石油的化学组成
石油的组成石油是一种多组分的复杂混合物
石油的组成石油是一种多组分的复杂混合物，包括烃类及非烃类。
烃类。石油中包括：①烷烃，含量随馏分沸点升高而逐渐减少。正构烷烃和异构烷烃都存在。后者主要是单取代基异构物，支链较短且大多靠近链端。②环烷烃，主要是五元和六元环烷烃的衍生物。低沸点馏分中以单环为主，中沸和高沸点馏分中还有双环和多环环烷烃。③，含量随馏分沸点升高而增多，环数也增多。大多带有烷基侧链，链的长度不一。在高沸点馏分中还常并连有环烷环（环烷-芳烃）。
非烃类。存在于石油中的有：①含硫化合物，是石油中主要的非烃化合物。各种原油的含硫量差异很大，少的只有万分之几，多的可达百分之几。在同一石油中硫化物含量随沸点升高而增多。硫的存在形态已确定的有：元素硫、硫醚、硫醇、噻吩及其同系物等。②含氮化合物，一般在万分之几至千分之几，主要集中在高沸点馏分及中。有碱性含氮化合物（吡啶、喹啉的同系物）和非碱性含氮化合物（吡咯、吲哚、咔唑类）。含氮化合物在石油贮存过程中易生成胶质，在加工过程中能引起。③含氧化合物，含量很少，存在形态以环烷酸为主，脂肪酸和酚的含量很少。低分子环烷酸能腐蚀金属设备。④胶状、沥青状物质，存在于高沸点馏分和渣油中，是以稠合芳环为核心，连有环烷环和烷基侧链、并有各种杂原子基团的复杂大分子化合物。其中不溶于低分子正构烷烃而溶于苯的组分称为沥青质。⑤金属化合物，以油溶性金属有机化合物或络合物形态存在,集中在渣油中。金属元素有镍、钒、铁、铜等,镍和钒的含量从几个ppm到几百ppm，相当部分以卟啉络合物形式存在。
烃类的化学反应分为热反应和催化反应两类。
石油的化学组成
具有吡啶环的含氮化合物，PKa值约为
5～7，能与无机强酸和有机强酸形成结 晶状盐类。 吡啶环与苯环一样具有芳香性，对热和 氧化都比较稳定，不易破裂。
2、 吡咯系和酰胺系
吡咯系和酰胺系氮化物属于弱碱性或非碱
性氮化物。 目前已分离并鉴定出来的吡咯系化合物有：
吡咯
吲哚
咔唑
苯并咔唑
吡咯类和吲哚类氮化物的特性：
随着馏分沸点的升高，硫醇的含量急剧下
降，在300℃以上的馏分中基本不含硫醇。
硫醇尤其是低碳硫醇具有强烈的恶臭，而
且硫醇还具有腐蚀性，因此必须将其除去
或转化成非活性的硫化物。此外硫醇还可
以作为橡胶聚合速度调节剂以及生成抗氧 化剂的原料。
原油中硫醚硫占总硫约为20～30%，而 且硫醚硫主要集中在中间馏分 。 石油中的硫醚类化合物可分为开链状和 环状的两大类。 开链的硫醚：烷基硫醚、环烷基硫 醚和芳香基硫醚。 环状硫醚：硫杂环的五员环和六员 环的环硫醚和环状萜类硫化物。
因此常用族组成来表示石油的化学组成。
如果仅限于烃类化合物，则称之为烃族组
成 。所谓族是指化学结构相似的一类化
合物。
石 油 中 的 烃 类 化 合 物
烷烃：正构烷烃和异构烷烃 环烷烃：五员环和六员环系，包括 单环至六环的环烷烃 芳香烃：单环至六环的芳香烃 环烷-芳香混合烃：单环至多环 的混合环状烃
石油的化学组成
石油的化学组成
石油是一种复杂的混合物，由多种碳氢化合物和其他化
合物组成。它是一种天然资源，作燃料和化工原料都有广泛用途。石油的化学组成对其性质、用途和加工过程都有很大影响。本文将介绍石油的化学成分，并探讨其影响和应用。
石油中的碳氢化合物
石油的主要成分是碳氢化合物，其中包括烷烃、烯烃和
芳香烃。这些化合物由不同数量的碳和氢原子组成，而它们的化学结构和物理性质也因此有所不同。
1. 烷烃
烷烃是由碳和氢原子组成的最简单的化合物，也是石油
中最常见的化合物之一。它们的分子式为CnH2n+2，其中n为
整数。烷烃分子中所有碳原子都是四价的，它们与周围的氢原子形成单键。由于烷烃中碳和氢原子之间的键能很小，因此烷烃是石油中最轻的成分之一，也是最易燃的化合物。
烷烃根据碳原子数的不同，可以细分为以下几种：
甲烷：分子式为CH4，是石油中最简单的烷烃，也是天然气的主要成分之一。它是一种无色、无味、稳定的气体，易燃。甲烷的一般用途包括加热、照明、发电和工业过程中的反应物。
乙烷：分子式为C2H6，是一种无色、无味、易燃的气体。它通常用作工业用途的燃料，比如加热、冷却、制造碳化物和溶剂等。除此之外，乙烷还可以用来制造聚乙烯和其他高聚物。
丙烷：分子式为C3H8，是一种无色、易燃的气体。它是
许多应用中的重要燃料，比如烹饪、暖气、发电和石化工业中
的化学反应剂。
丁烷及以上的烷烃则是液态或固态，可以在石油中提取出来制成液化石油气、汽油、柴油、润滑油等等。
2. 烯烃
烯烃是另一类碳氢化合物，它们也是由碳和氢原子组成，但分子中含有一个或多个双键。由于双键可以旋转，因此烯烃分子比烷烃分子更加柔软，也更加复杂。
2.石油的化学组成
