第二章石油的化学组成

1、第二章第二章 石油的化学组成石油的化学组成 主要内容主要内容 石油的一般性状、元素组成、馏分组成石油的一般性状、元素组成、馏分组成 石油馏分的烃类组成石油馏分的烃类组成 石油中的非烃化合物石油中的非烃化合物 石油中的微量元素石油中的微量元素 渣油以及渣油中的胶质、沥青质渣油以及渣油中的胶质、沥青质 原油通常是黑色、褐色或黄色原油通常是黑色、褐色或黄色的流的流 动或半流动粘稠液体，相对密度一动或半流动粘稠液体，相对密度一 般在般在0.800.800.980.98之间。之间。 我国主要原油的凝点及蜡含量较高，我国主要原油的凝点及蜡含量较高， 沥青质含量较低，相对密度大多在沥青质含量较低，相对密度大

2、多在 0.850.850.950.95间，属偏重原油。间，属偏重原油。 一、原油的一般性状一、原油的一般性状 二、二、石油的元素组成石油的元素组成 石油的元素组成石油的元素组成 基本元素基本元素: : 5种种；微量元素微量元素: : 59种种 主要元素：主要元素： C、 H、 O、 N、S C C、H H 占占 95%95%99% (C 83%99% (C 83%87%, H 11%87%, H 11%14%) 14%) S S、O O、N N 及微量元素及微量元素 总共总共 1% 1% 4%, 4%, 微量元素：微量元素： 金属元素金属元素：V V、NiNi、FeFe、CuCu、PbPb、C

3、aCa、TiTi、MgMg、 NaNa、CoCo、Zn Zn 等等 非金属元素非金属元素：ClCl、SiSi、 P P 、As As 等等 微量元素微量元素 总共总共 0.02% 0.02% 0 0.03%.03%。 n我国原油较为典型的元素组成特点我国原油较为典型的元素组成特点 低硫、高氮，低镍、高钒低硫、高氮，低镍、高钒 某些原油的元素组成某些原油的元素组成 原油产地原油产地CHOSN 大庆原油大庆原油85.7413.310.110.15 胜利原油胜利原油86.2612.200.800.41 大港原油大港原油85.6713.400.120.23 克拉玛依原油克拉玛依原油86.1013.30

4、0.280.040.25 孤岛原油孤岛原油84.2411.742.200.47 苏联杜依玛兹原油苏联杜依玛兹原油83.9012.300.742.670.33 墨西哥原油墨西哥原油84.2011.400.803.60 伊朗原油伊朗原油85.4012.800.741.06 美国宾夕法尼亚原油美国宾夕法尼亚原油84.9013.700.900.50 2、元素组成、元素组成 基本上由五种元素碳、氢、硫、氮、氧所组成。基本上由五种元素碳、氢、硫、氮、氧所组成。 （还有一些微量元素）（还有一些微量元素） 原油中原油中: 碳的质量分数一般为碳的质量分数一般为83%87% 氢的质量分数为氢的质量分数为11%14

5、% 硫的质量分数为硫的质量分数为0.05%8% 氮的质量分数为氮的质量分数为0.02%2% 氧的质量分数为氧的质量分数为0.05% 2% 3、碳氢含量和氢碳比、碳氢含量和氢碳比 碳氢两种元素的一般占碳氢两种元素的一般占95%以上，以上， 用原油的氢碳原子比来反映原油的属性，用原油的氢碳原子比来反映原油的属性， 一般轻质原油或石蜡基原油的氢碳原子一般轻质原油或石蜡基原油的氢碳原子 比比较高，重质原油或环烷基原油的氢比比较高，重质原油或环烷基原油的氢 碳原子比比较低。碳原子比比较低。 氢碳原子比还包含着一个重要的结氢碳原子比还包含着一个重要的结 构信息，它是一个与化学结构有关的参构信息，它是一个与

6、化学结构有关的参 数。数。 烷烃烷烃环烷烃环烷烃芳香烃芳香烃 H/C原子比反映原油属性：原子比反映原油属性： 轻质原油轻质原油1.9 重质原油重质原油 1.5 4 4、硫、硫、氮氮、氧的含量氧的含量 石油中的硫石油中的硫、氮氮、氧不是以元素形态，氧不是以元素形态， 而是以化合物形态存在（碳氢化合物的衍而是以化合物形态存在（碳氢化合物的衍 生物）。对石油的加工工艺以及石油产品生物）。对石油的加工工艺以及石油产品 的使用性能都有很大影响。例：催化剂中的使用性能都有很大影响。例：催化剂中 毒问题和环境污染问题等。毒问题和环境污染问题等。 我国原油低硫我国原油低硫、高氮。大多数原油硫高氮。大多数原油硫

