准确地确定石油样品的化学组成,为相关领域的研究和生产提供了重要的技术支持。
石油的分馏石油是一种重要的能源资源,广泛应用于工业、交通以及日常生活中。
然而,石油并非一种单一的化学物质,而是由许多不同类型的碳氢化合物组成的混合物。
为了有效地利用石油,使其具有更高的利用价值,需要对其进行处理和加工。
其中,石油的分馏是一种常见的处理方法。
石油的分馏是指将石油按照不同的沸点范围进行分离的过程。
这个分离过程是通过加热石油并将其沸腾,然后采用冷凝的方法将其重新变为液体。
在分馏过程中,石油中的不同组分会根据其沸点的不同而被分离出来。
石油的分馏是依靠石油的沸点差异来实现的。
不同的组分在不同的温度下沸腾。
通过控制温度,在适当的温度下进行分馏,可以使得石油中的不同组分分离出来。
分馏塔是用于进行石油分馏的重要设备。
分馏塔内通常设有多个平台,不同的组分会逐渐在各个平台上分离出来。
石油的分馏可以得到许多不同的产品。
根据组分的不同,这些产品可以被用于不同的领域。
常见的石油分馏产品包括天然气、汽油、柴油、润滑油、重油和石油焦等。
天然气常常被用作燃料,汽油和柴油则广泛应用于交通工具的燃料,润滑油则被用于机械设备的润滑,而重油则可以作为燃料或工业原料使用。
石油的分馏过程中,还会产生一种称为渣油的副产品。
渣油是指在分馏过程中没有被分离出来的残余物质。
渣油通常含有许多杂质和较高的粘度,难以直接使用。
为了提高其利用价值,渣油经常需要经过进一步的加工,例如催化裂化或加氢处理,以降低其粘度和改善其性质。
石油的分馏是炼油工艺中的一个重要环节。
通过分馏,可以将原始的石油分解成不同的组分,使得这些组分可以有目的地应用于不同的领域。
石油分馏的效率和质量对于炼油厂的经济效益和产品质量都具有重要影响。
然而,石油的分馏并非没有挑战。
首先,石油是一种有限的资源,为了满足不断增长的需求,对石油的分馏技术和设备需要不断创新和改进。
其次,石油中的组分种类繁多,沸点范围相互重叠,使得分馏过程更加复杂。
此外,石油中的杂质和催化剂残留物也会对分馏过程产生影响,降低产品的质量。