2.3 石油中的非烃化合物
(2)非活性含硫化合物 ①类型：硫醚(RSR′)、二硫化合物(RSSR′)，噻吩类。 ②分布特征：分布是随馏分沸点的↗而↗。RSR′大量 集中在煤(柴)油馏分中；RSSR′，噻吩类硫化物多集中于高 沸点馏分。 ③性质 RSR′热稳定性、化学稳定性较高，与金属不发生化学 反应。在Al2O3· 2存在下加热至300～450℃，会分解生成 SiO H2S、RSH和相应的烃类。 RSSR′与金属不发生化学反应，热稳定性较差。受热后 可分解成烃类、RSH或H2S。
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2.2 石油的烃类组成
2、环烷烃（Cycloalkane） (1)分子结构：原油中的第二种主要烃类。
H2 C H2C CH2 H2C C H2
H2C C H2 CH C H2 CH2 H2C H2 C CH H2 C CH2
(2)存在形式
以环戊烷和环己烷及其衍生物为主，除单环环烷烃外， 还有双环或多环环烷烃。
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2.2 石油的烃类组成
3、芳香烃（Aromatics）
(1)分子结构
芳香烃在原油中的含量通常比烷烃和环烷烃含量少。
CH3
(2)存在形式 芳香烃的代表物是苯及其同系物，以及双环和多环化合 物的衍生物。
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2.2 石油的烃类组成
二、石油烃类组成表示方法 1、单体烃组成 (1)表示方法：将石油馏分中每种类含量表示出来。 馏分愈重，化合物的种类和数目也就愈多，分离和鉴 定出各种单体化合物也就愈困难。 (2)适用情况：石油气或部分低沸点馏分。 2、族组成 (1)表示方法：以石油馏分中各族烃相对含量来表示。
石油的化学组成
2．石油中间馏分及高沸馏分的烃类组成 ➢ 石油中间馏分(200～350℃)中的烷烃主要包括从C11～C20左右
(以正构烷烃计)的正、异构烷烃。环烷烃和芳香烃以单环和双 环为主，三环及三环以上的环烷烃和芳香烃的含量明显减少 ➢ 石油高沸点馏分(350～500℃)的烃类类型和中间馏分相似，只 是在烃分子中碳原子数目更多，高环数含量更多，而且环的侧 链数更多或更长，高沸点馏分的烷烃主要包括从C20到C36左右 (以正构烷烃计)的正、异构烷烃；环烷烃包括从单环到六环的 带有环戊烷环和环己烷环的环烷烃，其结构主要是以稠合类型 为主
第三节 石油中的非烃成分
一、石油中的含硫化合物
低硫原油：S<0.5%
含硫原油：0.5%<S<2.0% 高硫原油：S>2.0% 1．硫的存在形态 活性硫化物：S、H2S、低分子RSH等，性质相对较
活泼，能与金属作用而腐蚀设备 非活性硫化物：硫醚(RSR’)，环硫醚，二硫化
物(RSSR’)，噻吩及其同系物 原油中的含硫化合物一般以硫醚类和噻吩类为主
3．结构族组成 ➢ 不论石油烃类的结构多么复杂，都可以看作是由三个基
本结构单元组成：芳香环、环烷环和烷基侧链，用这些 基本结构单元的量来表示复杂分子混合物的组成的方法 就是结构族组成表示法 ➢ 通常用三个基本单元上碳原子所占的百分数来描述分子 的组成，然后再加上分子中的总环数RT，芳环数RA和环烷 环数RN来表示石油馏分的结构族组成
油的化学成分
油的化学成分
石油的化学成分属于有机碳化合物，其中有烃类、类烷烃、烯烃和芳香烃等类型。石油的化学成分主要有：
一、烃类：烃类在石油中是最主要的组成成分，占总量的75％以上，大多数烃类都是碳原子与碳原子或其他原子之间形成单键连接的构成单质，如烷烃methane(CH4)和乙烷ethane(C2H6)。
二、类烷烃：类烷烃是指由多个碳原子组成的有机物，如苯benzene (C6H6)和甲苯toluene，对于类烷烃，其分子中含有一个、两个或多个共环部分，因而具有较好的抗氧化性。
三、烯烃：烯烃是由一种碳原子和其他原子组成的有机单键物质，常见的有环烯烃和烯烃。环烯烃是由两个或多个碳原子形成环形结构的有机物，例如萜烯(C10H16)和芐烯(C8H14)；烯烃是由三至十个碳原子行成的有机物，例如丁烯(C4H8)和辛烯(C5H10)。
四、芳香烃：芳香烃是指含共价双键构成的芳香环的有机物，如苯二聚体(C6H6)、萘(C8H8)和苯的衍生物等。芳香烃的分子结构中含有很多隐性取向基团，它们可以构成结构空间复杂的非共价双键。这使得它们形成空间古团结构，因此它们具有杂质吸附能力强、油品稳定性高等特点，是制取柴油、机油等抗摩擦油的重要组成成分。
石油的组成物
石油的组成物