7、 含量低于含量低于1%1%，氮含量在，氮含量在3 3以上。以上。 含硫量高于含硫量高于2%的石油称为高硫石油，低于的石油称为高硫石油，低于 0.5%的称为低硫石油，介于之间的称为含的称为低硫石油，介于之间的称为含 硫石油。我国原油大多数属于低硫原油和硫石油。我国原油大多数属于低硫原油和 含硫原油。大部分硫集中在重馏分和渣油含硫原油。大部分硫集中在重馏分和渣油 中。中。 石油中的微量元素石油中的微量元素 石油中所含的微量元素与石油中石油中石油中所含的微量元素与石油中石油中 碳、氢、氧、氮、硫这五种元素相比，碳、氢、氧、氮、硫这五种元素相比， 其含量要少得多，一般都处在百万分级其含量要少得多，一般

8、都处在百万分级 至十亿分级范围，其中有些元素对石油至十亿分级范围，其中有些元素对石油 的加工过程，特别是对所用催化剂的活的加工过程，特别是对所用催化剂的活 性有很大影响。研究资料表明，石油中性有很大影响。研究资料表明，石油中 有几十种微量元素存在，目前为止已从有几十种微量元素存在，目前为止已从 石油中检测到石油中检测到59种微量元素，其中金属种微量元素，其中金属 元素元素45种。种。 石油中的微量元素按其化学属性可分石油中的微量元素按其化学属性可分 为如下三类：为如下三类： 变价金属：变价金属：V, Ni，Fe，Mo，Co，W， Cr，Cu，Mn，Pb，Hg，Ti等等 碱金属和碱土金属：碱金属

9、和碱土金属：Na，K，Ba，Ca， Mg等等 卤素和其他元素：卤素和其他元素：Cl，Br，I，Al等等 含镍高，含矾低，是我国原油的一大含镍高，含矾低，是我国原油的一大 特点。特点。 石油中微量元素的含量也是随着石油中微量元素的含量也是随着 沸程的升高而增加，主要集中在大于沸程的升高而增加，主要集中在大于 500的渣油中。其中一部分微量元素的渣油中。其中一部分微量元素 以无机的水溶性盐类形式存在，例如钾、以无机的水溶性盐类形式存在，例如钾、 钠的氯化物盐类，主要存在于原油乳化钠的氯化物盐类，主要存在于原油乳化 的水相里，这些盐类可以通过水洗或加的水相里，这些盐类可以通过水洗或加 破乳剂而除去。

10、另一些金属是以油溶性破乳剂而除去。另一些金属是以油溶性 的有机化合物或络合物形式存在，经过的有机化合物或络合物形式存在，经过 蒸馏后，大部分集中在渣油中。还有一蒸馏后，大部分集中在渣油中。还有一 些可能以极细的矿物质的微粒悬浮与原些可能以极细的矿物质的微粒悬浮与原 油中。油中。 (2)微量元素 ppm级：Ni V Fe Pb Ca Cu PPb级：Cl Si P As C C+H+H9595 杂原子（硫、氮、氧杂原子（硫、氮、氧+ +微量元素）微量元素）55 杂原子的存在影响？杂原子的存在影响？ 1.1.石油的加工过程石油的加工过程 2.2.产品的质量产品的质量 我国原油较为典型的元素组成特点

11、我国原油较为典型的元素组成特点 低低 硫硫高高 氮氮高高 镍镍低低 钒钒 二、石油的馏分组成二、石油的馏分组成 石油是一个多组分的复杂混合物，其沸点石油是一个多组分的复杂混合物，其沸点 范围很宽，从常温一直到范围很宽，从常温一直到500 以上，所以，以上，所以， 无论对原油进行研究还是加工利用，都必须对无论对原油进行研究还是加工利用，都必须对 原油进行分馏。分馏就是按照组分沸点的差别原油进行分馏。分馏就是按照组分沸点的差别 将原油将原油“切割切割”成若干成若干“馏分馏分”例如例如350 减压减压渣油渣油（VR）500 我国原油馏分组成特点VR含量高，200的汽油 馏分含量较少 3、原油的直馏馏

12、分：、原油的直馏馏分： 规定：规定： 180 汽油馏分或低沸点馏分（石脑油）汽油馏分或低沸点馏分（石脑油） 180350 煤柴油馏分或中间馏分（煤柴油馏分或中间馏分（AGO） 350500 减压馏分或高沸点馏分（减压馏分或高沸点馏分（VGO） 350 常压渣油（常压渣油（AR） 500 减压渣油（减压渣油（VR） 4、渣油含量、渣油含量 渣油馏分大于渣油馏分大于40%以上。以上。 从原油直接分馏得到的馏分称为从原油直接分馏得到的馏分称为 直馏馏分，他们基本上保留着原直馏馏分，他们基本上保留着原 油原来的性质，石油直馏馏分经油原来的性质，石油直馏馏分经 过二次加工后，所得的馏分与相过二次加工后，

