石油的化学组成
石油中主要组成元素有哪些
1.石油中主要组成元素有哪些，大致含量范围？石油主要是由C、H、S、N、O五种元素组成，最重要的是C和H两种元素，同时还含有微量的金属元素Ni、V、Fe、Ca。
含量大致范围为：C 83.0～87.0m% H 10.0～14.0m% S 0.05～8.00m% N 0.02～2.00m% C+H95.0～99.0m% 2.石油分为哪几个馏分？各个馏分分别有什么用途？（1汽油馏分、低沸点馏分、轻油、石脑油初馏点～200(或180) 汽油（2）柴油馏分、中间馏分、常压瓦斯油(AGO) 200(或180)～350柴油煤油（3）减压馏分、高沸点馏分、润滑油馏分、减压瓦斯油(VGO) 350～500（4）常压渣油(AR) >350润滑油（5）减压渣油(VR) >500渣油3.石油中烃类和非烃类化合物主要包括哪几种类型？烃类: 烷烃：正构、异构环烷烃芳香烃烯烃：大多数原油不含烯烃，加工过程中产生。
混合烃：烃分子结构中含有上述烃结构非烃类含硫化合物含氮化合物含氧化合物复杂化合物：含S、N、O、金属等多种元素4.石油产品类型，作为燃料的石油产品？燃料润滑油石油蜡石油沥青有机化工原料燃料：包括汽油、柴油、煤油、燃料油、石油焦5.炼油厂设备按其作用可分为哪些类型？按操作压力可分为：低压设备（0.1≤P<1.6 M Pa）中压设备（1.6≤P<10 M Pa）高压设备（10≤P<100M Pa）超高压设备（P≥100 M Pa）按任务作用可分为：流体输送设备加热设备换热设备反应设备分离设备储运设备6.反应器有哪些类型？各有何特点？管式反应器长度>>管径。
内部一般是空的，不设置任何构件。
釜式反应器反应器高度与直径相当或稍高. 釜内设有搅拌装置和挡板。
常带夹套或釜内放置蛇管，传热以维持釜内所需温度。
塔式反应器反应器高度为直径的数倍至十几倍。
内部常设置能增加两相接触的构件，如填料，筛板等。
石油的化学组成
7
（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 组成的非烃化合物数量不少，尤其在重质馏分中含量更
高，可达30%。它们对石油的质量鉴定和炼制加工有着
8
（二）化合物组成
（1
含硫量大于2% 属于高硫石油；低于0.5% 属于低硫 石油；介于0.5~2%之间属于含硫石油。
14
15
1
一、概念： 石油：是由各种碳氢化合物与少量杂质组成的、以 液态形式存在于地下岩石孔隙中的可燃有机矿产。
二、石油的化学组成
（一）元素组成 ：C、H 、O、N、S （二）化合物组成：烃类占97%-99%，少量非烃。 烃类组成：烷烃、环烷烃、芳香烃. 非烃组成：含S、N、O等杂原子化合物。
3
（一）元素组成
4
（二）化合物组成
1 （1）烷烃 又名脂肪族烃，通式为CnH2n+2，属饱和烃。 （二）化合物组成： 在常温常压下： 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态。 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 C
绪论 石油的化学组成_油气地球化学
thiophene (C4H4S)
￭ 第一节
石 油 的 化
Hydrogen Sulphide
原油的组成
硫化氢
学
组 成
thiophene (C4H4S) 噻吩
corrosion
￭ 第一节
原油的组成
2）含氮化合物（Nitrogen compounds） ：
石 • 含量为万分之几至千分之几，约有90％存在于渣油中 油 • 分为碱性和非碱性两种：碱性化合物有吡啶、喹啉、异喹 的 化
热成熟作用、气侵或脱沥青作用使
石油重组分减少，轻组分增加，油质变好，
密度变小。
学
组 成
氧化作用和生物降解作用使石油的
重组分即胶质、沥青质组分增加，密度增 加。
学
组 成
￭ 第一节
石 油 的 化
原油的组成
• 正烷烃同系物是 一个连续系列 • 低分子>高分子
学
组 成
（不同碳原子正烷烃相对含量的分布曲线）
￭ 第一节
石 油 的 化
原油的组成
管线中的结蜡（C33＋）
学
组 成
￭ 第一节
2）异构烷烃 ——属侧链烃
原油的组成
石 油 的 化
C10内的异构烷烃含量较高，在C5～C8范围内，最常见的构型是具有 一个叔碳原子（2-甲基或3-甲基），其次是两个叔碳原子的构型。在中 等分子量范围内最重要的异构烷烃是异戊二烯类烷烃，它们是C9～C25的 异构烷烃，每隔三个碳原子有一个甲基支链，含量常占原油的1％。 最重要：异戊二烯型烷烃（植烷，姥鲛烷）生物标志化合物 。