石油是一种深层地下岩石分解而来的有机化合物，由于其种类多、性质复杂，因此石
油的组成物也非常丰富。以下是关于石油组成物的详细介绍。
一、烃类
烃类是石油中最主要的组成物。烃类是由碳和氢组成的有机化合物。石油中的烃类可
以分为四种：烷烃、烯烃、芳香烃、环烷烃。
1. 烷烃
烷烃是碳氢化合物中最简单的一种，其分子中只含有碳和氢两种元素，骨架由单键连
接的碳原子构成。烷烃的分子结构越简单，其沸点和密度越小，其颜色也越浅。烷烃是石
油中的主要组分，包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等。
2. 烯烃
烯烃也是石油中的主要组分之一，它是碳氢化合物中含有碳碳双键的一种。烯烃分子
比烷烃分子略为复杂，通常密度高于烷烃。常见的烯烃有乙烯、丙烯、丁烯等。
3. 芳香烃
环烷烃是含有环状结构的碳氢化合物，是石油中的四大主要成分之一。与芳香烃相比，环烷烃的分子中不含有苯环。常见的环烷烃有环己烷、环庚烷等。
二、杂原子化合物
除了烃类之外，石油中还含有许多杂原子化合物。这些化合物的分子中除了碳和氢之
外还有其他原子，如硫、氧、氮等。
1. 硫化物
石油中含有大量的硫化物，硫化物会使石油的颜色变深、质量下降。硫化物在炼油过
程中很难去除，因此其中的一些成分也会被贝壳岩中的石膏吸附，导致石油在地质过程中“被污染”。
氮化物也是石油中的常见组成物之一，通常会对石油的性质产生影响。氮化物在炼油
过程中难以去除，因此常常被用作石油品质指标之一。
氧化物在石油中的含量通常很低。原因是在过去石油产生的环境中，不存在水和氧气。氧化物对石油的物理性质和化学稳定性都会产生影响，因此石油行业的发展过程中，需要
石油的化学方程式
石油的化学方程式
石油是一种复杂的混合物，主要由碳和氢元素组成，其中还含有少量的硫、氮和氧元素。石油的化学方程式可以从不同的角度进行描述，以下是一些常见的化学方程式：
1. 石油的总反应式：
CnH2n+2 + O2 →CO2 + H2O + 热能
这个方程式表示了石油的氧化反应，石油中的碳氢化合物与氧气反应产生二氧化碳、水和热能。这是石油燃烧的基本反应式，也是石油作为燃料的主要反应过程。
2. 石油炼制的裂解反应：
CnH2n+2 →CnH2n + H2
这个方程式表示了石油炼制过程中的裂解反应。通过加热和催化剂的作用，长链烃类分子可以被分解成较短的链烃类分子和氢气。这个过程可以产生更多的汽油和其他轻质燃料。
3. 石油加氢反应：
CnH2n+2 + nH2 →CnH2n+2-n + nH2O
这个方程式表示了石油加氢反应，也称为脱硫反应。在这个反应中，石油中的硫化合物与氢气反应生成硫化氢和水。这个反应是为了去除
石油中的硫元素，以减少燃烧过程中产生的环境污染物。
4. 石油催化裂化反应：
CnH2n+2 →C6H6 + 2C3H6
这个方程式表示了石油催化裂化反应，也称为芳烃生成反应。在这个反应中，石油中的长链烃类分子可以被转化为苯和丙烯。这个过程是为了生产化工原料和其他高附加值产品。
需要注意的是，石油是一种复杂的混合物，具体的反应过程和化学方程式可能因石油的成分和处理方法而有所不同。以上只是一些常见的石油化学方程式的示例，实际情况可能更加复杂。
石油的化学组成
石油是一个多组分的复杂混合物，每个组分有其各自不同
的沸点 200～350℃等，称为石油的一个馏分
用分馏的方法，可以把石油馏分分成不同温度段，如<200℃、 馏分不等同于产品
2. 馏分与产品的区别：石油产品是石油的一个馏分，但馏分并
不等同于产品。石油产品要满足油品的规格要求，馏分要变
成产品还必须对其进一步加工。
目前发现的石油中的微量元素有59种，可分为三类： 过渡(变价)金属元素 碱金属和碱土金属 卤素和其他元素 就世界范围来看，在石油中含量最多的微量元素是钒， 其次是镍 ，海相成油
我国大多数原油的镍含量明显高于钒含量，陆相成油
二、微量元素在石油中的分布
石油中的微量元素大多数也是随着沸点的升高而增加， 主要集中在>500℃的渣油中
一：石油的一般性状
1．颜色及密度
石油通常是黑色、褐色或黄色的流动或半流动的粘稠液体。 多数原油的密度集中在800～980kg/m3之间，但也有个别 原油的相对密度在1000kg/m3以上或800kg/m3以下。 2．我国主要原油的特点
相对密度（d204）>0.86，属较重Biblioteka Baidu油；
凝点(CP)高，含蜡量高； 含硫量较低 含氮量偏高，大部分原油N>0.3%
各类化合物的分布规律
随着石油馏分沸点的升高，馏分中烷烃含量逐渐减
石油的成分
石油的成分
