5.石油的成分

在石油中由碳、氢两种元素组成的化合物的成分很复杂。按其结构可分为烷烃（包括直链和支链烷烃）、环烷烃（多数为烷基环戊烷和烷基环己烷）和芳香烃（多数是烷基苯）。在石油中一般不含烯烃。

在石油中含硫的化合物主要有硫醇（RSH）、硫醚（RSR）、二硫化物（RSSR）和噻吩等。

在石油中含氧的化合物主要有环烷酸和酚（以苯酚为主），此外还含有少量的脂肪酸。环烷酸是指分子中含有一个或多个骈合脂环、碳原子数为11～30个的羧酸。羧基既可以在脂环上，也可以在侧链上。在炼油生产中，常将环烷酸和酚统称为石油酸。

在石油中含氮的化合物主要有吡啶、吡咯、喹啉和胺类（RNH2）等。因吡咯在空气中容易被氧化，颜色逐渐变深，这与汽油久存后颜色变深有关。

石油的化学组成不是固定的，而是随产地的不同而不同。根据石油中所含烃的成分的不同，一般将石油分为烷烃基石油、环烷基石油、混合基石油和芳烃基石油等几大类。但各产油国常根据本国资源的情况有不同的分类。

6.我国的石油资源

在我国960×104 km2的土地上，经过地质普查，发现有300多个可供勘探石油的沉积盆地，沉积岩面积达450×104 km2，约占国土总面积的44%。其中面积大于10×104 km2的沉积盆地有10个，总面积超过254×104 km2。

此外，还有大量的中小盆地油气资源也很丰富，有些已经发现了油田或工业油流。如酒泉盆地、苏北盆地和百色盆地等。

地质学家根据大量的科学资料分析以后，估计我国陆上石油的储量大约为300×109 t～600×109 t。

除了陆上石油外，我国还拥有18 000 km的海岸线，其大陆架的面积约占世界大陆架总面积的1/20。根据近几年的勘查结果，先后在渤海、黄海南部、东海、台湾浅滩、珠江口、莺歌海、北部湾等海域发现了7个油气盆地，总面积约为100×104 km2。从发展远景来看，我国近海石油的储量不亚于陆上石油的储量。我国专家估计，我国近海石油的储量为200×109～500×109 t，国外人士估计我国近海石油的储量为200×109～900×109 t。

7.石油分馏的工艺过程

（1）原油加工前的预处理

在原油中含有一定量的石油气、水、盐类和泥沙等杂质，如不除去这些杂质，将会给以后的工序带来困难。预处理的步骤是先通过油气分离器，将石油气分离出去。再进入沉降池中除去泥沙及部分水和盐类。{zh1}，在15～25 kV的高压电场下脱盐、脱水。

（2）初馏

将预处理后的原油在初馏塔中加热到220～250 ℃，从塔顶蒸出轻汽油和残留的水分。

（3）常压分馏

用泵将从初馏塔底得到的拔顶油送入加热炉中加热到360～370 ℃后，再送入常压分馏塔中。经分馏，在塔顶可得到低沸点汽油馏分，经冷凝和冷却到30～40 ℃时，一部分作为塔顶回流液，另一部分作为汽油产品。此外，还设有1～2个中段回流。在常压塔中一般有3～4个侧线，分别馏出煤油、轻柴油。侧线产品是按人们的不同需要而取的不同沸点范围的产品，在不同的流程中并不相同。有的侧线产品仅为煤油和轻柴油，而重油为塔底产品；有的侧线为煤油、轻柴油和重柴油，而塔底产品为常压渣油。

（4）减压分馏

原油在常压分馏塔中只能分馏出沸点较低的馏分。要分馏出沸点约在500 ℃以上的裂化原料和润滑油原料，就会出现一定的问题。因为这些馏分所含有的大分子烃类在450 ℃以上就会发生裂解反应，使馏出的油品变质，并生成焦炭，影响生产的正常进行。为了解决这个问题，就必须在减压下进行蒸馏。因此，将从常压塔底出来的重油经加热炉加热到410 ℃左右后，送入减压分馏塔中。为了使塔顶残压保持在2.7 kPa～10.7 kPa，需要用真空设备抽出不凝性气体。同时在减压塔底吹入过热蒸气以降低塔内的油气分压，增加馏分的拔出率。在减压蒸馏塔的塔顶得到的是重柴油；在侧线分别得到轻润滑油、中润滑油、重润滑油；经汽提塔汽提后，在塔底得渣油。

8.汽油

汽油是一种重要燃料，主要用于化油器式发动机。如汽车、摩托车等。在发动机中，汽油应在燃烧冲程燃烧。但有的汽油在压缩过程就燃烧爆炸，不仅影响气缸的正常运行，而且由于强烈地震动，影响发动机的寿命。这种汽油在气缸中的不正常的燃烧现象，称为汽油的爆震性。