13、所得的馏分与相 应直馏馏分的化学组成不同。应直馏馏分的化学组成不同。 原油名称原油名称 相对密度相对密度 d420 汽油馏分汽油馏分 初馏初馏180 (w)% 煤柴油煤柴油 180350 (w)% 减压馏分减压馏分 350500 (w)% 渣油渣油 500 (w)% 大庆大庆0.85549.821.426.042.8 胜利胜利0.90056.119.027.547.4 孤岛孤岛0.96451.914.028.955.2 任丘任丘0.88374.921.134.939.1 大港大港0.88267.827.136.428.7 克拉玛依低克拉玛依低 凝油凝油 0.87739.126.227.037.

14、7 江汉江汉0.873510.024.520.545.0 科威特科威特0.864318.125.321.132.2 阿尔及利亚阿尔及利亚0.798631.030.227.39.6 印尼印尼0.844011.927.227.633.0 轻质馏分含量低、渣油含量高。汽油馏分轻质馏分含量低、渣油含量高。汽油馏分 一般低于一般低于10% ， 渣油馏分大于渣油馏分大于40%以以 上。上。 1、石油、石油: 是复杂的有机化合物的混合物是复杂的有机化合物的混合物 烃类烃类 非烃类非烃类 烷烃烷烃 环烷烃环烷烃 芳香烃芳香烃 含含 S、O、N化合物化合物 胶质胶质沥青质沥青质 四 、石油的烃类组成 三、石油馏

15、分的烃类组成表示三、石油馏分的烃类组成表示 单体烃组成单体烃组成 族组成族组成 结构族组成结构族组成 从化学组成来看，石油中主要含有烃类从化学组成来看，石油中主要含有烃类 和非烃类两大类，烃类和非烃类存在与和非烃类两大类，烃类和非烃类存在与 石油的各个馏分中，因石油产地和种类石油的各个馏分中，因石油产地和种类 不同，烃类和非烃类的含量差别很大。不同，烃类和非烃类的含量差别很大。 但在同一种原油中，随着馏分沸程增高，但在同一种原油中，随着馏分沸程增高， 烃类含量降低，而非烃类含量逐渐增加。烃类含量降低，而非烃类含量逐渐增加。 石油中烃类主要是由烷烃、环烷烃和芳石油中烃类主要是由烷烃、环烷烃和芳

16、香烃以及兼有这三类烃结构的混合烃类香烃以及兼有这三类烃结构的混合烃类 构成。构成。 单体烃组成：石油及其馏分中每一单体烃组成：石油及其馏分中每一 单体化合物的含量。单体化合物的含量。 细、繁，随着石油馏分沸程的增高细、繁，随着石油馏分沸程的增高 其单体化合物数目急剧增加。其单体化合物数目急剧增加。 一般还只限于阐述石油气及石油低一般还只限于阐述石油气及石油低 沸点馏分时采用。仅用于窄馏分。沸点馏分时采用。仅用于窄馏分。 目前，利用气相色谱技术可分析鉴目前，利用气相色谱技术可分析鉴 定出汽油馏分中上百种单体化合物。定出汽油馏分中上百种单体化合物。 族组成：化学结构相似的一类化合物。以族组成：化学

17、结构相似的一类化合物。以 石油馏分中各族烃类相对含量的组成数据石油馏分中各族烃类相对含量的组成数据 表示。表示。 简单实用，至于分析哪些族取决于分析方简单实用，至于分析哪些族取决于分析方 法以及实际应用的需要。法以及实际应用的需要。 汽油馏分的分析以烷烃、环烷烃、芳香烃汽油馏分的分析以烷烃、环烷烃、芳香烃 的含量；分析裂化汽油增加不饱和烃，分的含量；分析裂化汽油增加不饱和烃，分 析更细致些，则可将烷烃再分为正构烷烃析更细致些，则可将烷烃再分为正构烷烃 和异构烷烃，将环烷烃分为环己烷系和环和异构烷烃，将环烷烃分为环己烷系和环 戊烷系。戊烷系。 煤油、柴油及减压馏分，由于所用分煤油、柴油及减压馏分