石油中碳氢两种元素所组成的化合物，成分很复杂，并且随产地不同而异。按其结构又分为烷烃（包括直链和支链烷烃）、环烷烃（多数是烷基环戊烷、烷基环己烷）和芳香烃（多数是烷基苯），一般石油中不含有烯烃。
石油中含硫化合物主要有硫醇（RSH）、硫醚（RSR）、二硫化物（RSSR）和噻吩等。在石油的某些加工产物中还含有硫化氢（H2S）。
石油中含氧化合物主要有环烷酸和酚类（以苯酚为主），此外还含有少量脂肪酸。环烷酸是指含有11～30个碳原子的羧酸，分子中含有一个或多个骈合脂环，羧基可以在脂环上或在侧链上。如：
在炼油生产中常把环烷酸和酚叫做石油酸。
石油中含氮化合物主要有吡啶、吡咯、喹啉和胺类（RNH2）等。因吡咯在空气中易氧化，颜色逐渐变深，这踉汽油久存颜色变深有关。
石油的化学组成是没有一定的，随产地不同而异。根据含烃的成分不同一般将石油分为烷烃基石油、环烷基石油、混合基石油和芳烃基石油等几大类。但许多产油国家常根据本国的资源情况而有不同的分类。
石油中碳氢两种元素所组成的化合物，成分很复杂，并且随产地不同而异。按其结构又分为烷烃（包括直链和支链烷烃）、环烷烃（多数是烷基环戊烷、烷基环己烷）和芳香烃（多数是烷基苯），一般石油中不含有烯烃。汽油是从里面提取出来的，不同深度的石油优劣不同，一般第一层是飞机油，第二层是我们常见的汽车油，然后是柴油，然后是残渣，目卡还没有可以完全普遍代替石油的东西，虽然天然气，氢气。。。等等。但是比如氢气，制取难度比较大，而且比较昂贵，目前还没有什么好方法来让氢气变便宜了。
组成石油的主要元素
组成石油的主要元素
石油是一种由许多元素组成的复杂混合物。在这篇文章中，我们将重点介绍石油中的主要元素。石油主要由碳、氢、氧和硫等元素组成。
碳是石油中含量最多的元素，通常占总质量的80%以上。石油中的碳元素以碳氢化合物的形式存在，包括烷烃、烯烃和芳香烃等。这些碳氢化合物的不同结构和链长决定了石油的物理性质和化学性质。碳元素使石油具有高能量密度和可燃性，是石油作为重要能源资源的基础。
氢是石油中的第二大元素，通常占总质量的10%左右。氢与碳元素结合形成碳氢化合物，为石油提供了更高的能量密度。氢元素的存在还使石油具有较高的可燃性和多种化学反应的活性。石油中的氢元素也起到稀释其他元素的作用，影响石油的密度和黏度等性质。
氧是石油中的第三大元素，通常占总质量的1%左右。氧元素主要以氧化物的形式存在于石油中，如酚、醇和醛等。这些氧化物的存在对石油的物理性质和化学性质有一定的影响。氧元素也是石油燃烧的重要元素之一，与碳和氢元素一起释放能量。
硫是石油中的第四大元素，通常占总质量的1%以下。硫元素存在于石油中的有机硫化合物和无机硫化合物中。石油中的硫化合物对环境和人体健康有害，容易形成酸雨和污染大气。因此，在石油的
提炼和使用过程中，需要进行硫的脱除和控制。
除了上述主要元素外，石油中还含有少量的氮、氧、钾、钠、镁和钙等元素。这些元素以有机和无机形式存在，对石油的性质和用途具有一定的影响。例如，氮元素存在于石油中的腈、胺和吡啶等化合物中，会影响石油的稳定性和可燃性。
石油是一种复杂的混合物，主要由碳、氢、氧和硫等元素组成。这些元素以不同的形式存在于石油中，决定了石油的物理性质和化学性质。石油作为重要的能源资源，对人类社会的发展和经济的增长起到了重要作用。然而，石油的提炼、运输和使用也带来了环境污染和气候变化等问题，需要加强环境保护和可持续发展的措施。
石油及其主要产品化学组成和物理性能
石油及其主要产品化学组成和物理性能
1、石油的化学组成
1.1 颜色与密度
石油（俗称原油）通常是黑色、褐色或黄色的流动或半流动的粘稠液体，由于含有硫等其它物质，一般都有不同程度的臭味。
多数原油的密度集中在750~950kg/m³之间，也有个别原油的密度在1000 kg/m³以上或在800 kg/m³以下。
1.2 元素组成
一般而言，原油由以下几种元素或化合物组成：碳——83~87%，氢——11~14%，硫——1~3%（硫化物、二硫化物和单质硫等），氮——低于1%（以带胺基的碱性化合物为主），氧——低于1%（存在于二氧化碳、苯酚、酮和羧酸等有机化合物中），金属和非金属物质——低于1%（镍、铁、钒、铜、砷等）。根据硫含量的不同，可分为低硫原油（硫含量小于0.5%）、含硫原油（硫含量0.5~2.0%）和高硫原油（硫含量大于2.0%）三类。
碳/氢原子比（有时也称氢/碳原子比）是反映原油属性的一个重要参数，与其原有的化学结构有关系。
1.3 烃类组成
原油中的烃类成分主要分为烷烃、环烷烃、芳香烃，这些烃类组成是以气态、液态、固态的化合物存在。根据烃类成分的不同，原油也可分为石蜡基原油、环烷基原油和中间基原油三类。石蜡基原油含烷烃较多；环烷基原油含环烷烃、芳香烃较多；中间基原油介于二者之间。
