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ag追杀模式前兆元素分析仪培训教材-2

发布时间:2020-10-12 02:27

  苏州埃兰分析仪器有限公司一、石油的基本组成及其性质 二、石油中的非烃化合物 三、石油及其产品中硫氮含量的分析方法 石油的基本组成及其性质 (一)石油的元素组成: 石油是埋藏于地下的天然矿产物经过勘探、开采出的未经炼制的石油也 叫做原油。在常温下,原油大都呈流体或半流体状态,颜色多为黑或深棕色,少教 为暗绿、赤褐或黄色,并且有特殊气昧。原油经过炼制后的成品叫做石油产品 不同产地的原油,其相对密度也不相同,但一般都小于l,多在0.8一0.98之间,个别低于0.70。凝点的差异也较大,有的高达30以上,有的却低于一50。 原油之所以在外观和物理性质上存在差异,根本原因在于其化学组分不完全 相同。原油既不是由单一元索组成的单质,也不是由两种以上元素组成的化合 物,而是由各种元素组成的多种化合物的混合物。因此,其性质就不象单质和纯 化合物那样确定,而是所含各种化合物性质的综合体现。 原油的主要组成成分是碳和氢,碳氢化合物也简称为烃,烃是原油加工和利 用的主要对象。 原油中所含各种元索并不是以单质形式存在,而是以相互结合的各种碳氢 及非碳氢化合物的形式而存在。 原油中含有的硫、氧、氮等元素与碳、氢形成的硫化物、氮化物、氧化 物和胶质、ag追杀模式前兆,沥青质等非烃化合物,其含量可达10%一20%,这些非烃化合 物大都对原油的加工及产品质量带来不利影响,在石油的炼制过程中应尽 可能将它们除去。此外,原油中所含微量的氯、碘、砷、磷、镍、钒、铁 、钾等元素,也是以化合物的形式存在。其含量虽小,对石油产品的影响不 大,但其中的砷会使得催化重整的催化剂中毒,铁、镍、钒会使催化裂化的 催化剂中毒。故在进行原油的这类加工时,对原料要有所选择或进行预处 (二)石油的烃类组成:石油中的烃类按其结构不同,大致可分为烷烃、环烷烃、芳香烃和不 饱和烃等几类。不同烃类对各种石油产品性质的影响各不相同。 l.烷烃 烷烃是石油的重要组分,凡是分子结构中碳原子之间均以单键相互结 合,其余碳价都为氢原子所饱和的烃叫做烷烃,它是一种饱和烃,其分子通 式为CnH2n+2。 烷烃是按分子中含烃原子的数目为序进行命名的,碳原子数为l-10的分 别用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示;10以上者则直 按用中文数字表示J目只含一个碳原子的称为甲烷;含有十六个碳原子 的称为十六烷。这样,就组成了为数众多的烷烃同系物。 烷烃按其结构之不同又可分为正构烷烃与异构烷烃两类,凡烷烃 分子主碳链上没有支碳链的称为手宁导,而有支链结构的称为异构烷。 在常温下,甲烷至丁烷的正构烷呈气态;戊烷至十五烷的正构烷呈液 态;十六烷以上的正构烷呈蜡状固态(是石蜡的主要成分)。 由于烷烃是一种饱和烃,故在常温下,其化学安定性较好,但不如芳 香烃。在一定的高温条件下,烷烃容易分解并生成醇、醛、酮、醚、羧 酸等一系列氧化产物。税烃的密度最小,粘温性最好,是燃料与润滑油 的良好组分。 正构烷与异构烷虽然分子式相同,但由于分子结构不同,性质也有 所不同。异构烷烃较碳原子数相同的正构烷烃沸点要低,且异构化愈甚 则沸点降低愈显著。 另外,异构烷烃比正构烷烃粘度大,粘温性差。正构烷烃因其碳原子呈 直链排列,易产生氧化反应.,即发火性能好,它是压燃式内燃机燃料的良 好组分。但正构烷烃的含量也不能过多,否则凝点高,低温流动性差。 