第一章石油及其产品的化学组成(zǔchénɡ)和物理性质第一节石油的化学组成(zǔchénɡ)一、石油的外观性质1、颜色及密度石油通常是黑色、褐色或黄色的流动或半流动的粘稠液体；石油都有不同程度的臭味，这是因为含有硫化物的缘故；多数原油的密度集中在800～980kg/m3之间，但也有个别原油的相对密度在1000kg/m3以上或800kg/m3以下；不同石油的流动性差别很大，有的石油其50℃运动粘度为1.46mm2/s，有的却高达20000mm2/s；2、我国主要原油的特点大多数原油的相对密度（d204）>0.85，属较重原油；凝点高，含蜡量高；含硫量较低；含氮量偏高，大部分原油N>0.3%；二、石油的元素组成原油中的主要元素是C、H，其中(qízhōng)碳含量为83～87%，氢含量为11～14%；原油中除C、H外，还有S、N、O及其他微量元素(1～5%)原油中的微量金属元素有V、Ni、Fe、Cu、As、Ca、Cl、P、Si等；3、原油中的非烃化合物石油中的非烃化合物主要包括含硫、含氮、含氧化合物和胶状沥青状物质。l）石油中的含硫化合物活性硫化物：元素硫、硫化氢以及(yǐjí)硫醇等，对金属设备具有较强腐蚀作用；非活性硫化物：硫醚、二硫化物和噻吩等，对金属设备无腐蚀作用；但一些非活性硫化物受热分解后会变成活性硫化物；2）石油中的含氮化合物石油中的氮含量一般比硫含量低，通常在0.05～0.5%之间，仅有少部分原油的氮含量超过0.6%。石油中的氮分布也是随着馏分沸点的升高，其氮含量迅速增加，约有80%的氮集中在400℃以上的重油中。我国原油的氮含量偏高，且大多数原油的减压渣油中浓集了约90%的氮。3）石油中的含氧化合物石油中的氧含量一般为千分之几，个别石油可高达2～3%。在石油中，氧元素都是以有机含氧化合物的形式存在的，主要分为酸性含氧化合物和中性含氧化合物两大类。酸性含氧化合物：环烷酸、芳香酸、脂肪酸和酚类等中性含氧化合物：醇、酯、醛及苯并呋喃等原油的酸值一般不是随着其沸点的升高而逐渐增大，而是呈现出若干个峰值，原油不同，其峰值也不同，但是大多数原油在300～450℃馏分左右存在一个酸值最高峰。石油中的含氧化合物主要以酸性含氧化合物为主，其中主要是环烷酸，占石油酸性含氧化合物的90%左右。经受(jīngshòu)环烷酸腐蚀的一般光滑无垢，低流速部位仅留下尖锐的孔洞，高流速部位则顺着流向出现沟槽。处于环烷酸腐蚀条件下，碳钢腐蚀率可为7～9毫米／年，高环烷酸含量及某些特殊部位达到20毫米／年。第二节石油及其产品(chǎnpǐn)的物理性质一、密度和相对密度1、定义密度是单位体积物质在真空中的质量，g/cm3，kg/m3我国规定20℃时的密度为石油产品(chǎnpǐn)的标准密度，ρ20在一定条件下，以一种液体的密度与另一种参考物质密度的比值来表示物质的相对密度，又称比重；常用的有d204(我国)，d15.615.6(欧美)2、油品密度与化学组成的关系分子量相近的不同烃类之间密度有明显差别(chābié)芳烃>环烷烃>烷烃同一种原油沸点增加，分子量增大，密度增大对不同原油，同样沸程，相对密度差别(chābié)很大一般来说，环烷基的>中间基的>石蜡基的3、与温度、压力的关系同一油品，温度上升，相对密度减小在一定压力范围内，压力升高，对油品相对密度的影响可以忽略，只有当压力极大(几十兆帕)时，才考虑压力对相对密度的影响4、油品的混合密度属性相近油品混合，混合密度可近似按可加性计算；属性相差很大的两类组分(如烷烃和芳香烃)混合时，体积(tǐjī)可能增大；密度相差悬殊的两个组分(如重油和轻烃)混合时，体积(tǐjī)可能收缩；二、特性因数(K)1、定义特性因数是反映石油或石油馏分化学组成特性的一种特性数据，应用极为普遍。是烃类绝对温度表示的沸点的立方根对相对密度作图，所得曲线的斜率；2、不同烃类K值的大小同族的烃K值相近，不同族的烃K值不同含烷烃多的石油馏分K值较大(jiàodà)，约为12.5～13.0，含芳烃多的石油馏分K值为10～11，一般石油的特性因数在12.5～13.0之间，我国大庆原油K值为12.5，胜利原油K值为12.1。3、用途特性因数对于了解原油分类和确定原油加工方案，油品的化学组成及油品的其它特性是十分有用的。石油馏分的特性因数，结合相对密度或平均沸点可求得油品的其他物理性质。三、平均(píngjūn)相对分子量1、定义在炼油设备计算中，应用最多的是数均相对分子质量，石油馏分的平均(píngjūn)相对分子量随馏分沸程的升高而增大。2、油品分子量的变化规律汽油：100～120煤油：180～200轻柴油：21