石油组成及物性简介要点

第一节 石油的元素组成
(1)碳氢组成 由碳和氢两种元素组成的碳氢化合物称为烃， 在石油炼制过程中它们是加工和利用的主要 对象。
第一节 石油的元素组成
(1)碳氢组成 C：83.0% ～87.0% H：11 ～14% ❖ H/C原子比（加工难易程度、化学组成、分
子结构等信息） 如：C6H14（2.4）、C6H12（2）、C6H6 （1） ❖ 加氢或脱碳------石油加工的实质
第二节 石油的烃类组成
❖ 经过脱水、净化和轻烃回收工艺，提取出液化气和 轻质油以后，主要成是甲烷的处理天然气叫干气。 一般来说，天然气中甲烷含量在90%以上的叫干气。
(c)
❖ 甲烷含量低于90%，而乙烷、丙烷等烷烃的含量在 10% 以上的叫湿气。
❖ 天然气根据成分不同分为贫气和富气，贫气中甲烷 含量多，富气中乙烷丙烷丁烷含量高。
❖ O：一般很少，约千分之几，个别石油中氧 含量高达2%~3%。
❖ 分酸性氧化物和中性氧化物两类。 ❖ 大部分以环烷酸存在,有腐蚀性，对油品的使
用性能有不良影响。
第一节 石油的元素组成
❖ （3）微量元素 ❖ 变价金属：Ni、V、Fe、Cu 等 二次加工催化
剂中毒，燃烧过程腐蚀设备 ❖ 碱金属和碱土金属： Na、K、Ca、Mg 二次加工时，
0.16
1-甲 基 反 2-乙 基 环 戊 烷 0.53
1-甲 基 反 3-乙 基 环 戊 烷
10
2.2.3 一 三 甲 基 丁 烷
0.32
40
1-甲 基 1-乙 基 环 戊 烷
0.45
11
环已烷
5.29
4l
正辛烷
ll.07
12
2-甲 基 已 烷
1.46
42
1 顺 4-二 甲 基 环 已 烷
0.25
国外部分原油
原油名称
S，m%
沙特轻质
1.91
沙特中质
2.42
沙特轻重混合
2.55
伊朗
1.40
科威特
2.30
英国（北海）
0.35
前苏联（杜依玛斯） 2.67
美国（勘萨斯）
1.90
N，m% 0.09 0.12 0.09 0.12 0.14 0.07 0.33 0.45
第一节 石油的元素组成
❖（2）S、N、O杂原子
❖ 影响产品安定性、某些二次加工催化剂的毒物
原油名称 大庆 胜利 孤岛 新疆 大港 欢喜岭 高升 井楼 二连 江汉
我国原油 S，m%
0.10 0.80 2.09 0.05 0.12 0.26 0.56 0.32 0.16 2.09
N，m% 0.16 0.41 0.43 0.13 0.23 0.41 0.72 0.74 0.44 0.47
第二节 石油的烃类组成
❖ 环烷烃：环状的饱和烃，也是石油的主要组分之一。 ❖ 石油中主要是环戊烷系，环己烷系 ❖ 随着石油馏分沸点的升高，环烷烃的相对含量增加 ❖ 化学性质与烷烃相近，但稍活泼，一定条件下可发
生氧化、卤化、硝化、热分解等反应，一定条件下 还能脱氢生成芳香烃。
第二节 石油的烃类组成
1.91
1.73
第一节 石油的元素组成
❖ 重质油改质的目的是将其变为轻馏分。 这 一 过 程 可 以 认 为 是 H/C 增 大 的 过 程 ， 其
主要途径为：
无 外 来 H2： 脱 碳 过 程 （ 不 外 加 氢 而 依 借 产 生 部 分H/C比低的产物来获取一部分H/C高的产物的 过程。
有外来氢： 加氢过程 在脱碳过程中，虽然转化后的H/C比在各产物中
52
对二甲苯
0.49
间二甲苯
2.27
23
2.4-二 甲 基 已 烷
0.95
53
3.3.4-三 甲 基 已 烷
0.27
24
1 反 2 顺 4-三 甲 基 坏 戊 烷
0.37
54
1 反 2.反 4-三 甲 -基 环 已 烷
0.15
25
甲
苯
0.78
26
1 反 2 顺 3-三 甲 基 环 戍 烷
0.46
55
13
2.3-二 甲 基 戌 烷
1.04
43
1 反 3-二 甲 基 环 已 烷
0.35
14
3-甲 基 已 烷
1.91
44
2.6-二 甲 基 环 已 烷
15
1 顺 3-二 甲 基 坏 戍 烷
0.7l
45
1 顺 2-二 甲 基 环 已 烷
0.27
16
3-乙 基 戊 烷
0.92
46
乙基环已烷
17
1 反 3-二 甲 基 坏 戊 烷
31
2.87
32
7.69
33
l.39
34
2.46