18、，由于所用分 析方法不同，其分析项目也不同。采析方法不同，其分析项目也不同。采 用液固色谱法分析，以饱和烃（烷烃用液固色谱法分析，以饱和烃（烷烃 和环烷烃）、轻芳香烃（单环芳烃）和环烷烃）、轻芳香烃（单环芳烃） 中芳香烃（双环芳烃）、重芳香烃中芳香烃（双环芳烃）、重芳香烃 （多环芳烃）及非烃组分等含量表示。（多环芳烃）及非烃组分等含量表示。 采用质谱法分析，以烷烃（正构烷烃、采用质谱法分析，以烷烃（正构烷烃、 异构烷烃）、环烷烃（一环、二环、异构烷烃）、环烷烃（一环、二环、 多环环烷烃）芳香烃（一环、二环、多环环烷烃）芳香烃（一环、二环、 多环芳香烃）和非烃化合物的含量表多环芳香烃）和非烃化合

19、物的含量表 示示 结构族组成：确定复杂分子混合物中结结构族组成：确定复杂分子混合物中结 构单元的含量。把整个石油馏分看成是构单元的含量。把整个石油馏分看成是 某中某中“平均分子平均分子”组成，这一组成，这一“平均分平均分 子子”则是由某些结构单元组成。馏分结则是由某些结构单元组成。馏分结 构族组成，用构族组成，用“平均分子平均分子”上结构单元上结构单元 在分子中所占的分量表示。在分子中所占的分量表示。 不论石油烃类的结构多么复杂，它们都不论石油烃类的结构多么复杂，它们都 是由烷基、环烷基和芳香基这三种结构是由烷基、环烷基和芳香基这三种结构 单元所组成。单元所组成。 结构单元在分子中所占的分量可

20、以用芳香结构单元在分子中所占的分量可以用芳香 环上的碳原子占分子总碳原子的百分数环上的碳原子占分子总碳原子的百分数 （%CA）、环烷环上的碳原子占分子总）、环烷环上的碳原子占分子总 碳原子的百分数（碳原子的百分数（%C）和烷基侧链上）和烷基侧链上 的碳原子占分子总碳原子的百分数的碳原子占分子总碳原子的百分数 （%CA）来表示。）来表示。 例：例： 石油重油的结构族组成测定石油重油的结构族组成测定密度法密度法 石油中间馏分及高沸馏分的结构族组成石油中间馏分及高沸馏分的结构族组成 测定测定法法 在在20或或70下的折射率下的折射率(或或)、密度、密度(或或)以及以及 平均相对分子质量平均相对分子质

21、量(M) 数值，即可在列线图中查出结构族组成中的数值，即可在列线图中查出结构族组成中的 各结构参数。各结构参数。ndM法在实际应用中很方法在实际应用中很方 便，此法的准确性也较高，可以适用于不同便，此法的准确性也较高，可以适用于不同 属类的石油，甚至对于纯烃也能得到与实际属类的石油，甚至对于纯烃也能得到与实际 相符的结果。但是必须注意到，此法的适用相符的结果。但是必须注意到，此法的适用 范围只限于具有下列条件的石油馏分：范围只限于具有下列条件的石油馏分： M200，不含不饱和烃；，不含不饱和烃； RT4，RA2或者或者CR75()； CA/CN1.5； 含含S2，含，含N0.5，含，含O0.5

22、。 石油重油的结构族组成测定石油重油的结构族组成测定密度法密度法 对于重油或渣油可以采用密度法测定其结构对于重油或渣油可以采用密度法测定其结构 参数。参数。 烃类密度与其结构有密切联系，在相对分子烃类密度与其结构有密切联系，在相对分子 质量相近的情况下，不同类型烃类其密度不质量相近的情况下，不同类型烃类其密度不 同，因而可用密度来关联油样的化学结构。同，因而可用密度来关联油样的化学结构。 在关联中人们引入了参数在关联中人们引入了参数Mc，该参数是表，该参数是表 示以每个碳原子计的平均相对分子质量，即示以每个碳原子计的平均相对分子质量，即 M/C，此处，此处M表示平均相对分子质量，表示平均相对分

23、子质量，C表表 示每个平均分子中的碳原子数。如果将参数示每个平均分子中的碳原子数。如果将参数 Mc再除以密度，它则表示每个碳原子所占再除以密度，它则表示每个碳原子所占 有的摩尔体积。对于不同结构的烃，每个碳有的摩尔体积。对于不同结构的烃，每个碳 原子所占的摩尔体积不同。原子所占的摩尔体积不同。 由于在重油或渣油中一般都含有杂原子，由于在重油或渣油中一般都含有杂原子， 因此须将因此须将MC/d进行杂原子校正，将其校进行杂原子校正，将其校 正为正为(MC/d)c。人们提出的经验校正式为。人们提出的经验校正式为： 100 % 6.0 % CC c MMCH ddC 将将 与重油的芳香碳率与重油的芳香

