第一章 炼油基础篇
1. 什么是石油? 石油的一般性质是什么?3 P& u- a" G* r3 [2 d1 b
石油是由碳、氢两种元素组成的化合物的混合物. E/ n+ X- }+ ^0 x6 {
天然石油又称为原油.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,但世界各地所产的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**克拉玛依原油则低于-50℃.
2. 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?% j1 N2 Y" [8 ?! k5 r% k( l5 @3 I
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,它们在石油中的含量占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.$ L8 n& d: P2 @
3. 石油馏分中烃类分布有何规律?
汽油馏分(低于200℃)中含有C6-C11的正构烷烃以及异构烷烃,单环环烷烃以及单环芳香烃;
煤、柴油馏分(200-350℃)中,含有C11-C20的正构烷烃及异构烷烃,单环、双环、三环环烷烃,以及单环、双环、三环芳香烃;
蜡油馏分(350-520℃)中,含有C20-C36左右的正构烷烃及异构烷烃,单环、双环、三环以上的环烷烃和芳香烃.
4. 石油中的非烃类化合物有哪些? * a% P6 e- D' f" `: I0 P1 @
1) 含硫化合物 { 中性含硫化合物: RSR、RSSR(硫醚、二硫化物);热稳定高的含硫化合物(噻吩及其同系物); 酸性含硫化合物: H2S、RSH(硫化氢、硫醇)
2) 氧化物 { 中性氧化物:醛、酮 ;酸性氧化物:石油酸
3) 氮化物 { 中性氮化物:吡咯 ;碱性氮化物:吡啶 H0 \; Y4 B$ z3 z( H1 g$ e
4) 胶质沥青质 { 沥青质 ;胶质
5. 石油中氧化物分布规律怎样? ?$ Z. w4 M' r* s
环烷酸占石油中酸性氧化物的90%左右,在中间馏分(250-350℃)中含量最高,从煤油馏分开始,随馏分沸点升高而含量增加,到轻质润滑油馏分及中质润滑油馏分其含量达到最高点,以后又逐渐下降.. ] Z- t* y7 g6 ^
6. 怎样区别含硫石油和低硫石油?
含硫量大于2%的为高硫石油,小于0.5%为低硫石油,介于0.5%-2%之间的为含硫石油.( {* D/ F* A: S9 N4 t* f
7. 石油中含氮化物的分布规律怎样?
含氮化物随馏分沸点升高而增加,因此,大部分的含氮化物存在于渣油中.
8. 石油中胶质和沥青质分布怎样?! t' i" w% K7 L0 S1 A( e) j4 o& z0 ~. n
从煤油馏分中开始,随馏分沸点升高,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.# V* i4 C" V; v F
9. 简述硫化物、氮化物、氧化物和胶质沥青质对石油加工及产品的影响?0 {+ O3 Q% {4 ?
硫化物: 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;产品使用时,含硫化物对零部件造成腐蚀;炼厂在加工过程中生成H2S恶臭、有毒气体造成污染,危害健康.
氧化物: 有强烈的腐蚀性,严重腐蚀设备.; s- ?; v' /- s5 O; \% o' k; e
氮化物: 氮化物对加工产品豆油一定影响.碱性氮化物能使某些催化剂中毒;油品贮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,降低有品安定性.' G0 }, b: k/ j& Y: E: F* P% k
胶质沥青质: 能降低润滑油粘度指数,容易积炭堵塞管路. 9 M( M: [8 c# @: ^7 {1 o
10. 什么叫粘度? 有几种方法表示? 各自单位是什么? G# }: O; g9 C* R! s
粘度是衡量流体流动性的指标,表示流体流动的分子间摩擦而产生阻力的大小,有三种表达方法:
1) 动力粘度(η): 面积各为1m2的两层流体,以1m/s的速度作相对运动时所产生的内摩擦力.
