一、石油的形貌與成因

1.石油的形貌

石油又稱原油，是從地下深處開采的、具有特殊氣味的可燃粘稠液體，石油的組成比較復雜，它既不是由單質組成的，也不是由單一化合物組成，主要是各種烷烴、環烷烴、芳香烴的混合物。其中碳和氮組成的烴類化合物占95%以上。顏色非常豐富，石油顏色有紅色、金黃色、墨綠色、黑色、棕黑色、褐紅色等，甚至還有透明的石油。石油

石油顏色取決于膠質、瀝青質的含量，含的越高顏色越深。石油的顏色越淺其油質越好，透明的石油可直接加在汽車油箱中代替汽油。

a)透明的石油b)黑色的石油

原油的黏度范圍很寬，凝固點差別很大，沸點范圍為常溫到500℃以上，可溶于多種有機溶劑，但不溶于水，可與水形成乳狀液。石油被譽為“黑色的金子”、“工業的血液”，在國民經濟中的地位和作用十分重要，它對于經濟、政治、軍事和人民生活的影響極大。日常生活中到處可見石油產品及其附屬品的身影，如汽車上用到的汽油、柴油、石油氣、潤滑油、制動液以及塑料、纖維等，都是從石油中提煉出來的。2.石油的成因在石油地質學界一直存在著激烈的爭論，比較有代表性的有無機論和有機論兩種學說。①無機論：即石油是在基性巖漿中形成的。石油來源于地幔，是地幔沿著地殼裂隙上涌過程中的衍生物，是地幔發生熱膨脹時，在特定的環境中形成的一種新物質形態。

②有機論：有機論認為，各種有機物如動物、植物、特別是低等的動植物像藻類、細菌、蚌殼、魚類等死后埋藏在不斷下沉缺氧的海灣、瀉湖、三角洲、湖泊等地，經過復雜的物理化學作用，最后逐漸形成為石油。

研究表明，石油的生成至少需要200萬年的時間，在現今已發現的油藏中，時間最老的達5億年之久。在地球不斷演化的漫長歷史過程中，有一些“特殊”時期，如古生代和中生代，大量的植物和動物死亡后，構成其身體的有機物質不斷分解，與泥沙或碳酸質沉淀物等物質混合組成沉積層。由于沉積物不斷地堆積加厚，導致溫度和壓力上升，隨著這種過程的不斷進行，沉積層變為沉積巖，進而形成沉積盆地，這就為石油的生成提供了基本的地質環境。

地質學家將石油形成的溫度范圍稱為“油窗”。溫度太低石油無法形成，溫度太高則會形成天然氣。動畫1石油的行程過程：動畫2二、

石油的分類

由于地質構造、生油條件和年代的不同，世界各地區所產原油的性質和組成有的差別很大，有的卻十分相似；同一地區的原油，由于采油層位不同，性質都可能出現差別。石油的組成十分復雜，對其確切分類很困難。石油的分類方法有許多種，通常從商品、地質、化學或物理等不同角度進行分類。1.化學分類根據石油的密度、沸點等物理化學特性，通常將以烷烴為主的石油稱為石蠟基石油；以環烷烴、芳香烴為主的石油稱環烴基石油；介于二者之間的石油稱中間基石油。

2.關鍵餾分特性分類石油可分為:石蠟基、石蠟一中間基、中間一石蠟基、中間基、中間一環烷基、環烷一中間基和環烷基七種原油。3.工業分類

在工業上通常按原油密度來分：類別APIo相對密度輕質原油中質原油重質原油特稠原油

>31.131.1～22.322.3～10<10<0.8520.853～0.9300.931～0.998>0.998AmericanPetroleumInstitute：美國石油學會或者美國石油組織美國石油學會(簡稱API)制訂的用以表示石油及石油產品密度的一種量度。

4.商品分類（含硫量、含蠟量）按含蠟量分類從石油中取出一餾分，其運動豁度為53(50℃)，然后測其凝點。

類別凝點類別含硫量低蠟原油含蠟原油多蠟原油

<-6℃-6～21℃>21℃低硫原油含硫原油高硫原油<0.5%0.5%～2%>2%三、石油的化學構成

1、各元素的含量

1）石油主要是由C、H、S、N、O五種元素組成，最重要的是C和H兩種元素。這些元素的含量大致范圍為：

C83.0～87.0m%H10.0～14.0m%S0.05～8.00m%N0.02～2.00m%C+H95.0～99.0m%2）S、N、O含量

S、N、O為石油中的非烴組成元素，也稱之為雜原子，它們組成了石油中的非烴化合物，雖然這三種元素在原油中的含量并不高，但是含這些雜原子的非烴化合物在原油中的含量則相當可觀。