24、碳率fA进行关联，进行关联， Williams通过实验数据提出：通过实验数据提出： 0.091,150.77 C A c MH f dC C c M d 各结构参数参数的计算各结构参数参数的计算 . ATA CC f 2 4 A A C R 1 22 TA TT HC RC NTA RR R 4 NN CR PTAN CC CC 四、石油气体及石油馏分的烃类组成四、石油气体及石油馏分的烃类组成 石油气态烃组成石油气态烃组成 天然气组成天然气组成 纯气田天然气主要成分是甲烷，一般占纯气田天然气主要成分是甲烷，一般占90(体积分体积分 数数)以上，此外还有少量的乙烷、丙烷、丁烷和非烃以上，此外还有

25、少量的乙烷、丙烷、丁烷和非烃 气体，例如氮、硫化氢和二氧化碳等，该气体一般气体，例如氮、硫化氢和二氧化碳等，该气体一般 称之为干气。凝析气田天然气虽仍以甲烷为主，但称之为干气。凝析气田天然气虽仍以甲烷为主，但 其中乙烷、丙烷、丁烷的含量明显增高，可达其中乙烷、丙烷、丁烷的含量明显增高，可达10 20，甚至还含有少量戊烷和己烷，一般称之，甚至还含有少量戊烷和己烷，一般称之 为湿气。原油伴生气的组成与凝析气田天然气的组为湿气。原油伴生气的组成与凝析气田天然气的组 成比较接近。成比较接近。 炼厂气的组成炼厂气的组成 石油炼厂气的组成因加工条件及原料的石油炼厂气的组成因加工条件及原料的 不同，可以有很

26、大差别。在石油单纯受不同，可以有很大差别。在石油单纯受 热分解反应所得的气体中，除了含有烷热分解反应所得的气体中，除了含有烷 烃外，普遍都含有烯烃。在高温热解反烃外，普遍都含有烯烃。在高温热解反 应的气体中含有大量的乙烯；在催化裂应的气体中含有大量的乙烯；在催化裂 化反应的气体中含有较大量的异丁烷；化反应的气体中含有较大量的异丁烷； 在催化裂解反应的气体中含有大量的丙在催化裂解反应的气体中含有大量的丙 烯和丁烯，而在催化重整反应的气体中烯和丁烯，而在催化重整反应的气体中 其主要成分是氢气。其主要成分是氢气。 我国四种原油直馏汽油馏分的主要单体烃（烷烃、环我国四种原油直馏汽油馏分的主要单体烃（烷

27、烃、环 烷烃、芳香烃）含量规律：烷烃、芳香烃）含量规律： 正构烷烃的含量都比较高。正构烷烃的含量都比较高。 对于异构烷烃而言，支链较少（具有一个甲基）的异对于异构烷烃而言，支链较少（具有一个甲基）的异 构烷烃含量较高，往往带一个甲基支链的异构烷烃的含构烷烃含量较高，往往带一个甲基支链的异构烷烃的含 量占整个异构烷烃的一半以上。对于同碳原子数的异构量占整个异构烷烃的一半以上。对于同碳原子数的异构 烷烃，其含量随异构程度的增加而减少。烷烃，其含量随异构程度的增加而减少。 对于环烷烃而言，在我国汽油馏分中一般只有环戊烷对于环烷烃而言，在我国汽油馏分中一般只有环戊烷 系和环己烷系两类化合物。在环己烷系

28、中，以甲基环己系和环己烷系两类化合物。在环己烷系中，以甲基环己 烷含量为最高。烷含量为最高。 对于芳香烃而言，我国汽油馏分中芳香烃总含量均较对于芳香烃而言，我国汽油馏分中芳香烃总含量均较 少，尤其是苯含量很低，甲苯、二甲苯相对含量高些，少，尤其是苯含量很低，甲苯、二甲苯相对含量高些， 在三种二甲苯异构体中以间二甲苯含量为最高。在三种二甲苯异构体中以间二甲苯含量为最高。 直馏汽油馏分的烃族组成直馏汽油馏分的烃族组成 汽油的族组成分析，烷烃和环烷烃占直馏汽油馏分的大汽油的族组成分析，烷烃和环烷烃占直馏汽油馏分的大 部分，芳香烃含量一般不超过部分，芳香烃含量一般不超过20（质量分数）。（质量分数）。

29、 其分布规律：随着沸点的增高，芳香烃含量逐渐增加。其分布规律：随着沸点的增高，芳香烃含量逐渐增加。 石油中间馏分及高沸馏分的烃类组成石油中间馏分及高沸馏分的烃类组成 中间及高沸馏分的烃类类型、烃类组成中间及高沸馏分的烃类类型、烃类组成 中间馏分的环烷烃和芳香烃以单环和双环中间馏分的环烷烃和芳香烃以单环和双环 为主，三环或三环以上的含量明显减少。为主，三环或三环以上的含量明显减少。 高沸馏分的环烷烃包括从单环直到六环的高沸馏分的环烷烃包括从单环直到六环的 带有环戊烷环或环己烷环的环烷烃，其结带有环戊烷环或环己烷环的环烷烃，其结 构主要是以稠合类型为主。高沸馏分的芳构主要是以稠合类型为主。高沸馏分