异构烷由于结构较紧凑,性质安定,虽然发火性能差,但燃烧时不易产生 过氧化物,即不易引起混合气爆燃,它是点燃式内燃机的良好组分。 2.环烷烃 环烷烃的化学结构与烷烃有相同之处,它们分子中的碳原子之间 均以一价相互结合,其余碳价均与氢原子结合。其碳原子相互连接成环 状,故称为环烷烃。由于环烷烃分子中所有碳价都己饱和,因而它也是 饱和烃。环烷烃的分子通式为CnH2n。 环烷烃具有良好的化学安定性,与烷烃近似但不如芳香烃。其密 度较大,自燃点较高,辛烷值居中。它的燃烧性较好、凝点低、润滑性 好,故也是汽油、润滑油的良好组分。环烷烃有单环烷烃与多环烷烃之 分。润滑油中含单环烷烃多则粘温性能好,含多环烷烃多则粘温性能差 3.芳香烃芳香烃是一种碳原子为环状联结结构,单双键交替的不饱和烃,分 子通式有CnH2n-6、CnH2n-12、CnH2n-18等。它最初是由天然树脂 、树胶或香精油中提炼出来的,具有芳香气味,所以把这类化合物叫做 芳香烃。芳香烃都具有苯环结构,但芳香烃并不都有芳香味。 芳香烃化学安定性良好,与烷烃、环烷烃相比,其密度最大.自燃点 最高,辛烷值也最高,故其为汽油的良好组分。但由于其发火性差,十六 烷值低,故对于柴油而言则是不良组分。润滑油中若含有多环芳香烃则 会使其粘温性显著变坏,故应尽量去除。此外,芳香烃对有机物具有良 好的溶解力,故某些溶剂油中需有适当含量但因其毒性较大,含量应予 控制。 4.不饱和烃 不饱和烃在原油中含量极少,主要是在二次加工过程中产生的。热 裂化产品中含有较多的不饱和烃,主要是烯烃,也有少量二烯烃,但没有 烯烃的分子结构与烷烃相似,即呈直链或直链上带支链。但烯烃的碳原子间有双价键。凡是分子结构中碳原子间含有双价键的烃称为烯烃,分 子通式有CnH2n、CnHo2n-2等。分子间有两对碳原子间为双键结合的 则称为二烯烃。 烯烃的化学安定性差,易氧化生成胶质,但辛烷值较高,凝点较低。故 有时也将热裂化馏分(含有烯烃、二烯烃)掺入汽油中以提高其辛烷值; 掺人柴油中以降低其凝点。但因烯烃安定性差,这类掺合产品均不宜 长期储存,掺有热裂化馏分的汽油还应加入抗氧防胶剂。 石油中的非烃化合物:石油中的非烃化合物含量虽少,但它们大都对石油炼制及产品质量 有很大的危害,是燃料与润滑油的有害成分,所以在炼制过程中要尽可 能将它们去除。非烃类化合物主要有,含硫化合物、含氧化物、含氮化 合物、胶质与沥青质。各种非烃化合物的基本性质 石油的分类及其性质:石油的分类方法主耍有以下几种。 l.工业分类法 在工业上通常按石油的相对密度将其分为四类坝表1-1所列。 2.商品分类法 (l)按含硫量分类按含硫量之不同,可将原油分为三类,见表1-2所列。 (2)按含蜡量分类--般是在石油中取出一馏分,其粘度值为53mm2/s(50),然后测其凝点 。当凝点低于一6时,称为低蜡原油;当凝点在一15一20时,称为含蜡原油;当凝点 大于-21时,称为多蜡原油。 (3)按含胶质分类以重油(沸点高于300的馏分)中胶质含量来分。含胶质量小于17%, 称为低胶质原油;贪胶质量在18%一35%,称为含胶质原油;含胶质量大小35%,称为多胶 质原油。 3.化学分类法 化学分类法是根据特性因素值*的不同进行分类,见表1-3 4.关键馏分分类法 按关键馏分分类,可将原油分为七类,即:石蜡基、石蜡一中间 基、中间一石蜡基、中间基、中间一环烷基、环烷一中间基、环烷基。 5.原油的--些基本性质 具有代表性的大庆原油属低硫石蜡基原油,口前已开采酌原油以低 硫石蜡基居多。这种原油,硫含量低,含蜡量高,凝点高,能生产出优质的 煤油、柴油、溶剂油、润滑油及商品石蜡,直馏汽油的感铅性好。辽河 原油的硫含量低,轻质馏分多,属于低硫中间石蜡基,是一种较好的原油 。