原油中的烃类含量因为产地种类不同差异很大，相对密度较小的轻质原油中
烃类含量可能大于90%，而相对密度较大的重质原油中的烃类含量甚至可能小于50%。
炼油厂加工的的原油通常为液态。原油中含的液体状态烃按其沸点不同，可以分为低沸点馏分、中间馏分以及高沸点馏分。低沸点馏分，如在汽油馏分中含有C5~C10的正构烷烃、异构烷烃、单环环烷烃、单环芳香烃（苯系）。中间馏分，如在煤油、柴油馏分中含有C10~C20的正异构烷烃、带侧链的单环环烷烃、双环及三环环烷烃、双环芳烃。高沸点馏分，如在润滑油馏分中含有C20~C36左右的正异构烷、环烷烃和芳香烃。
石油的化学组成
又 在名常脂温（肪常二族压烃下），：化通式合为物CnH组2n+2成，属：饱和烃。
C1~C4的烷烃呈气态； C5~C16的直链烷烃呈液态； C17以上的高分子烷烃皆呈固ຫໍສະໝຸດ Baidu。 烷烃的比重（相对密度）、熔点及沸点均随分子量 增加而上升。所有烷烃的比重都小于1，几乎不溶于水。 无支链者，为正构烷烃或正烷烃；C-C-C-C 有支链者，为异构烷烃或异烷烃。 C-C-C-C
不溶于石油醚。为黑色固体粉末。为含杂原子的高分子 化合物，分子量37000—1000000，是稠环芳香烃和烷基侧链 组成的复杂结构。重质石油中沥青质含量高。
C
（二）化合物组成
（2）环烷烃
分子中含有碳环结构的饱和烃。 按分子中所含碳环数目，可以分 为单环烷烃(通式CnH2n)、双环烷 烃(通式CnH2n-2) 三环烷烃(通式 CnH2n-4)和多环烷烃。 石油中最重要的环烷烃。甾烷 －追踪母岩，油源对比指标 由于碳原子所有的价已被饱和， 所以环烷烃和烷烃一样，都是比 较稳定的。
为单环芳香烃，如苯、甲苯和二甲苯。随沸点升高， 芳香烃含量亦增多，除单环芳香烃外，出现双环芳香 烃，如联苯。在重质馏分中还可能出现稠环芳香烃，
（二）化合物组成
2、石油中的非烃化合物 石油中的非烃化合物主要包括 (1)含硫化合物 (2)含氮化合物 (3)含氧化合物 石油中S、N、O元素含量虽然很低，但由这些元素
石油的化学组成及次生变
芳香烃
RA
饱和烃
镍卟啉
大 比重、黏度、含蜡量及凝固点
小
老君庙背斜带“L”层石油性质与古构造关系
五、储层中石油的次生变化
1、热成熟作用
2、氧化和生物降解作用
3、硫化作用 4、脱沥青作用
1、热成熟作用 在储层中，石油和天然气中的烃 类处于更高温的地热系统中，会 向着分子结构更稳定，自由能降 低的方向演化，最终形成在该温 度、压力下稳定的混合物。
中等分子量的正构烷烃 和正脂肪酸。藻类合成 的烃以C15、C17占优势 丰富的甾类，尤其 是C27胆甾烷和 一些类胡萝卜素
特 征 生 物 分 子
大量的C14~C20 类异戊间二烯烃 藿烷系列也有 发现，甾萜比 通常大于1。
有机质来源： 主要高等植物的有机质。
陆 源 有 机 质
生化组成： 主要为纤维素和木质素，其 次为蛋白质类和类脂化合物。 存在与生物蜡相关的 高分子量（ C23~C33 ） 的正构烷烃 甾族化合物中C28、 C29甾烷超过C27甾烷
随温度的增加烃类的热稳定性变化（Hunt，1975）
2、氧化和生物降解作用
石油的氧化作用是热催化作用的逆过程。
原因：石油的氧化作用是由于储层上升，圈闭开启，地 下水活跃造成的。有时石油也可通过断层直接运移到 地表，被氧化或生物降解。
游离氧化作用； 石油的氧 化作用： 硫酸盐等含氧化合物 中的结合氧氧化作用。 影响有限 影响较大
石油的基本组成及其性质
石油的基本组成及其性质：
（一）石油的元素组成：
石油是埋藏于地下的天然矿产物八圣过勘探、开采出的未经炼制的石油也叫做原油。在常温下,原油大都呈流体或半流体状态,颜色多为黑或深棕色,少教为暗绿、赤褐或黄色,并且有特殊气昧。原油经过炼制后的成品叫做石油产品。
不同产地的原油,其相对密度也不相同,但一般都小于l,多在0.8一0.98之间,个别低于0.70。凝点的差异也较大,有的高达30‘C以上,有的却低于一50‘C。
原油之所以在外观和物理性质上存在差异,根本原因在于其化学组分不完全相同。原油既不是由单一元索组成的单质,也不是由两种以上元素组成的化合物,而是由各种元素组成的多种化合物的混合物。因此,其性质就不象单质和纯化合物那样确定，而是所含各种化合物性质的综合体现。
原油的主要组成成分是碳和氢,碳氢化合物也简称为烃,烃是原油加工和
利用的主要对象。
原油中所含各种元索并不是以单质形式存在,而是以相互结合的各种碳氢及非碳氢化合物的形式而存在。