30、的芳 香烃以单环、双环、三环芳香烃的含量为香烃以单环、双环、三环芳香烃的含量为 最多，同时，还有一定量的四环以及少量最多，同时，还有一定量的四环以及少量 高于四环的芳香烃。多环芳香烃多数也是高于四环的芳香烃。多环芳香烃多数也是 稠合类型的稠合类型的 。 石油固态烃的化学组成石油固态烃的化学组成 从石油中分类出来的固态烃类在工业上从石油中分类出来的固态烃类在工业上 称之为称之为“蜡蜡”。蜡按其结晶形状及来源。蜡按其结晶形状及来源 的不同，分为两种石蜡和微晶蜡（旧称的不同，分为两种石蜡和微晶蜡（旧称 地蜡）。地蜡）。 石蜡石蜡 主要来源：从柴油及减压馏分油中分离出主要来源：从柴油及减压馏分油中分离

31、出 来来 结晶形状：结晶较大并呈板状结晶结晶形状：结晶较大并呈板状结晶/片状片状 平均分子质量平均分子质量 ：300-450 分子中碳原子数分子中碳原子数 ：17-35 相对密度相对密度 ：0.86-0.94 小小 熔点：熔点：30-70 低低 化学组成：正构烷烃含量高，尤其是商品化学组成：正构烷烃含量高，尤其是商品 石蜡中正构烷烃含量更高。除正构烷烃外，石蜡中正构烷烃含量更高。除正构烷烃外， 再石蜡中还含有少量的异构烷烃、环烷烃再石蜡中还含有少量的异构烷烃、环烷烃 以及极少量的芳香烃以及极少量的芳香烃 折射率折射率 ：小：小 微晶蜡微晶蜡 主要来源：从减压渣油中分离出来主要来源：从减压渣油中

32、分离出来 结晶形状：细微结晶形结晶形状：细微结晶形/针状或微粒状针状或微粒状 平均分子质量平均分子质量 ：450-800 分子中碳原子数分子中碳原子数 ：35-60 相对密度相对密度 ： 大大 熔点：熔点：70-95 化学组成：正构烷烃含量一般较少，主化学组成：正构烷烃含量一般较少，主 要是带有正构或异构烷基侧链的环状烃，要是带有正构或异构烷基侧链的环状烃， 尤其是环烷烃。尤其是环烷烃。 折射率折射率 ：大：大 石蜡、微晶蜡的用途及资源石蜡、微晶蜡的用途及资源 蜡是很重要的石油产品。石蜡除了可以作为蜡是很重要的石油产品。石蜡除了可以作为 裂化原料外，由于它具有良好的绝缘性能和裂化原料外，由于它

33、具有良好的绝缘性能和 化学安定性，可以广泛用于电气工业、化学化学安定性，可以广泛用于电气工业、化学 工业、医药和日用品工业。微晶蜡亦可作为工业、医药和日用品工业。微晶蜡亦可作为 润滑脂的稠化剂，并在电子工业、橡胶、军润滑脂的稠化剂，并在电子工业、橡胶、军 工、冶金等工业中具有广泛用途。我国大庆工、冶金等工业中具有广泛用途。我国大庆 原油含蜡量高，石蜡的质量好，是生产石蜡原油含蜡量高，石蜡的质量好，是生产石蜡 的优良原料。我国微晶蜡的资源也很丰富，的优良原料。我国微晶蜡的资源也很丰富， 南阳和沈阳原油都是生产微晶蜡的理想原料，南阳和沈阳原油都是生产微晶蜡的理想原料， 其微晶蜡的含量分别占原油的其

34、微晶蜡的含量分别占原油的7.5和和12.6。 （五）（五）石油中的非烃类化合物石油中的非烃类化合物 非烃类在石油中的含量相当可观，对石非烃类在石油中的含量相当可观，对石 油的加工、产品质量及使用影响很大。它油的加工、产品质量及使用影响很大。它 们主要是含们主要是含硫硫、含、含氮氮、含、含氧氧化合物及化合物及胶质胶质、 沥青质沥青质，在石油中随沸点升高而增加。，在石油中随沸点升高而增加。 1 1、含硫化合物、含硫化合物 活性硫化物活性硫化物：硫、硫化氢、硫醇等 非活性硫化物非活性硫化物：硫醚、二硫化物、噻吩等。热 稳定性较差活性硫化物 2、含氮化合物（氮杂环物）含氮化合物（氮杂环物） n碱性氮化