其汽油馏分辛烷值高,渣油经氧化后可制石油建筑沥青。胜利原油胶 质含量高,相对密度较大,含蜡量高.属含硫中间基。汽油馏分酌感铅性 好,且富含环烃与芳香烃,故也是催化重整的良好原料。柴油馏分可生 产轻柴油与专用柴油,但因硫含量、氮含量及徽度较高,故需适当精制J 闰滑油馏分的脱蜡油经适度精制可生产车用机油、变压器油及机械油 等,如经深度精制,则可制取柴油机油。 有的原油硫含量高,胶质含量高,属含硫石蜡基。其直馏汽油馏分产率 高,感铅性也好。柴油馏分的十六烷值高,闪点高,硫含量高,酸度大,经 精制后.可生产轻柴油与专用柴油。润滑油馏分中,有一部分组分的粘 度指数在90以上,是生产内燃机油的良好的原料。 有的原油硫含量低,含蜡量较高,属低硫环烷一中问基。其汽油馏分 感铅性好,且也富含环烷烃与芳香烃,故也是催化重整的良好原料。柴 汕馏分的凝点及硫含量均较低,酸度较大, 产品需碱洗。减压渣油经氧 化后可生产石油建筑沥青。 另有些低凝原油硫含量低、含蜡量也低,属低硫中问基。适于生产 一些特殊性能的低凝产品, 石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。这些非烃化合物在石油中的含量比较大,尤其在石油重质 馏分和减压渣油中的含量更高。非烃化合物的存在对于石油的加工工 艺以及石油产品的使用性能都有很大的影响。 石油中的含硫化合物石油中的硫含量随原油产地的不同差别很大,其含量从万分之几 到百分之几。硫在石油馏分中的分布一般是随着石油馏分沸点的升高 而增加,大部分硫集中在重馏分油和渣油中。 硫在石油中的存在形态已经确定的有:元素硫、硫化氢、硫醇、 硫醚、二硫化物、噻吩等类型的有机含硫化合物。这些硫化物按照性 质可分为活性硫化物和非活性硫化物两大类。活性硫化物主要包括元 素硫、硫化氢以及硫醇等,它们对金属设备具有较强的腐蚀作用;非 活性硫化物主要包括硫醚、二硫化物和噻吩等对金属设备无腐蚀作用 的硫化物,一些非活性硫化物受热分解后会变成活性硫化物。 石油中的硫化物除了元素硫和硫化氢外,其余均以有机硫化物的 形式存在于原油和石油产品中。原油中硫醇的含量不多,一般多存在 于轻质馏分中。硫醚是石油中含量较高的硫化物,它们在石油轻质馏 分和中间馏分中的含量往往可达该馏分硫含量的50~70%。二硫化物 在石油馏分中的含量很少,一般不超过该馏分硫含量的10%,并且多 集中于石油的低沸点馏分中。噻吩及其同系物是石油中主要的一类含 硫化合物,苯并噻吩系、二苯并噻吩系和萘并噻吩系化合物主要集中 于重质石油馏分中。此外,原油中还有一部分硫存在于渣油和胶质、 沥青质中。 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。 石油中的含氮化合物通常分为碱性含氮化合物和非碱性含氮化合 物两大类。碱性含氮化合物是指在冰醋酸和苯的样品溶液中能够被高 氯酸-冰醋酸滴定的含氮化合物,反之为非碱性含氮化合物。尽管原 油的产地不同,但是其碱性氮含量一般占总氮含量的25~30%。 不论是碱性还是非碱性含氮化合物,其氮原子均处在环结构中, 为氮杂环系化合物,而脂肪族含氮化合物在石油中很少发现。石油中 的碱性含氮化合物主要有吡啶系、喹啉系、异喹啉系、吖啶系和苯胺 类衍生物。随着馏分沸点的升高,碱性含氮化合物的环数也相应增多 。石油中的弱碱性和非碱性含氮化合物主要有吡咯系、吲哚系和咔唑 系。随着馏分沸点的升高,非碱性含氮化合物的含量逐渐增加,主要 集中在石油较重的馏分和渣油中。吡咯、吲哚等衍生物不稳定,容易 被氧化和聚合,是导致石油二次加工油品颜色变深和产生沉淀的主要 原因。 