原油中含有的硫、氧、氮等元素与碳、氢形成的硫化物、氮化物、氧化物和胶质、沥青质等非烃化合物,其含量可达10%一20%,这些非烃化合物大都对原油的加工及产品质量带来不利影响,在石油的炼制过程中应尽可能将它们除去。此外,原油中所含微量的氯、碘、砷、磷、镍、钒、铁、钾等元素,也是以化合物的形式存在。其含量虽小,对石油产品的影响不大,但其中的砷会使得催化重整的催化剂中毒,铁、镍、钒会使催化裂化的催化剂中毒。故在进行原油的这类加工时,对原料要有所选择或进行预处理。
（二）石油的烃类组成:
石油的化学名称
石油的化学名称
石油（Petroleum）其化学名称为石蜡醚-羰基并碳氢化合物，简写为CnH（2n+2），是一种自然界的稀有物质。这种化合物具有多种组分，如烷烃、烯烃和芳烃等。石油由一种复杂的结构而成，由于结构的复杂性，它具有多种形态：原油、液化石油气、煤焦油和残油等。
石油的化学成分主要有烷烃、烯烃和芳烃。烷烃是石油的主要成分，其结构和振动模式简单，通常用于供热和动力火车移动。而烯烃和芳烃也被称为润滑剂，是有机润滑油和各种有机溶剂，例如胶、油漆和染料等的主要原料，是工业和农业生产有机产品的主要原料。
石油具有重要波状衍射模式，其上的结构可以归结为四类：液态、固体、超临界和惰性气体。石油固体可以去除未经加工的石油元素，而液态石油可以转化为汽油、煤油或能源原料。超临界石油可用于制备化工、汽车及航空工业等行业的产品，而惰性气体可用于制造乙烷、乙炔和其他有机化学产品，例如燃料、柴油和天然气等。
石油在新工业时期发挥着至关重要的作用，其在工业、农业、交通运输等领域发挥着重要的作用，可谓无所不能。石油被广泛应用于现代世界，成为现代世界发展的动力，推动经济的发展、改善人们的生活水平。
总之，石油（Petroleum）化学名称为石蜡醚-羰基并碳氢化合物，CnH（2n+2），是新工业时期发挥着至关重要作用的一种自然界稀有物质。它具有多种成分，在工业领域发挥着重要的作用，是现代社会发展的动力。
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三、石油的馏分组成 馏分：将石油按沸点的不同，用蒸馏的方法把石 油切割成几个部分，每个部分叫做一个馏分。馏分 仍然是一个混合物，只是化合物的数目比石油的少 一些。通常在不同的馏分前加上名称或馏出温度。 馏分与产品的区别：馏分并不等同于产品。石油 产品要满足油品的规格要求，馏分要变成产品还必 须对其进一步加工。
石油及石油馏分的烃类组成
地蜡与石蜡的区别 石蜡
地蜡(微晶蜡) 黄色、黄褐色
颜 色
来源 分子量
白
色
结晶形态 较大，成板状
细微结晶(结晶小) 500～800
35～60
从柴油、润滑油中分离出 重润滑油和减渣分离出
300～500
碳原子数 17～35
以正构烷烃为主，还有少 以带烷基侧链的环状烃 量异构烷烃、环烷烃及很 为主(～80%)，正构烷 化学组成 少量的芳烃 烃、异构烷烃含量约占 20%
不同原油的各馏分含量差别很大。与国外原油相
比，我国主要油田原油中＞500℃的减压渣油含量
都较高，＜200℃的汽油馏分含量较少（一般低于
10%）。 原油中的汽油馏分含量低、渣油含量高是我国原 油馏分组成的又一个特点。
石油及石油馏分的烃类组成
含有碳和氢两种元素的化合物称为碳氢化合 物，简称为烃 一、石油中烃类的类型及分布规律 石油中的烃类主要有烷烃、环烷烃和芳烃 原油中一般不含烯烃，炔烃更少
26.0 27.5 27.2 29.2 34.9 23.2 29.9 23.2 23.2 25.4
42.8 47.4 51.8 39.9 39.1 32.3 29.7 31.6 14.7 18.0
沙特（混合） 也门（麦瑞波） 英国（北海）
印尼（米纳斯）
11.9
30.2
24.8
33.1
石油的一般性质、元素组成、馏分组成
1、天然气
天然气 干气（贫气）—丁烷以上液态烃<100g/m3 为干气，主要含C1、C2 湿气（富气）—丁烷以上液态烃>100g/m3 为湿气，除含C1、C2外还含有少量易挥发 的液态烃
伴生气：组成与凝析气类似，含有C1～Ｃ6的烃类。 纯气田气：主要成分是甲烷（一般为90%以上）， 少量的乙、丙、丁烷及非烃气体，如：N2、H2S、 CO2等，为干气。
前苏联杜依玛兹原 油
墨西哥原油 伊朗原油 印度尼西亚原油
83.9
84.2 85.4 85.5
1ຫໍສະໝຸດ Baidu.3
11.4 12.8 12.4
0.74
0.80 0.74 0.68
2.67
3.6 1.06 0.35
0.33
— — 0.13
氧含量一般用差减法求得的近似值，仅供参考。
石油的一般性质、元素组成、馏分组成
个别高达1.02 或低到0.71 个别是固体或半固 体
四川盆地：黄绿色 玉门：黑褐色 大庆：黑色