汽油的爆震性与汽油的成分有密切的关系，以芳烃的抗震性{zh0}（即爆震性最小），环烷烃和异构烷烃次之，烯烃再次之，烷烃中正构（直链）烷烃的抗震性小。汽油的抗震性能用辛烷值来表示。

提高汽油辛烷值的方法之一，是增加汽油中的芳烃的含量，减少正构烷烃的含量；另一种方法是加入少量的四乙基铅〔Pb(C2H5)4〕。一般来说，只要在汽油中加0.2%～0.5%（质量分数）的四乙基铅就可以显著地提高汽油的抗震性。但是，在汽油中使用四乙基铅存在着许多的问题。一方面是四乙基铅有毒，只需少量就可以使人体中毒。因此，加入四乙基铅的汽油通常被染成红色或蓝色。另一方面是四乙基铅在气缸中燃烧后，其中的铅会变成氧化铅沉积下来，增加积炭量，引起气缸过热，增大发动机零件的磨损。为了克服这个缺点，通常在四乙基铅中加入一种导出剂，使铅成为挥发性物质从气缸中排出。可是，含铅化合物的排放，造成了一定程度的环境污染。目前，我国的一些城市，如北京、广州已经禁止汽车使用含铅汽油，以减少对大气的污染和对人体健康的危害。

9.催化裂化

催化裂化就是将原油（常用的馏分是重质油，如减压馏分、焦化柴油及石蜡等，也可使用常压重油）在催化剂的存在下，在460 ℃～520 ℃及100 kPa～200 kPa的压强下进行裂解反应。与热裂化相比较，催化裂化的条件，如温度和压强要低一些，但对原料的要求却相对高一些。如果在原料中含有镍、铁、铜、钒等重金属，就会影响催化剂的催化效率，使其选择性显著降低，从而会降低汽油的产量，增加气体和焦炭的产量。所以，催化裂化所用的原料油中重金属的含量必须要有一定限制。

在催化裂化中常用的催化剂是硅酸铝，它的主要成分是SiO2和Al2O3。按照硅酸铝分子的结构，又可以分为无定形（叫做普通硅酸铝催化剂）和结晶形（叫做分子筛催化剂）两种。目前最常用的是分子筛催化剂，它的催化活性和选择性都比较好，汽油的产率较高。

催化裂化所发生的化学反应与热裂化的反应没有本质上的区别。除了发生分解反应，使碳链较长的烃发生碳碳键断裂而生成碳链较短的烃以外，由于有催化剂的存在，使得异构化和芳构化的反应加速。例如，十四烷在催化裂化的条件下，首先分解为庚烷和庚烯：

C114H30→C7H16+C7H14

生成的庚烷和庚烯可以进一步发生异构化、芳构化、氢转移等反应。

异构化反应是指正构烷烃变成异构烷烃，如带侧链的环戊烷变成环己烷，使产品中异构烃的含量增加。

芳构化反应是指开链烷烃变成环状化合物、环状化合物脱氢生成芳烃等，使产品中的芳烃含量增加。例如，

氢转移反应是指烃类在反应中产生的氢与烯烃反应而生成饱和烃。例如，

除了上述反应外，分解反应的产物还可以进一步发生碳碳键的断裂，生成分子中碳原子数较少的裂化气。

10.石油的重整

重整常用铂或铼作催化剂，所以，又叫做铂铼重整。重整的目的有两个，一是提高汽油的辛烷值；二是制取芳香烃。重整用的原料要视目的的不同而定，如果重整的目的是为了提高汽油的辛烷值，一般选用沸点范围为60～200 ℃的直馏汽油馏分（或经过加氢的裂化汽油馏分）。如果重整的目的是为了生产芳香烃，则需选用沸点范围为60 ℃～130 ℃的直馏汽油馏分（或经过加氢的裂化汽油馏分），因为这一馏分中含C6～C8的环烷烃较多，经重整后有利于转化为芳香烃。

铂催化剂主要是将铂分散在氧化铝载体上，通常铂含量在0.3%～0.7%的范围内。自1968年以来，出现了铂-铼双金属催化剂和铂-铼-铱等多金属催化剂，从而大大提高了芳香烃的转化率和汽油的辛烷值，并延长了重整装置的操作周期。

铂催化剂对砷、铜、汞等重金属的化合物特别敏感，尤其是砷能与铂形成合金，造成催化剂中毒并使其失去活性。为了保证催化剂的使用寿命，对原料中的有害物质必须加以xx。

经过除砷、铅、硫、氮等杂质的原料油进入重整反应器中，在温度为400 ℃～500 ℃，2 500～3 000 kPa的压强下，通过铂催化剂进行重整反应。
摘自人民教育出版社教师用书