35、物碱性氮化物：吡啶、喹啉、异喹啉、酰胺 n非碱性氮化物非碱性氮化物：吡咯、吲哚、卟啉化物（含镍、 钒）。可转化为碱性氮化物 石油中的含硫化合物石油中的含硫化合物 含硫量高于含硫量高于2%的石油称为高硫石油，的石油称为高硫石油， 低于低于0.5%的称为低硫石油，介于之间的称为的称为低硫石油，介于之间的称为 含硫石油。我国原油大多数属于低硫原油和含硫石油。我国原油大多数属于低硫原油和 含硫原油。大部分硫集中在重馏分和渣油中。含硫原油。大部分硫集中在重馏分和渣油中。 石油中含硫化合物按性质可分为：石油中含硫化合物按性质可分为： 活性硫化物：元素硫活性硫化物：元素硫、硫化氢和硫醇等硫化氢和硫醇等 非活

36、性硫化物：硫醚非活性硫化物：硫醚、二硫化物和吩噻二硫化物和吩噻 活性硫化物对设备有强烈的腐蚀性。活性硫化物对设备有强烈的腐蚀性。 原油中的含硫化合物一般以硫原油中的含硫化合物一般以硫 醚类和吩噻类为主，原油中的硫醚类和吩噻类为主，原油中的硫 元素和硫化氢含量极少，硫化元素和硫化氢含量极少，硫化 氢一般由原油中的硫化物受热分氢一般由原油中的硫化物受热分 解而产生的，硫化氢又被氧化成解而产生的，硫化氢又被氧化成 元素硫，所以原油中的元素硫和元素硫，所以原油中的元素硫和 硫化氢并不一定都是原油本来就硫化氢并不一定都是原油本来就 有的。有的。 石油中的含氮化合物石油中的含氮化合物 石油中的氮含量一般比

37、硫含量低，质石油中的氮含量一般比硫含量低，质 量分数通常在量分数通常在0.05%-0.5%范围内，石油范围内，石油 中的氮多分布在中的氮多分布在400 以上的重油中。以上的重油中。 石油中的含氮化合物对石油的催化加石油中的含氮化合物对石油的催化加 工和产品的使用性能都有不利的影响，使工和产品的使用性能都有不利的影响，使 催化剂中毒失活，或引起石油产品的不安催化剂中毒失活，或引起石油产品的不安 定性，易生成胶状沉淀。定性，易生成胶状沉淀。 石油中含氮化合物的类型：石油中含氮化合物的类型： 碱性含氮化合物：吡啶碱性含氮化合物：吡啶、喹啉喹啉 非碱性含氮化合物：咔唑非碱性含氮化合物：咔唑 一般来说，

38、原油中的碱性氮的含量占总一般来说，原油中的碱性氮的含量占总 含氮量的含氮量的25%-30%左右。非碱性含氮化左右。非碱性含氮化 合物性质不稳定，易被氧化和聚合，是合物性质不稳定，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导致石油二次加工油品颜色变深和产生 沉淀的主要原因。碱性氮和非碱性氮在沉淀的主要原因。碱性氮和非碱性氮在 一定条件下可以相互转化。一定条件下可以相互转化。 3 3、含氧化合物、含氧化合物 酸性酸性：环烷酸（多）、芳香酸、脂肪酸和酚类 等，统称石油酸 中性中性：酮、醛、酯类等，含量极少。 4 4、胶质、沥青质、胶质、沥青质 n 原油中的大部分硫、氮、氧大部分硫、氮、氧

39、及绝大部分金属绝大部分金属 集中在渣油的胶质、沥青质中。胶质、沥青质 一般是稠环稠环结构，胶质分子量比沥青质小。 石油中的含氧化合物石油中的含氧化合物 石油中的含氧量一般在千分之几的范围内，只有个石油中的含氧量一般在千分之几的范围内，只有个 别石油含氧量可达别石油含氧量可达2%-3%。如果石油在加工前或。如果石油在加工前或 加工后长期暴露在空气中，那么其含氧量就会大大加工后长期暴露在空气中，那么其含氧量就会大大 增加。增加。 石油中的氧元素都是以有机含氧化合物的形式存在石油中的氧元素都是以有机含氧化合物的形式存在 的，大致有两种类型：的，大致有两种类型： 酸性含氧化合物：环烷酸酸性含氧化合物：