一般在0.85～0.95之间， 属于偏重的常规原油 蜡含量和凝固点偏高， 流动性差 含硫相对较少，气味偏淡
相对 密度
流动性 气味
有程度不同的臭味
石油的一般性质、元素组成、馏分组成
二、石油的元素组成 主要含有C、H、S、N、O五种元素，还含有一些 微量金属、非金属元素
了解石油及其产品 石油的化学组成
石油的化学组成
石油的一般性质、元素组成、馏分组成
石油及石油馏分的烃类组成 石油中的非烃化合物 石油中的微量元素 渣油及渣油中的胶质、沥青质
石油的一般性质、元素组成、馏分组成
一、石油的一般性状 外观组成 石油是碳氢化合物的复杂混合物，其外观性质主 要表现在石油的颜色、密度、流动性、气味上
加
石油及石油馏分的烃类组成
2．石油中间馏分的烃类组成 石油中间馏分(200～350℃)中的烷烃主要包括从 C11～C20左右的正、异构烷烃。 环烷烃和芳香烃以单环和双环为主，单环环状烃 的侧链数目或侧链长度明显增多和增长
石油及石油馏分的烃类组成
3.石油高沸点馏分的烃类组成 石油高沸点馏分(350～500℃)烃类类型和中间馏 分相似，只是在烃分子中碳原子数目更多，高环数 含量更多，而且环的侧链数更多或更长 高沸点馏分的烷烃主要包括从C20到C36左右的正、 异构烷烃
石油及石油馏分的烃类组成
2．族组成 ：石油馏分中各族烃含量的数据
对于石油馏分，元素组成表示法太简单而单体烃表示法太复 杂，而且使用范围窄。族组成介于两者之间，简单实用。
所谓“族”就是化学结构类似的一类化合物
石油馏分分成那些族，取决于分析方法和分析要求 以及实际应用的需要
例如对于中间馏分，利用质谱法可得到链烷、单环 环烷、双环环烷、三环环烷、烷基苯、萘、萘类、 三环芳烃等共12种烃的含量。
C H 83～87% 11～14% Ｓ 0.05～8.00%
S、N、O
金属元素 非金属元素
1～8%
Ｎ Ｏ
0.02～2.00% 0.05～2.00%
V、Ni、Fe、Cu、 As等（以ppm/ppb表
示）
Si、As、P等（以ppm/ppb表示）
石油的一般性质、元素组成、馏分组成
我国原油特点： H/C原子比高，油品轻油收率高 含S量偏低，多数<1% 含N量偏高，多数>0．3% 大多数原油Ni多，V少
计算过程中将烷基环侧链和环烷环看作是芳环 的取代基；
石油馏分不管有多复杂，均可以用结构族组成 表示法来描述其大致结构。
石油及石油馏分的烃类组成
三、石油气体的烃类组成
伴生气（随原油共生与原油同 石油气体
｛炼厂气
天然气
{ 非伴生气{
时采出、分离得到） 纯气田天然气 凝析气田天然气
石油及石油馏分的烃类组成
石油及石油馏分的烃类组成
凝析气田天然气：凝析气田气采出后可分为气 液两相，液相称为凝析油或天然汽油。主要成分 以甲烷为主，而乙烷、丙烷、丁烷的量明显增加， 还含有少量戊烷和己烷，一般为湿气。
天然气在高温、低压下可与水形成类似雪或散 装冰的固体结晶（可燃冰）
石油及石油馏分的烃类组成
2、炼厂气：因加工过程、操作条件及原料等的 不同有很大差异。 催化裂化：C3、C4>>C1、C2，稀烃50%左右
对高沸点馏分可得到22类组分的含量
石油及石油馏分的烃类组成
3．结构族组成
高沸点石油馏分及减压渣油中烃类结构十分复杂， 往往在一个分子中同时含有芳香环、环烷环及相当 长度的烷基侧链。用单体烃组成表示不可能，若按 族组成表示，也很难准确说明属于哪一类。
不论石油烃类的结构多么复杂，都可以看作是由三 个基本结构单元组成：芳香环、环烷环和烷基侧链， 用这些基本结构单元的量来表示复杂分子混合物的 组成的方法就是结构族组成表示法
2．石油中的环烷烃
环烷烃是环状的饱和烃，其性质较稳定
石油中大量存在的环烷烃只有含五碳环的环戊
烷系和含六碳环的环己烷系
石油中的环烷烃除单环外，还有双环及多环环
烷烃，环的连接方式以并联为主 3. 石油中的芳烃 芳烃在石油中以单环、双环、多环形式普遍存
石油及石油馏分的烃类组成
某石油馏分中烃类分布示意图
石油及石油馏分的烃类组成
环烷烃含环戊烷和环己烷系，环戊烷系中以1～2个甲
基为主；环己烷系中环己烷和甲基环己烷的含量较高。
烷烃和环烷烃占直馏汽油馏分的大部分，一般烷烃
30%～70%，环烷烃20%～60%，芳香烃不超过20%(wt)， 苯较少，甲苯和二甲苯的含量相对高些。就其分布规
律而言，一般随着沸点的升高，芳香烃的含量逐渐增
催化重整：主要是H2
热裂化：C1、C2>C3、C4，稀烃50%以上
石油及石油馏分的烃类组成
四、石油馏分中的烃类组成
1. 汽油馏分的烃类组成 直馏汽油馏分的单体烃组成：组成汽油馏分的 单体烃的数目相当繁多；但大多数汽油馏分中， 往往20种主要的单体烃的含量就占该直馏汽油馏 分总量的一半以上 直馏汽油馏分的族组成 正构烷烃和支链较少（具有一个甲基）的异构烷 烃是直馏汽油的主要组成部分。