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。 石油中的酸性含氧化合物包括环烷酸、芳香酸、脂肪酸和酚类等,它们 总称为石油酸;中性含氧化合物包括醇、酯、醛及苯并呋喃等,它们的含量 非常少。石油中酸性含氧化合物的含量一般用酸值(酸度)来表示,酸性含 氧化合物的含量越高,则其酸值就越大。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,而脂肪酸、芳香酸和酚类的含量很少。 环烷酸虽然对石油加工和产品应用不利,但它却是非常有用的化工产品。原 油中环烷酸的含量因原油产地和类型的不同而有所差异,石蜡基原油中的环 烷酸含量较少,中间基和环烷基原油中的环烷酸含量较多。 石油中的胶状沥青状物质石油中最重的部分基本上是由大分子的非烃类化合物组成,这些 大分子的非烃类化合物根据其外观可通称为胶状沥青状物质,一般将 其分为胶质和沥青质两部分。 沥青质一般是指石油中不溶于非极性的小分子正构烷烃而溶于苯 的物质,它是石油中分子量最大、极性最强的非烃组分。胶质是石油 中分子量和极性仅次于沥青质的大分子非烃化合物,它具有很大的多 分散性,与沥青质之间没有明显的界限。沥青质的芳碳率大于胶质, 而其烷基碳率和H/C原子比小于胶质。 一般认为,石油中胶质和沥青质分子的基本结构是以多个芳香环 组成的稠合的芳香环为核心,周围连接有若干个环烷环,芳香环和环 烷环上一般都带有几个长度不同的烷基侧链,分子中还含有含硫、含 氮和含氧的杂原子基团,同时还会络合有镍、钒、铁等金属元素。 石油及其产品中硫氮含量的分析方法 测定石油及其产品中总氮化合物含量的分析方法有化学发光定氮 法、固态电化学法、热导定氮法、杜马定氮法、克氏定氮性和麝香草 酚比色定氮。化学发光定氮法由于其测定简便、快速、灵敏度高、线 性范围宽,目前得到了广泛的应用。 测定石油及其产品中总硫化合物含量的分析方法有灯硫法、氧化 微库仑法、固态电化学法、醋酸铅纸带法、紫外荧光定硫法等方法。 其中氧化微库仑法、紫外荧光定硫法目前使用最为广泛。形态硫分析 多采用气相色谱与硫选择性检测器结合的方法,这些检测器有火焰光度 检测器(FPD)、原子发射检测器(AED)、硫化学发光检测器(SCD)、脉 冲火焰光度检测器(PFPD)、X射线荧光法(XRF)和紫外荧光定硫法等, 最近又出现一种电化学硫检测器(ASD)。 总氮含量测定方法:化学发光法 化学发光定氮法测定原理:样品被高纯氩气载入高温石英裂解管中, 同高纯氧气燃烧,样品中的氮化物生成一氧化氮、二氧化氮以及其他 的氮氧化物。其中一氧化氮同臭氧发生器产生的臭氧反应,生成激发 态的二氧化氮,激发态的二氧化氮不稳定,回到基态,发出光子。光 子被光电倍增管接收,经过放大产生同样品中氮化物成正比的电信号 NO2*+O2 hr’总硫含量测定方法:紫外荧光定硫法、氧化微库仑法 紫外荧光定硫法测定原理:样品被高纯氩气载入高温石英裂解管中,同高纯氧气燃烧 ,样品中的硫化物生成二氧化硫和三氧化硫。用紫外光照射反应气,其中的二氧化硫 分子发出荧光。光子被光电倍增管接收,经过放大产生同样品中硫化物成正比的电信 O2CO2 其他氧化物SO2 +hr’ (紫外灯照射)产生荧光 氧化微库仑法测定原理:样品被高纯氮气载入高温石英裂解管中,同高纯氧气燃烧, 样品中的硫化物生成二氧化硫和三氧化硫。二氧化硫被载气带入滴定池,消耗滴定池 中的I3-离子,产生的电位差经过负反馈放大器放大,其消耗的电量等量地加到电解电 极对上,产生新的I3-离子。然后通过法拉第定律计算出样品中硫化物含量。 R-S O2CO2 其他氧化物3I I3- 2e-SO2 THANKYOU!!!