3）微量元素的含量原油中，除C、H、S、N、O五種元素外，還含有微量金屬與非金屬元素，其含量一般為百萬分之幾或甚至十億分之幾。雖然這些元素含量甚微，但對于石油加工過程的影響卻相當大。原油中主要微量元素為Ni、V、Fe、Cu。石油化學組成烴類：C、H組成。非烴類:含有S、N、O以及微量元素，同時也含有C、H元素。決定了石油的物理化學性質2、石油的化學組成表示法1）石油的烴類組成由碳和氫化合形成的烴類約占95%～99%。不同產地的石油中，各種烴類的結構和所占比例相差很大，但主要烷烴環烷烴芳香烴不飽和烴石油中的烴類化合物a.烷烴

烷烴是開鏈的飽和烴。碳原子在10以內，以甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸命名，10以上者直接用數字十一、十二……。烷烴按其結構的不同可分為正構烷烴和異構烷烴兩類。凡碳鏈為直鏈者為正構烷，有支鏈者為異構烷。圖1正辛烷與異辛烷結構b.環烷烴環烷烴是閉鏈的飽和烴。它們的命名方法是在烷烴命名方法的基礎上加一“環”字。如圖2所示：圖2環戊烷與環己烷結構c.芳香烴芳香烴是一種碳原子環狀結合，單、雙鍵交替的不飽和烴。如圖3所示：圖3苯的結構d.烯烴烯烴分子結構和烷烴相似，但烯烴碳原子中帶有雙鍵。一個雙鍵的稱為烯烴，兩個雙鍵的則稱為二烯烴。如圖4所示：圖4乙烯與丁二烯結構2、石油產品中的非烴化合物石油產品中還含有一些非烴化合物，他們對石油產品的使用性能和石油加工都有很大的影響，在石油的煉制過程中，多數精制過程都是為了去除非烴化合物。非烴化合物主要包括含氧化合物、含氮化合物、含硫化合物及膠質、瀝青質等。石油產品中的非烴化合物主要是膠質和瀝青質，其含量在石油中占10%～40%。四、石油的餾分構成餾分概念：將某一溫度范圍內蒸發出來的成分積聚后再分離出來，就可以得到不同成分含量的石油產品。石油輕餾分—汽油中餾分—柴油蒸發剩余的稱為瀝青重餾分—潤滑油原料五、石油的提煉組分不同的石油，其加工方法有差別。根據各煉油廠主要產品的不同，煉油廠可分為三種類型：燃料型、燃料一潤滑油型與燃料一化工型。

1.石油煉制工藝

(1)轉化轉化工藝有兩種。將化學結構轉化和將化學結構和沸點范圍同時轉化。(2)分離分離工藝有兩種。常壓、減壓蒸餾和化學組成分離，如溶劑或分子篩脫蠟等。(3)精制精制工藝也有兩種。凈化除去硫、氧和氮的化合物和將不飽和烴轉化為飽和烴。2.石油煉制的基本流程一次加工：（物理變化過程）1）常壓分餾把原油在常壓下分離成各種石油產品的過程叫常壓分餾。原油經過常壓分餾，沸點較低的汽油、煤油、柴油等輕質油被分離出來。在常壓分餾塔的塔底，還有數量很大的剩余部分（叫重油）。2）減壓分餾

重油，導入減壓分餾塔進行分餾，在減壓分餾塔的塔頂和不同高度的塔盤上，依次可以得到重柴油以及各種不同規格的潤滑油餾分等。

石油的一次加工（常壓、減壓分餾）二次加工：（化學變化過程）

二次加工中的轉化工藝的主要有熱裂化、催化裂化、加氫裂化、延遲焦化、催化重整與烷基化;石油的裂化：1）熱裂化

在較高的溫度下，大的烴分子斷裂成比較小的烴分子的過程，叫熱裂化。2）催化裂化在較低的溫度下使用催化劑的方式，使大分子的重油分解成汽油等產品。這樣的裂化叫催化裂化。石油的裂解

在石油的加工過程中，采用比石油裂化更高的溫度（1000℃以上），使比較大的烴分子斷裂成以氣態烴為主要產品的加工方法，叫石油的裂解裂解是以提供有機化工原料為目的的石油的深度裂化。石油的催化重整

在催化劑存在和一定的溫度、壓強下，以石油煉制過程里的某些餾分為原料，使其中的烴分子的結構進行調整、重排，發生人們所預期的化學變化，這樣的對烴的分子結構進行重新調整、排列的過程，叫石油的催化重整。

二次加工中精制工藝主要有酸堿精制、溶劑精制、加氫精制、潤滑油加氫處理、白土補充精制、丙烷脫瀝青、脫蠟等。六、計量單位1噸約等于7桶，如果油質較輕（稀）則1噸約等于7.2桶或7.3桶。美歐等國的加油站，通常用加侖做單位，我國的加油站則用升計價。1桶=42加侖1加侖=3.78543升美制1加侖=3.785升英制1加侖=4.546升國際上一般采用美制加侖，所以，1桶=158.99升七、石油產品