学
组 成
￭ 第一节
1、烷烃：
原油的组成
-C-C-C-C-
第二章石油的化学组成
26.2 24.5
25.3 30.2
27.0 20.5
21.1 27.3
37.7 45.0
32.2 9.6
江汉
科威特 阿尔及利亚
印尼
0.8440
11.9
27.2
27.6
33.0
我国原油组成特点
• 轻质馏分含量低、渣油含量高。汽油馏分 一般低于10% ， 渣油馏分大于40%以 上。
四 、石油的烃类组成
(2)微量元素 • ppm级：Ni V Fe Pb Ca Cu • PPb级：Cl Si P As
C％+H％>95％ 杂原子（硫、氮、氧+微量元素）<5％ 杂原子的存在影响？ 1.石油的加工过程 2.产品的质量
我国原油较为典型的元素组成特点
低 硫
高 氮
高 镍
低 钒
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 范围很宽，从常温一直到500 ℃以上，所以， 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 将原油“切割”成若干“馏分”例如<200 ℃ 馏分，每个馏分的沸点范围简称为馏程或沸程。 馏分常冠以汽油、煤油、柴油等石油产品的名 称，馏分并不就是石油产品，石油产品要满足 油品规格的要求，还需将馏分进行进一步加工 才能成为石油产品。各种石油产品往往在馏分 范围之间有一定的重叠。
• 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 某中“平均分子”组成，这一“平均分 子”则是由某些结构单元组成。馏分结 构族组成，用“平均分子”上结构单元 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 是由烷基、环烷基和芳香基这三种结构 单元所组成。
石油化学复习总结讲解
一、石油的化学组成1.石油馏分按馏程分类初馏点～200℃或～180 ℃汽油馏分200～350 ℃煤、柴油馏分350～500℃(560℃)减压瓦斯油（润滑油馏分、催化裂化原料）> 500 ℃(560℃) 减压渣油> 350 ℃常压渣油(初馏点：加热时馏出的第一滴液体时的温度.)2.原油分类：原油按化学组成分为哪三类，与化学组成关系⑴美国矿务局原油分类法分为石蜡基（大庆），中间基，环烷基⑵特性因数K值分类法：K值大小顺序为：烷烃＞环烷烃＞芳香烃。
根据K值可以对原油进行分类：K值＞12.1 为石蜡基K值＝11.5～12.1 为中间基K值＝10.5～11.5 为环烷基K值越大，烷烃含量越大，芳烃含量越少。
3.我国原油特点（1）偏重常规油（2）H/C偏低（3）低硫高氮（4）Ni多V少（5）轻馏分少，重馏分多。
4.石油化学组成表示方法：.石油馏分的化学组成:（元素，单体烃，族组成，结构族组成）目前研究石油化学组成的物理和化学的分析方法主要有：GC，LC，MS，NMR。
（1）元素组成①单体化合物组成②族组成族是指化学结构相似的一类化合物。
直馏汽油馏分的族组成：以烷烃、环烷烃、芳香烃含量来表示。
裂化汽油的族组成：用烷烃、环烷烃、芳香烃、的含量来表示。
煤柴油馏分和减压馏分的族组成液相色谱法：饱和烃（烷烃＋环烷烃）、轻芳烃、中芳烃、重芳烃、非烃组分。
质谱法：正构烷烃、异构烷烃、不同环数的环烷烃、不同环数的芳烃、非烃化合物。
常压渣油与减压渣油的族组成：四组分组成：用溶剂处理和液相色谱法相结合，分成饱和分、芳香分、胶质、沥青质。
六组分组成：将胶质可以进一步分为轻、中、重胶质。
八组分组成：可以将芳香分进一步分成轻、中、重芳烃。
③结构族组成：测单元结构的组成。
任何烃类化合物，不论其结构如何复杂，都可以看成是由烷基、环烷基和芳香基三种结构单元所构成的。
结构族组成只表示在分子中这三种结构单元的含量，而不涉及它们在分子中的结合方式。
石油主要由碳(C)
oil、natural gas oil field water Reviewing and thinking一、Knowledge accumulated1、石油主要由碳（C）、氢（H）、硫（S）、氮（N）、氧（O）等元素组成。
其中主要是碳（C）、和氢（H）,其元素组成一般为:碳含量介于80-88%之间，氢含量占10-14%。
2、原油中的硫主要来自有机物的蛋白质和围岩的含硫酸盐矿物如石膏等，故产于海相环境的石油较形成于陆相环境的石油含硫量高。
3、在石油微量元素中，以钒、镍两种元素含量高、分布普遍，且鉴于`其与石油成因有关联，最为石油地质学家所重视。