石油的一般性质、元素组成、馏分组成
国内外部分原油的主要元素组成
元素组成 ω 原油名称 大庆原油 胜利原油 克拉玛依原油 孤岛原油 C 85.74 86.28 86.1 84.24 H 13.31 12.20 13.3 11.74 O* — — 0.28 — S 0.11 0.80 0.04 2.20 N 0.15 0.41 0.25 0.47
石油及石油馏分的烃类组成
二、石油烃类的组成表示方法 1．单体烃组成 单体烃组成表明了石油馏分中每一种烃的含量数 据。由于原油及其馏分中单体烃化合物数目十分 繁多，馏分越重，单体烃种类和数目越多，目前 还仅限于阐述石油气及汽油馏分的烃类组成 优点：具体、直观 缺点：适用范围很窄，只适用于气体、溶剂油和 汽油
石油及石油馏分的烃类组成
CA%=6÷20×100%=30%
（芳碳率）
CN%=4÷20×100%=20% （环烷碳率） CP%=10÷20×100%=50% （烷基碳率） RT=2；RA=1；RN=1
石油及石油馏分的烃类组成
用CA%、CN%、CP%、RT 、RA 、RN来表示该 平均分子的结 构参数，因此RT 、RA 、RN有可 能会出现小数； 结构族组成表示法仅表示上述结构单元的含量， 并未考虑其结合方式；
石油及石油馏分的烃类组成
1．石油中的烷烃 化学性质不活泼，C1～C4常温常压下为气态， C5～C15为液态，C16以上的正构烷烃为固态 石油中的烷烃根据石油类型的不同含量可达50～ 70%或低到10～15% 随沸点的增高，石油中的正构烷烃和异构烷烃的 含量逐渐降低
石油及石油馏分的烃类组成
单环、双环及多环环烷烃 单环、双环芳香烃 C20～C36左右的正构烷烃
减压馏分
单、双、三环以及三环以上的环烷烃 单、双、多环芳烃
减压渣油
石油及石油馏分的烃类组成
五、石油固态烃的化学组成 由C16以上的正构烷烃、某些分子量很大的异构烷 烃、环烷烃芳香烃组成，工业上称为蜡。 蜡对油品的低温流动性影响很大,从而影响油品的 使用性能。石油加工过程中,将蜡从油品中分离出来, 改善油品的低温流动性,又使蜡得到充分利用。 蜡具有良好的绝缘及化学安定性，广泛用于电气、 化学、医药和日用品工业。
石油的一般性质、元素组成、馏分组成
窄馏分：由于研究需要，将石油切割成沸点 范围很窄的馏分，一般小于30℃。 直馏馏分：从原油直接分馏得到的馏分。它 基本保留了石油化学组成的本来面目，如：不 含不饱和烃，在化学组成中含有烷烃、环烷烃、 芳香烃等
石油的一般性质、元素组成、馏分组成
按沸点不同将石油划分为如下馏分，一般规定： 沸点< 200℃的馏分称为汽油馏分（低沸点馏 分、石脑油馏分) 200℃～350℃馏分称为煤、柴馏分 （ 常压瓦 斯油AGO/中间馏分） 350℃～500℃馏分称为减压馏分（减压瓦斯 油VGO／高沸点馏分、润滑油馏分）可作为润 滑油、催化裂化原料 >500℃馏分称为减压渣油馏分 （VR ／残渣油）
性状 颜色 影响因素 常规原油 特殊原油 我国原油
胶质和沥青质含量越 多，石油的颜色越深
胶质、沥青质含量多， 石油的相对密度就大 常温下石油中含蜡量 少，其流动性好 含硫量高，臭味较浓
大部分石油是黑色， 也有暗绿或暗褐色
一般在0.80～0.98之 间 一般是流动或半流动 状的粘稠液体
显赤褐、浅黄色， 甚至无色
石油及石油馏分的烃类组成
环烷烃包括从单环到六环的带有环戊烷环和环己 烷环的环烷烃，其结构主要是以稠合类型为主 芳香烃以单环、双环、三环为主，常含有环烷环， 其结构也主要是以稠合类型为主。
C5-C10的正构烷烃
汽油
单环及少量双环环烷烃
单环芳烃(苯系) C10～C20左右的正构烷烃
煤、柴油 原油
原油名称 大 胜 孤 辽 华 中 新 庆 利 岛 河 北 原 疆
＜200℃
200～350℃ 350～500℃
＞500℃
11.5 7.6 6.1 9.4 6.1 19.4 15.4 20.7 31.5 29.0
19.7 17.5 14.9 21.5 19.9 25.1 26.0 24.5 30.6 27.6
石油及石油馏分的烃类组成
通常用三个基本单元上碳原子所占的百分数来描述分子的 组成，然后再加上分子中的总环数RT，芳环数RA和环烷环数 RN来表示石油馏分的结构族组成
RN—分子中的环烷环数
RA—分子中的芳香环数 RT—分子中的总环数 RT = RN +RA CA%—分子中芳香环上的碳原子占分子总碳原子的百分数 CN%—分子中环烷环上的碳原子占分子总碳原子的百分数 CP%—分子中烷基侧链上的碳原子占分子总碳原子的百分数