单位:国际单位Pa.S(帕.秒),常用单位P(泊),百分之一P为CP(厘泊).
换算关系: 1Pa.S=1000CP) o1 m$ B' M( N* ]
2) 运动粘度(γ): 动力粘度与同温度下该流体密度ρ之比,即γ=η/ρ.6 r0 o* u0 C' e3 F& w' X: G
单位:国际单位m2/s(米2/秒),常用单位st(斯),百分之一s为cst(厘斯).1 t8 v0 D" J9 Z# e. s: f
换算关系: 1m2/s=104st=106cst" i; C H2 Q2 r
3) 恩式粘度(0E): 某温度下,在恩式粘度计中流出200ml液体所需要的时间与20℃流出同体积蒸馏水所需要的时间之比.
11. 油品的运动粘度是用什么测定的?
油品的运动粘度是用毛细管粘度计进行测定的.
12. 液体粘度、气体粘度随温度变化将如何变化?5 }2 R0 r0 J7 {% d1 C
液体粘度随温度上升而下降;气体粘度随粘度上升而上升.
13. 粘度在生产和使用中的意义如何?, }; ~$ G# G: f7 h: I
1) 大部分润滑油油牌号是以某温度下粘度值划分的;0 ^# y! p" T* U7 N, Q
2) 润滑油在作用中粘度对润滑油效果影响很大;
3) 在输送过程中粘度值决定其输送温度和压力等参数;+ _% k5 u( _! @8 F+ Q+ k9 D/ g k
4) 粘度可判断油品组分是否发生变化;
5) 燃料油粘度决定其燃烧的雾化性.
14. 什么叫蒸发和冷凝?
任何液体内部分子都在不停的运动着,分子运动的速度受外界条件影响很大，靠近液面的分子,由于受到热运动速度快,就有可能克服相邻分子的吸引力跑到液面之上的空间,这就是蒸发.
任何液体在受热蒸发过程中,如果发生在密闭的容器中,则蒸发出来的分子不逸散,而是骤集在液体表面上的空间,形成一个汽相,汽相中的分子也是不停地运动,有些分子还能跑回到液相中去,这就是冷凝.- [# D, x' l1 A* E' p
15. 冷凝与冷却有什么区别? 4 e2 N' M& p, N$ `: ]" S( v7 L
冷凝有相变化,冷却无相变化.8 Q: S. ?. s" a8 }7 `% C6 I0 _
16. 什么叫温度? 有几种表达方法? 其关系如何?
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(℉)、绝对温度(K)." n! l" Y, A0 p
摄氏温度℃=5/9(华氏温度℉-32)! e2 k4 m& o# S% w' F2 k
绝对温度K=摄氏温度℃+273
17. 什么是压强? 什么是表压、真空度和绝对压力?
物体单位表面上所受到的力称压力强度,简称压强,习惯称为压力.压力表的读数只是超过大气压的那部分数值称为表压.压力表指示的是低于大气压力的差值,此值称为真空度.6 g" a. `% g& n6 L3 v4 E
关系: P表=P绝-P大气或P真=P大气-P绝) ^0 x8 ^. i! _) N5 `- F1 B: /
18. 不同压力单位之间的换算关系如何?
Latm(标准大气压) = 1.033Kg(f)/cm2=760mmHg = 10.33mH2O= 1.0133×105Pa = 0.1.133Mpa即: 1kg(f)/cm2 ≈ 1.0×105Pa = 0.10Mpa8 i0 b) \0 }( P% Z3 W: t
19. 什么是油品的馏程? 有何意义?
在规定的条件下切割出来的油品,以初馏点到终馏点(干点)的温度范围称为馏程.
馏程的数据可以用来判断油品轻重馏分所占的比例及蒸发性能的好坏.初馏点和10%点馏出温度的高低影响发动机的启动性能,过高冷车不容易启动,过低则容易形成“气阻”而中断油路;50%点馏出温度的高低影响发动机的加速性能;90%点馏出温度和干点馏出温度表示油品不易挥发和不完全燃烧的重质馏分含量多少.
