石油分馏
1.石油是重要的能源和宝贵的资源,被誉为“工业的血液”。
(1)物理性质:石油呈黑色或深棕色,有特殊气味,不溶于水,密度比水稍小,没有固定的熔点和沸点。
(2)元素组成:主要含有C、H,还含有少量的N、O、S及微量的P、K、Si、Fe、Mg等。 (3)成分:烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。
2.石油分馏原理:石油在加热时,分子中碳原子数少的低沸点烃受热先汽化,经过冷凝先分离出来。随着温度的升高,分子中碳原子数多的高沸点烃受热再汽化,再经过冷凝,也分离出来。经过多次加热和冷凝,就可在不同的温度的范围把石油分成不同的蒸馏产物。石油分馏是物理变化,不是化学变化。石油的分馏产物有石油气、汽油、煤油、柴油、重油等。
3.有关石油分馏的实验:
(1)实验原理:利用混合物中各物质的沸点不同对石油进行分离。 (2)实验仪器及用品:铁架台(带铁圈和铁夹)、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、尾接管(牛角管)、锥形瓶、弹孔塞、导管、火柴、石油等。
(3)实验步骤:①按图连接好仪器;②检查装置的气密性;③将100mL石油注入蒸馏烧瓶并加入碎瓷片;④将冷凝管中的冷凝水接通;⑤点燃酒精灯给蒸馏烧瓶加热;⑥分别收集60℃~150℃和150℃~300℃时的馏分,得到汽油和煤油。
(4)实验现象及结论:在锥形瓶中收集到无色油状液体,在60℃~150℃范围内收集到的液体有汽油味,说明石油在60℃~150℃的温度范围内挥发出了汽油。在150℃~300℃范围收集到的液体有煤油味,说明石油在150℃~300℃的温度范围内挥发出了煤油。同时在蒸馏烧瓶中还剩有黑色粘稠的液体,说明还有沸点更高的物质没有挥发。
(5)实验注意事项:①加入碎瓷片是为了防止石油暴沸;②蒸馏烧瓶加热时要垫上石棉,防止蒸馏烧瓶炸裂;③为了使冷凝的效果好,冷却水的流向应与蒸汽的流向相反,即冷却水要从冷凝管的下口进上口出;④汽油、煤油等对橡皮有腐蚀性,实验中所用的橡皮塞应用锡箔纸包起来,防止被腐蚀;⑤温度计的最大量程应高于300℃,且其水银球要置于蒸馏支管口。
4.石油的裂化:将重油通过隔绝空气高温加热,把相对分子质量大、沸点较高的烃转化成相对分子质量较小、沸点较低的烃作燃料油。石油裂解是为了将石油中的长链烃断裂成乙烯等短链烃的过程,目的是为了提高轻质液体燃料的产量和质量。
5.石油的裂解:石油裂解是一种深度的石油裂化,目的是得到甲烷、乙烯、丙烯等更短链烃的化工原料。