V/Ni比值可做为区分是来自海相环境还是陆相环境沉积物的标志之一。
一般V/Ni>1被认为是海相环境，V/Ni<1为陆相环境。
4、石油的化合物组成，归纳起来有两大类，既烃类和非烃类，其中烃类是主要的，这与元素组成以C、H占绝对优势相一致。
5、在化学上，烃类可以分为两大类：饱和烃或烷烃或石蜡烃（链烷烃及环烷烃）和不饱和烃--烯烃、芳香烃和环烷-芳香烃。
6、在石油中饱和烃在数量上占大多数，一般占石油所有组分的50-60%。
可细分为正构烷烃、异构烷烃和环烷烃。
7、尽管正构烷烃的分布曲线形态各异，但均呈一条连续的曲线，且奇碳数与偶碳数烃的含量总数近于相等。
根据主峰碳数的位置和形态，可将正烷烃分布曲线分为三种基本类型：①主峰碳小于C15，且主峰区较窄；②主峰碳大于C25，主峰区较宽；③主峰区在C15-C25之间，主峰区宽。
8、石油中的不饱和烃主要是芳香烃和环烷-芳香烃，平均占原油重量的20-45%。
此外原油中偶可见有直链烯烃。
烯烃及不饱和环烃，因其极不稳定，故很少见。
9、石油中已鉴定出的芳香烃，根据其结构不同可以分为单环、多环和稠环三类，而每个类型的主要分子常常不是母体，而是烷基衍生物。
单环芳烃包括苯、甲苯、二甲苯等。
多环芳烃有联苯、三苯甲烷等。
稠环芳烃包括萘（二环稠合），蒽和菲（三环稠合）以及苯并蒽和屈（四环稠合）。
2石油的化学组成
§2-2石油中的非烃类化合物
石油中的元素组成：C、H、O、N、S。 O、N、S元素在石油中(1~4%)是以非烃类化 合物的形式存在的。 石油中的非烃类化合物主要包括含硫、含氧、 含氮化合物及胶状、沥青状物质。 非烃类化合物对石油加工、油品储存和使用 性能有较大影响。
一、含硫化合物 不同产地的石油，其含硫量差别很大；而且， 不同类型的油品中含硫量也不同。
几种烷烃的性质比较表
名称
分 子 式
分 子 量
2 0 ℃ 密度
熔点， ℃
沸点， ℃
丁烷
异丁烷 戊烷 2—甲基丁 烷
C4H10
C4H10 C5H12 C5H12
58.124
58.124 72.151 72.151
0.5788
0.5572 0.6262 0.6197
-138.35
-159.60 -129.73 -159.91
-0.50
-11.27 36.06 27.84
2.烷烃的特性
⑴状态看： 在 常 温 常 压 下 ， C1~C4 的 烷 烃 为 气 体 ； C5~C16的正构烷烃为液体，是液体燃料的主 要组分；C17 以上的正构烷烃为呈蜡状固态 (是石蜡的主要成分），大都存在于柴油和润 滑油馏分中。 ⑵气味看： 甲烷和乙烷无色无味，其它易挥发的低分子 烷烃具有汽油味，碳原子多的高分子烷烃无 气味，不易挥发。
三、含氮化合物
碱性氮化物：吡啶、喹啉等及其同系物，约 占石油中总含氮化合物地20～40%，它们能与 有机酸作用生成盐类。
N 吡啶
N 喹啉
非碱性氮化物：吡咯、吲哚、 咔唑等及其同 系物，显弱酸性，能与碱、金属等作用生成盐 类。 通常采用酸洗涤、催化加氢精制等不同方法除 去油品中的氮化合物。
第二章 石油的化学组成
石油中的非烃化合物主要指： 含硫、 石油中的非烃化合物主要指 ： 含硫 、 含氮和含氧化合物 以及胶状沥青状物质。 以及胶状沥青状物质。 馏分组成： 原油加工时通常是按照沸点高低首先将其切 馏分组成 ： 割成几个馏分，即汽油馏分、 中间馏分） 割成几个馏分，即汽油馏分、煤柴油馏分 （中间馏分） 、 减压馏分和减压渣油。 减压馏分和减压渣油。 我国原油的特点： 从元素组成上看， 含硫低、 我国原油的特点 ： 从元素组成上看 ， 含硫低 、 含氮高是 我国原油的特点之一。 汽油馏分含量低、 我国原油的特点之一 。 汽油馏分含量低 、 渣油含量高是 我国原油馏分组成的一个特点。 我国原油馏分组成的一个特点。
第二节 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， 含有碳和氢两种元素的化合物称为碳氢化合物，简 称为烃(Hydrocarbon) 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、 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， 原油中一般不含烯烃，炔烃更少