石油經過加工提煉，可以得到的產品大致可分為四大類：1、石油燃料

石油燃料是用量最大的油品。按其用途和使用范圍可以分為如下五種：

（1）點燃式發動機燃料有航空汽油，車用汽油等。

（2）噴氣式發動機燃料(噴氣燃料)有航空煤油。

（3）壓燃式發動機燃料(柴油機燃料)有高速、中速、低速柴油。

（4）液化石油氣燃料即液態烴。

（5）鍋爐燃料有爐用燃料油和船舶用燃料油。2、潤滑油和潤滑脂

潤滑油和潤滑脂被用來減少機件之間的摩擦，保護機件以延長它們的使用壽命并節省動力。其數量只占全部石油產品的5%左右，但其品種繁多。3、瀝青和石油焦

它們是從生產燃料和潤滑油時進一步加工得來的，其產量約為所加工原油的百分之幾。4、溶劑和石油化工產品點燃式發動機的專用燃料;碳、氫元素組成的烴類化合物;密度小而易于蒸發的液體燃料。汽油一、概述二、

車用汽油的性能指標1.蒸發性能2.抗爆性能3.氧化安定性能4.清潔性能5.腐蝕性能1.蒸發性能概念：指汽油由液體轉化為氣體狀態的性能。思考：為什么增發性能要適宜？

①適宜的好處；

②蒸發性能過好、過差的影響。指標：餾程飽和蒸氣壓1）餾程油品在規定條件下蒸餾所得到的，以初餾點和終餾點表示其蒸發特征的溫度范圍。

初餾點：

10%餾出溫度：

50%餾出溫度：

90%餾出溫度：餾程各項指標指標意義發動機的性能10%餾出溫度汽油中輕質組分的大致含量低溫啟動性能50%餾出溫度汽油的平均蒸發性能爬坡性加速性90%餾出溫度汽油中重質組分的含量生成膠質情況終餾點汽油中最重質組分的沸點冒黑煙情況2）飽和蒸氣壓

在一定的溫度下與同種物質液態處于平衡狀態時的蒸氣對容器壁產生的壓強。用途：判斷發生氣阻以及蒸發損耗的傾向。影響因素：溫度、壓力。2.抗爆性能

概念：汽油在發動機中燃燒時抵抗爆燃的能力。爆震：氧化物積累、正?；鹧媲把剡_到前。爆震的影響因素：燃料的質量、發動機的壓縮比及燃燒室的結構形狀。

抗爆性的性能指標：辛烷值（指在規定條件下的標準發動機試驗中，通過和標準燃料進行比較來測定，用和被測定燃料有相同抗爆性的標準燃料中異辛烷的體積百分比表示的一個數值）研究法辛烷值馬達法辛烷值1）研究法辛烷值測定試驗條件（中等苛刻）：較低的混合氣溫度、較低的發動機轉速、標準發動機測定。標準液：異辛烷，辛烷值100；正庚烷，辛烷值0。異辛烷、正庚烷不同比例混合，得到辛烷值0～

100。測定環境：可變壓縮比單缸發動機中；測定方法：①將待測燃料加入發動機；②改變氣缸的高度，逐漸增大壓縮比使之發生爆燃，并達到標準的爆燃強度；③與相同條件下標準燃料對比，當爆震強度相同時，標準燃料中異辛烷的體積百分比就是待測燃料的辛烷值。如何測燃料的辛烷值？2）馬達法辛烷值測定試驗條件（高等苛刻）：較高的混合氣溫度、較高的發動機轉速、標準發動機測定。測定方法與研究法相同。

研究法與馬達法辛烷值缺點：不能全面反映車輛運行中燃料的抗爆性能。改進辦法：抗爆指數（AKI）

AKI是指研究法與馬達法的平均值。表示一般條件下汽油的平均抗爆性能。我國：馬達法，研究法美國：AKI大部分國家：研究法辛烷值提高辛烷值的途徑：a、加入四乙基鉛抗爆劑（鉛對人體有害，且使三元催化器中毒，燃燒后污染環境）b、采用先進的汽油煉制工藝C、加入辛烷值改善組分3.氧化安定性能

概念：指汽油在儲存和使用過程中抵抗氧化生膠的能力。氧化安定性差的汽油：易發生氧化反應生成酸性物質和膠質物，堵塞燃油供給系統。評定指標：實際膠質（規定條件下測得燃料蒸發殘留物）誘導期（加速氧化條件下，處于穩定狀態所經歷的周期）4.清潔性能

指汽油在生產、運輸、儲存和使用過程中不應混入煉制工藝以外的雜質以提高汽油的清潔度。5.腐蝕性能

主要是由汽油中含有的硫及硫化物、有機酸和水溶性酸或堿、水等物質引起。三、車用汽油的規格、牌號及選用如何判斷加油口在哪一邊？1.汽油的規格、牌號

車用汽油根據國家標準GB17930-2006規定，劃分為90號、93號、97號3個牌號。汽油標號簡單講就是抗爆系數，或者叫辛烷值。所謂90號、93號、97號無鉛汽油，是指它們分別含有90%、93%、97%的抗爆震能力強的“異辛烷。于是辛烷值的高低就成了汽油發動機對抗爆震能力高低的指標。應該用97號汽油的發動機，如果用90號汽