35
1.48
36
10.15
37
3.9
38
0.22
39
1.4-二 甲 基 庚 烷
0.49
3-甲 基 庚 烷
0.97
3-乙 基 已 烷
1顺 3二甲基环已烷 2.47
1 反 4-二 甲 基 环 已 烷
1.1-二 甲 基 环 已 烷
0.25
1-甲 基 顺 3-乙 基 环 戊 烷
第二节 石油的烃类组成
（2）表示方法 ❖ 单体烃 ❖ 族组成 ❖ 结构族组成
编号
化
合
物
含量％
编号
化
合
物
含 量％
1
❖ 大庆原油初2 馏－130℃34 馏分的单体56
烃组成 7 8
9
正丁烷 异戊烷 正戊烷 环戊烷 2-甲 基 戊 烷 3一甲基戊烷 正已烷 甲基环戊烷 2.4 一 二 甲 基 戊 烷
4.23
催化剂活性中心被碱中和，失去活性； Ca积累，生成环烷 酸钙， 脱钙剂
❖ 卤素和其它元素：Cl F As。 As是催化重整催化剂致命
的毒素，石脑油中要测。
第二节 石油的烃类组成
❖ （1）分类 ❖ （2）表示方法
第二节 石油的烃类组成
❖ （1）分类 ❖ 烷烃 ❖ 环烷烃 ❖ 芳香烃
第二节 石油的烃类组成
业产品如溶剂、化肥、杀虫剂和塑料等的原 料。
前言 让我们来认识石油
❖ 分类 ❖ 燃料（F） ❖ 溶剂和化工原料（S） ❖ 润滑剂和有关产品（L） ❖ 蜡（W） ❖ 沥青（B） ❖ 石油焦（C）
前言 让我们来认识石油
❖ 一般性质 ❖ 石油的外观及状态
外观--黑、褐色；气味--状态---流动、半流动、粘稠
❖ 烷烃：即饱和烃，仅由碳、氢、碳碳单键与 碳氢单键所构成。（通常指的是直链烷烃）
❖ 同时也是最简单的一种有机化合物，石油的 主要组分。
❖ 常温常压：C1~C4烷烃（气体）
❖
C5~C15烷烃（液体）
❖
>C16正构烷烃（固体）
第二节 石油的烃类组成
❖ 一般条件下，烷烃的化学性质很不活泼(r) ， 不易与其它物质发生反应，但在特殊条件下， 烷烃也会发生氧化、卤化、消化及热分解等 反应。
30
2-甲 基 庚 烷
2.28
60
C9H16 双 环 烷
1.19
第二节 石油的烃类组成
❖ （2）表示方法 ❖ 烃类的族组成：性质、结构相近的为一族石油烃。
“族”是化学结构相似的一类化合物，族组成表示 简单实用，可根据分析方法和实际需要进行划分
❖ 芳香烃：分子中含有苯环的烃类，一般苯环上带 有不同的烷基侧链，也是石油的主要组分之一。
❖ 同一种原油中，随着沸点的升高，芳香烃的含量 增多。石油中除含有单环芳香烃外，还含有双环 和多环芳香烃。
❖ 化学性质较烷烃稍活泼，可与一些物质发生反应， 但芳香烃中的苯环很稳定，强氧化剂也不能使其 氧化，也不易起加成反应。在一定条件下，芳香 烃上的侧链会被氧化成有机酸，这是油品氧化变 质的重要原因之一。芳香烃在一定条件下还能进 行加氢反应。
第一节 石油的元素组成
H/C 原子比，包含着许多结构信息
链烷烃 C6H14
环烷烃 2.33
芳香烃
2.00
1.00Βιβλιοθήκη C10H222.2
1.80
0.80
C14H30
2.14
1.80
0.70
第一节 石油的元素组成
信息： （a）同系物中，分子量越大， H/C比越小 （b）不同系列中，分子量相近， H/C次序为 烷烃 >环烷烃 >芳 香烃
47
乙
苯
2.1
18
1 反 2-二 甲 基 环 戌 烷
1.65
48
3.5-二 甲 基 庚 烷
19
正庚烷
12.12
49
1.1.3-三 甲 基 环 已 烷
1.2
20
1 顺 2-二 甲 基 环 戍 烷
0.28
50
2.3.3-三 甲 基 己 烷
21
甲基环已烷
51
9.61
22
2.2.3.3.-四 甲 基 丁 烷
第一节 石油的元素组成
（a） 表示化合物的芳香化程度
C20H42
H/C
fA(芳碳率)
2.1
0
C14H27
1.7
0.3
C10H21
1.4
0.5
C6H13
1.1
0.7
C2H3
0.8
0.9
碳数相近的情况下，H/C 原子比越小，芳香化程度越高。
第一节 石油的元素组成
（1） 石油中 H/C 原子比，代表着芳香性趋势
1 顺 3.反 5-三 甲 基 环 已 烷
0.22
56
3-乙 基 庚 烷
27
2.3.4-三 甲 基 戊 烷
0.19
57
邻二甲苯
