图3-1-2 石油开采
石油是重要的能源，是工业、农业、交通运输业和国防事业各种设备不可少的燃料、润滑剂和有机化学工业所需的重要原料，在国民经济中具有非常重要的地位。因此，石油被称为“工业的血液”。
1.基本性质
石油是一种不可再生能源，它是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成的一种黏稠状液体。天然石油又称原油，其性质和成分因产地而异。常温下呈液体或半液体状态，颜色多为黑色或深棕色，有特殊气味，密度在0.8～1.0g/cm3，凝固点差别很大（30～-60℃），沸点范围为常温到500℃以上，石油黏度较大，可溶于多种有机溶剂，但不溶于水。
图3-1-3 原油
图3-1-4 石油管道
2.化学成分
（1）石油的元素组成
石油主要由碳、氢、硫、氧、氮五种元素组成的，它们在石油中的含量因产地不同而略有差别。其中碳、氢两种元素含量合计96%～99%，占石油元素组成的绝大部分。中国原油的含硫量较低（小于0.5%），含氮量偏高（大于0.3%）。含硫、氧、氮的化合物对石油产品有害，在石油加工中应尽量除去。
表3-1石油中主要元素的质量分数范围
此外，石油中还含有多种金属元素和非金属元素，它们所占的质量分数极少，一般都在0.003%以下。其中金属元素有镍、钒、铁、钾、钠、钙、镁、铜、铝、钍、钴、锌等，一般原油越重，其中金属含量越高；非金属元素有氯、碘、磷、砷等。
（2）石油的烃类组成
石油主要是由不同的碳氢化合物混合而成。各种烃类按其结构分为烷烃、环烷烃、芳香烃三类。烷烃同系物中碳原子数不同，在常温下性质也有差别。一般碳原子数1～4的烷烃呈气态；碳原子数为5～16的烷烃呈液态，是汽油和煤油的主要成分；碳原子数为17及以上的烷烃呈固态，存在于柴油和润滑油馏分中。
（3）石油的非烃类组成
石油中的主要成分是烃类化合物，但在石油中还含有相当数量的非烃类化合物，主要包括含硫化合物、含氧化合物、含氮化合物、胶质和沥青质、矿物质等，含量可高达10%～20%，它们大部分集中在重质组分特别是渣油中。非烃类化合物的存在对石油加工及产品的使用性能有很大影响，特别是硫化物及氮化物的影响更大。因此，在石油加工过程中，绝大多数的精制过程都是为了解决非烃类化合物的问题。
表3-2几种烷烃的物理性质(www.xing528.com)
3.石油炼制
石油炼制是以原油或人造石油为基本原料，通过常减压蒸馏、催化裂化、催化重整、加氢裂化、产品精制等工艺过程，把原油或石油馏分加工（或精制）成汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡等目的产品的过程。现代石油炼制工艺大体可分为三大类：
（1）原油蒸馏
常压蒸馏是根据组成石油的各类烃分子的沸点不同，利用加热、蒸发、冷凝等步骤对石油进行的直接分馏。通过常压和减压蒸馏，把原油中固有的各种不同沸点范围的组分分离成各种馏分。
图3-1-5 石油分馏工艺流程图
常压蒸馏是根据组成石油的各类烃分子的沸点不同，在常压条件下利用加热、蒸发、冷凝等步骤对石油进行直接分馏。该过程的馏分分为汽油馏分、煤油馏分、柴油馏分和润滑油馏分等，各馏分不等同于汽油、煤油、柴油和润滑油等石油产品，要得到各馏分所对应的石油产品，必须对相应的馏分进行再加工。
汽油馏分是在分馏塔上部得到的轻质馏分，蒸发温度范围一般在35～200℃之间。汽油馏分中正构烷烃的碳原子数为5～11之间，异构烷烃碳原子数稍多，环烷烃和芳香烃多为单环。烷烃质量分数最大，约为50%。
煤油馏分和柴油馏分是在分馏塔中部得到的中质馏分，蒸发温度范围一般在200～350℃之间。馏分中正构烷烃的碳原子数为11～20之间，异构烷烃碳原子数稍多，环烷烃和芳香烃环数增多，除单环外，还有双环和三环的。烷烃质量分数比较大，约为40%。
图3-1-6 石油蒸馏示意图
（2）二次加工
从原油中直接得到的轻馏分是有限的，大量的重馏分和渣油需要进一步加工，以得到更多的轻质油品。以炼油厂的直馏产品（常减压蒸馏产品）为原料再进行加工，以增加炼油厂轻油产率或提高产品的质量、增加油品品种的过程称为二次加工过程。如热裂化、催化裂化、延迟焦化、催化重整、加氢裂化等，是以化学反应为主的加工过程，一般天然石油不含烯烃，而二次加工产物中常含有数量不等的烯烃和炔烃。
采用催化裂化工艺及催化剂，降低催化裂化汽油的烯烃及硫含量，提高催化裂化汽油的质量，增加汽油的生产能力优化产品结构，可以提高高标号无铅汽油的生产能力。
（3）油品精制
世界车用汽油发展的方向是低碳、低烯烃、高辛烷值等，原油经过一次加工和二次加工后所得到的油品中还含有各种杂质，如含有硫、氮、氧等化合物，胶质以及某些影响使用的不饱和烃和芳烃，还不能完全符合市场上的使用要求，因此必须对油品中含有影响其使用的杂质进行加氢精制、脱硫醇等处理，使油品完全符合质量标准，这就是油品精制。
表3-1石油精制方法及对应产品
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