40、环烷酸、芳香酸和脂肪酸和酚类芳香酸和脂肪酸和酚类 中性含氧化合物：酮中性含氧化合物：酮、醛和酯类醛和酯类 石油中含氧化合物以酸性含氧化合物为主，对石油中含氧化合物以酸性含氧化合物为主，对 设备有腐蚀性。设备有腐蚀性。 六、渣油以及渣油中的胶质和沥青质六、渣油以及渣油中的胶质和沥青质 在我国大多数重要油田的原油中，减在我国大多数重要油田的原油中，减 压渣油的含量较高压渣油的含量较高， 500 减压渣减压渣 油的产率一般为油的产率一般为40%-50%之间，这表之间，这表 明原油中有近一半是减压渣油。减压明原油中有近一半是减压渣油。减压 渣油是原油中沸点最高、相对分子质渣油是原油中沸点最高、相对分子

41、质 量最大、杂原子最多和结构最为复杂量最大、杂原子最多和结构最为复杂 的部分。的部分。 我国原油中的减压渣油碳含量高，氢含量低，我国原油中的减压渣油碳含量高，氢含量低， 硫含量低，氮含量高，金属含量不高。减硫含量低，氮含量高，金属含量不高。减 压渣油中含有大量的胶质和沥青质，他们压渣油中含有大量的胶质和沥青质，他们 是各种不同结构的高分子化合物的复杂混是各种不同结构的高分子化合物的复杂混 合物。合物。 胶质：通常为褐色至暗褐色的粘稠且流动性胶质：通常为褐色至暗褐色的粘稠且流动性 很差的液体或无定型固体，受热时熔融，很差的液体或无定型固体，受热时熔融， 其相对密度在其相对密度在1左右，是石油中相

42、对分子质左右，是石油中相对分子质 量及极性仅次于沥青质的大分子非烃化合量及极性仅次于沥青质的大分子非烃化合 物。胶质具有极强的着色能力。胶质是一物。胶质具有极强的着色能力。胶质是一 个不稳定的物质，即使在常温下也易被空个不稳定的物质，即使在常温下也易被空 气氧化而缩合成沥青质。气氧化而缩合成沥青质。 沥青质：是固体的无定型物质，颜沥青质：是固体的无定型物质，颜 色为深褐色至黑色，相对密度高于色为深褐色至黑色，相对密度高于 胶质，加热时不融化，温度高于胶质，加热时不融化，温度高于 300-350 以上时，会分解成气态、以上时，会分解成气态、 液态产物以及缩合成焦。沥青质一液态产物以及缩合成焦。沥

43、青质一 般不挥发，石油中的全部沥青质都般不挥发，石油中的全部沥青质都 集中在减压渣油中。集中在减压渣油中。 石油的一般性状及化学组成石油的一般性状及化学组成 原油通常是黑色、褐色或黄色的流动或半流 动粘稠液体，相对密度一般在0.800.980.800.98之间。 我国主要原油的凝点及蜡含量较高，沥青质含量 较低，相对密度大多在0.850.950.850.95间，属偏重原 油。 一、石油的一般性状一、石油的一般性状 本章小结 二、二、石油的元素组成石油的元素组成 基本元素基本元素: : 5种种；微量元素微量元素: : 59种种 主要元素：主要元素： C、 H、 O、 N、S C C、H H 占占

44、 95%95%99% (C 83%99% (C 83%87%, H 11%87%, H 11%14%) 14%) S S、O O、N N 及微量元素及微量元素 总共总共 1% 1% 4%, 4%, 微量元素：微量元素： 金属元素金属元素：V V、NiNi、FeFe、CuCu、PbPb、CaCa、TiTi、MgMg、 NaNa、CoCo、Zn Zn 等等 非金属元素非金属元素：ClCl、SiSi、 P P 、As As 等等 微量元素微量元素 总共总共 0.02% 0.02% 0 0.03%.03%。 n我国原油较为典型的元素组成特点我国原油较为典型的元素组成特点 低硫、高氮，低镍、高钒低硫、高

45、氮，低镍、高钒 石油气石油气 C1C4（LPG C3C4） 汽油汽油（石脑油）馏分（石脑油）馏分：初馏200（180） 喷气燃料喷气燃料（航煤）馏分（航煤）馏分：150280 煤柴油煤柴油馏分馏分：180375 -AGO 重油重油（润滑油）馏分（润滑油）馏分：350500-VGO 常压常压渣油渣油（AR）350 减压减压渣油渣油（VR）500 我国原油馏分组成特点VR含量高，200的汽油 馏分含量较少 三、石油的馏分组成 四、石油四、石油: 是复杂的有机化合物的混合物是复杂的有机化合物的混合物 烃类烃类 非烃类非烃类 烷烃烷烃 环烷烃环烷烃 芳香烃芳香烃 含含 S、O、N化合物化合物 胶质胶质沥青质沥青质 五、石油以及馏分的表示 氢碳比 单体烃 族组成 结构族组成 六、六、石油及其馏分的烃类（石油及其馏分的烃类（C C、H H）组成）组成 天然气天