0.19
28
2-甲 基 ,3-乙 基 戊 烷
0.17
58
2.2.4.5-四 甲 基 已 烷
29
1.1.2-三 甲 基 环 戊 烷
0.25
59
2.2.6-三 甲 基 庚 烷
10.18
分配起了变化，但总的H/C应该守恒。
原 油 液 化 气 汽 、 煤 、 柴 燃 料 油 沥 青 石 油 焦 H /C 原 子 比 ~ 2 .8 2 .1 ~ 2 .41 .9 ~ 2 .11 .4 ~ 1 .71 .0 ~ 1 .60 .4 ~ 0 .6
第一节 石油的元素组成
（2）S、N、O杂原子 ❖ S：硫含量也作为衡量原油质量的一个指标：
大庆
任丘
胜利
孤岛
H/C
1.86
1.81
1.79
1.66
石蜡基 石蜡基
中间基
环烷基
大庆
胜利
H/C
1.74
1.63
fA
0.16
0.22
单家寺 1.30 0.29
(2) 石油馏分中，随馏分变重，H/C 原子比逐渐减小
大庆馏分油
145~200℃
250~300℃ 350~400℃ 〉500℃
H/C
2.03
1.96
>2%高硫原油、0.5～2%含硫原油、<0.5%低硫 原油
含硫造成管线设备腐蚀、使油品某些使 用性能变坏、污染环境、在二次加工过程中 使某些催化剂中毒
第一节 石油的元素组成
❖ （2）S、N、O杂原子 ❖ N：石油中含氮量一般在万分之几至千分之几。密
度大，胶质多，含硫量高的石油，一般其含氮量也 高。石油馏分中氮化物的含量随沸点范围的升高而 增加，大部分氮化物以胶状、沥青状物质存在于渣 油中。
第二节 石油的烃类组成
❖ 另有划分方法如下： ❖ ① 干气：每方气中，戊烷以上（C5）烃类按液态计小
于10mL的天然气；（含有大量甲烷和少量乙烷、丙烷） ❖ ② 湿气：每方气中，戊烷以上（C5）烃类按液态计大
于10mL的天然气；（除含有较多的甲烷、乙烷外，还 含有少量易挥发的液态烃蒸气（如戊烷、己烷、辛 烷）） ❖ ③ 贫气：每方气中，丙烷以上（C3）烃类按液态计小 于100mL的天然气； ❖ ④ 富气：每方气中，丙烷以上（C3）烃类按液态计大 于100mL的天然气；(y)
前言 让我们来认识石油
❖ 石油的性质因产地而异，密度为0.8 1.0g/cm3，粘度范围很宽，凝固点差别很大 （30 ~ -60摄氏度），沸点范
❖ 围为常温到500摄氏度以上，可溶于多种有机 溶剂，不溶于水，但可与水形成乳状液。
前言 让我们来认识石油
❖ 用途 ❖ 石油主要被用作燃料。石油也是许多化学工
❖ 相对密度：0.80～0.98 g/cm3
❖ 我国原油：0.85～0.95 g/cm3
相对密度
粘度
重质油 0.934～1 100～10000cp
沥青
>1.000 >1000cp
轻质油 <0.85
❖ 石油外观性质的差异反应了其化学组成的不同
第一节 石油的元素组成
（1）碳（C）和氢（H）。 （2）非碳氢元素：硫（S）, 氮（N）, 氧（O）元素 （3） 微量金属元素和其它非金属元素， 如镍、钒、铁、铜、钙、砷、氯、磷、 硅等
❖ 石油（petroleum，oil）又称原油，通常是一 种流动或半流动状的粘稠液体。世界各地所 产的石油在外观性质上有不同程度的差别。 从颜色看，大部分石油是黑色，也有暗绿或 暗褐色，少数显赤褐，浅黄色，甚至无色。
前言 让我们来认识石油
❖ 地壳上层部分地区有石油储存。主要成分是各种烷 烃、环烷烃、芳香烃的混合物。石油的成油机理有 生物沉积变油和石化油两种学说，前者较广为接受， 认为石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演 化形成，属于化石燃料，不可再生；后者认为石油 是由地壳内本身的碳生成，与生物无关，可再生。 石油主要被用来作为燃油，也是许多化学工业产品 如溶液、化肥、杀虫剂和塑料等的原料。“石油” 这个中文名称是由北宋大科学家沈括第一次命名的。
石油组成及物性简介要点
石油组成及物性简介
❖
❖ 前言 让我们来认识石油 ❖ 第一节 石油的元素组成 ❖ 第二节 石油的烃类组成 ❖ 第三节 石油的馏分组成 ❖ 第四节 石油产品的主要物性指标
前言 让我们来认识石油
❖ 什么是石油？？？
前言 让我们来认识石油
前言 让我们来认识石油
前言 让我们来认识石油