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1、电力用油实用技术问答第一章石油化学基础知识1.何谓石油?它由哪些化学成分组成?石油是一种粘稠状的可燃性液体矿物-其颜色多为黑色、褐色、暗绿色或偶有黄色,通常石油比水轻,其密度约为0.77~0.96g/cm3。石油是各种化学物质的复杂混合物,其主要成分是碳和氢的化合物。碳氢化合物通常叫做“烃”，石油是曲各种烃类和氧化合物、氮化合物树脂及沥青等化合物组成的极其复杂的混合物。因此,石油是由多种元素组成的,其中碳含量约为85%，氢含量约为12%~14%,还有少量硫、氧、氮为1%左右。此外,还含有微量的金属元素:铁、镍、铜、铝、钒、锰、钾、镁、钙
2、等,以及微量的非金属元素:磷、硅、氯等。从油田开采出来而未经加工的石油,一般称为原油,如大庆原油、大港原油、克拉玛依原油等。2.石油和石油产品中的主要烃类有哪几种?它们的特性如何?石油和石油产品中的烃类主要有：烷烃、环烷烃和芳香烃等，一般原油中不含不饱和烃,但裂化过程及高温热解产物中有一定含量。现将各主要烃类的特性分述如下。(1)烷烃。烷烃又称石蜡烃，其分子通式为:CnH2n+2,在一般情况下,分子中含有1~4个碳原子的烷烃为气态;含5~15个碳原子的烷烃为液态,是石油的主要成分;含16个碳原子以上的烷烃为固态,悬浮在石油中。烷烃有较稳
3、定的化学安定性、高闪点和其他优越的性质。因为烷烃的碳链都完全达到了饱和状态,但在室温下便失去流动性,即其凝固点较高。烷烃含量超过25%~30%的石油称为烷基石油。（2）环烷烃占环烷烃的分子通式为CnH2n（n≥3)、CnH2n-2、CnH2n-4等。环烷烃是一切石油的重要成分。它的结构比较复杂,有单环、双环和多环,并带有烷基侧链。因环烷烃具有较高的抗爆性,低凝固点及较好的润滑性,并会使制得的油品具有良好的热安定性和化学安定性,是电力用油的主要理想成分之一。石油中含有75%~83%的环烷烃称为环烷基石油,是炼制绝缘油的最好原油。(3)芳香
4、烃。芳香烃的分子通式为:CnH2n-6(n≥6)、CnH2n~12等。最简单的芳香烃是苯C6H6,芳香烃分为对称结构妁烃(如苯、萘、蒽)和带短侧链的芳香烃(如甲苯)。所有润滑油的成分中都含有芳香烃。芳香烃比环烷烃化学性质活泼,其‘活性是由侧链的数量和末小来决定。芳香烃是生成揸滓的主要物质,但要完金除去芳香烃而不使油过度净化是不可能的,也是不必要的σ石油中芳香烃的含量约在14%~30%之间变化。关于不饱和烃,因其安定性差,为油的有害成分,应完全从油中除去。1.石油中的非烃类化合物有几种?其性质如何?石油中的非烃类化合物有以下三种。(1)含
5、氧化合物,主要是有机酸和酚类。石油中的有机酸多为环烷酸。环烷酸在有水存在和温度较高时,能直接与金属反应生成盐类,使金属腐蚀。由于这类物质的存在,会影响油品的使用性能,所以含氧化合物是有害的,应从油品中除掉。(2)含硫化合物,多数是以有机物存在,也有少量的游离硫。石油中的硫化物,根据对其金属的有无腐蚀性,可分三类:1)直接与金属作用,具有强烈腐蚀作用的酸性硫化物;如硫化氢、硫醇等。2)在低温时为中性,不腐蚀金属,但高温时易分解生成具有强烈腐蚀性的硫化物。这类硫化物主要是硫醚、二硫醚。3)对金属无腐蚀,对热也比较安定的非活性硫化物,如噻吩、
6、氢化噻吩等。游离硫(活性硫)在常温下直接腐蚀铜,当温度超过150C时,它会与烷烃或环烷烃作用生成硫化氢,对金属产生强烈腐蚀作用。所以石油或石油产品申含硫化物是有害的,尤其是游离硫,在精匍过程中应尽量除去。(3)含氮化合物,氮化合物主要是吡啶、吡咯等杂环化合物;石油中含量很少,主要集中在重质馏分中。氮化物在燃烧申可能生成二氧化氮,`对机械设备有腐蚀。4.石油产品的一般炼制工艺程序如何?各工艺程序的主要作用及目的是什么?石油产品的一般炼制工艺程序为:原油预处理一蒸馏及分馏9油的精制→油的调制→成品油。各工艺程序的主要作用及目的分述如下:(1
7、)原油的预处理。送往石油炼制厂的原油中,含有二定量的水分、机械杂质及盐类,这些有害物质应在炼制之前从油中去掉,称为原油的预处理。去掉水分的方法有加热沉淀法(利用油水的比重不同)、化学分离法(如加破乳剂)和电解法等。在脱水的同时可脱掉溶于水的盐类,也可用软化水与原油混合进行清洗,水与盐可同时自油中沉降出来◇另外从原油中脱盐也可加添加剂,∷多为环烷酸铝。′(2)油的蒸馏与分馏。石油蒸馏的目的是在各个不同的温度范围内,将原油分成许多在指定温度范围内的沸点不同的馏分,然后将这些馏分再经适当的加工处理,使之成为合格产品。电力用油的馏分,是属于润滑
8、油馏分(即绝缘油、汽轮机油都在润滑油馏分内),温度在350℃以上。(3〉油的精制。由于润滑油馏分中含有一些不良的有害成分,如不饱和的化合物、∷环烷酸、硫化合物、氮化合物、树脂物质、沥青及一些高分子的烃类。这