20. 何谓初馏点、干点?( ~+ A' \4 m- ?; G. {- L; A
初馏点(HK): 油品在恩氏蒸馏仪中,受热蒸发流出一滴油时的汽相温度.0 V3 U8 Y0 H$ P- O* @
干点(KK): 当油品蒸馏到最后达到的最高汽相温度称为终馏点或干点.
21. 什么叫凝固点?
在规定的实验室条件下,当油品在试管中被冷却到某一温度时,将试管倾斜45度角度经1分钟后,液面未见有位置移动,此种现象称为凝固,产生此现象的最高温度称为油品的凝固点.- R; n3 P3 r+ o; H% C
22. 什么是油品的闪点? 有何意义?
闪点是在规定的试验条件下,加热油品时逸出的整齐和空气组成的混合物与火焰接触产生瞬间闪火时的最低温度.用℃表示.; `" v' Q2 \/ k9 \6 N2 b
根据测量方法和一起的不同,分开口和闭口2种测量方法,前者用以测量重质油品,后者用以测量轻质油品.; X" ~) D& k0 `! t6 Y
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.2 X9 C% ]6 d2 i9 P+ J: s
23. 什么是油品的燃点?- M# p0 D; x9 \) _7 z& i
在规定的试验条件下，油品蒸汽和空气混合物在接近火焰时着火并持续至少5分钟所需的最低温度2 x3 ?6 `% @, v& e! G$ a* E
24. 什么是油品的自然点?
油品在不需要明火作用而发生自行着火的最低温度.( I9 W1 t. W8 q3 d
25. 油品的闪点、燃点标志着油品的什么样的特性?, f2 [% C! \# [( J( b
闪点标志着油品的抗爆性;燃点标志着油品的安定性.
26. 什么叫特性因素? 有何意义?3 f8 u1 Z, j! h; a( N) k, z4 O
特性因素(K)是表示石油或石油产品的化学性质的一种指数,按下式计算: T1 `: A' o6 `4 o1 s' }1 }
K = 1.216?3√Tv/D 3 e R# ]. \5 S. }7 E- p
式中:K—石油或产品特性因素. k9 j! a. j9 A$ y
Tv—石油或产品的立方平均沸点(K).& u% t- g; w) }
D—石油或产品比重.; \2 v k! d2 y2 B4 F6 v
特性因素用“K”表示,K值高说明了烷烃含量多,K值低说明芳烃含量高.特性因素可用于原油的分类和评价,还可以用于油品其他物理性质的求定.例如:粘度﹑蒸发潜热﹑热焓等." z0 R. // A* /% X1 e- T4 ]! y& W
27. 什么叫泡点温度? 什么叫泡点压力?
泡点温度是在恒定压力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气泡的温度.' k2 U# E( O" X8 K1 P; a4 t
泡点压力是在恒定温度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气泡时的压力.
28. 什么叫露点温度? 什么叫露点压力?* Y7 E& e/ O3 I- o) Z( \
露点温度是在恒定压力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时的温度.5 g$ \; M% }* \' P3 d
露点压力是在恒定温度条件下压缩气体混合物,当气体混合物开始出现冷凝并产生第一个液滴时的压力.
29. 什么叫热焓? 它与油品的那些因素有关?2 j/ O& M! x8 L% p) A: H& H- {
油品的热焓指1公斤油品在基准状态下加热到某一温度﹑压力时所需要的热量,其中包括相变热.焓值单位以千卡/公斤表示.) h% p, {! c M
焓值的影响因素有油品的温度﹑压力﹑比重以及特性因素.! B- y" [) /6 N4 T) A
30. 什么叫比热?
比热又被称为比容,它是指单位物质(按重量或分子)当温度升高了1℃时所需吸收的热量, |
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