1．石油中的烷烃 ． 石油中带有直链或支链， 石油中带有直链或支链 ， 而无任何环结构的饱和烃称为 烷烃或链烃 化学性质不活泼， 常温常压下为气态， 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 液态， 石油中的正构烷烃一般比异构烷烃含量高 石油中的正构烷烃一般比异构烷烃含量高 正构烷烃一般比异构烷烃 随沸点的增高，石油中的正构烷烃和异构烷烃的含量逐 随沸点的增高，石油中的正构烷烃和异构烷烃的含量逐 正构烷烃和异构烷烃 渐降低
第二章 石油的化学组成
第一节 石油的一般性状、 石油的一般性状、 元素组成、 元素组成、馏分组成
一：石油的一般性状
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。
石油概述知识详解
石油概述1．石油的组成与性质石油又称原油，是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体。
石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成的混合物，与煤一样属于化石燃料。
石油的性质因产地而异，密度为0.8 ~ 1.0 克/厘米3，粘度范围很宽，凝固点差别很大（30 ~ -60C），沸点范围为常温到500C以上，可容于多种有机溶剂，不溶于水，但可与水形成乳状液。
组成石油的化学元素主要是碳（83% ~ 87%）、氢（11% ~ 14%），其余为硫（0.06% ~ 0.8%）、氮（0.02% ~ 1.7%）、氧（0.08% ~ 1.82%）及微量金属元素（镍、钒、铁等）。
由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分，约占95% ~ 99%，含硫、氧、氮的化合物对石油产品有害，在石油加工中应尽量除去。
不同产地的石油中，各种烃类的结构和所占比例相差很大，但主要属于烷烃、环烷烃、芳香烃三类。
通常以烷烃为主的石油称为石蜡基石油；以环烷烃、芳香烃为主的称环烃基石油；介于二者之间的称中间基石油。
我国主要原油的特点是含蜡较多，凝固点高，硫含量低，镍、氮含量中等，钒含量极少。
除个别油田外，原油中汽油馏分较少，渣油占1/3。
组成不同类的石油，加工方法有差别，产品的性能也不同，应当物尽其用。
大庆原油的主要特点是含蜡量高，凝点高，硫含量低，属低硫石蜡基原油。
2．油炼制工业的进展石油的发觉、开采和直接利用由来已久，加工利用并渐渐形成石油炼制（简称炼制）工业始于19世纪30年月，到20世纪40 ~ 50 年月形成的现代炼油工业，是最大的加工工业之一。
19世纪30年月起，间续建立了石油蒸馏工厂，产品主要是灯用煤油，汽油没有用途当废料抛弃。
19世纪70年月建筑了润滑油厂，并开头把蒸馏得到的高沸点油做锅炉燃料。
19世纪末内燃机的问世使汽油和柴油的需求猛增，仅靠原油的蒸馏（即原油的一次加工）不能满意需求，于是诞生了以增产汽、柴油为目的，综合利用原由各种成分的原油二次加工工艺。
石油的化学组成
（二）化合物组成
1 （1）烷烃
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态。 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
加热蒸馏得到馏分。利用组成石油的化合物具有不 同沸点的特性，加热蒸馏，则可以将石油切割成不同沸 点范围的若干部分，每一部分即为一个馏分。
馏分
轻馏分
中馏分
重馏分
石油气 汽油 煤油 柴油 重瓦斯油 润滑油 渣油
温度℃ <35 35-190 190-260 260-320 320-360 360-530 >530
组成的非烃化合物数量不少，尤其在重质馏分中含量更 高，可达30%。它们对石油的质量鉴定和炼制加工有着
（二）化合物组成
（1 含硫量大于2% 属于高硫石油；低于0.5% 属于低硫
石油；介于0.5~2%之间属于含硫石油。 一般含硫量较高的石油多产自碳酸盐岩系和膏盐岩
系含油层，而产自砂岩的石油则含硫较少。 海相石油一般含硫量较高，陆相石油一般含硫量较
（一）元素组成
石油的主要元素由C、H 、O、N、S构成
石油的灰分：微量元素，V、Ni等几十种微量元素，构 成了石油的灰分。其含量从十万分之几到万分之几。但其意 义却很明显。
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
趋势：含硫化合物在石油馏分中的分布一般是随着 石油馏分沸程的升高而增加, 其种类和复杂性也随着 馏分沸程升高而增加。汽油馏分的硫含量最低，减 压渣油中的硫含量最高，我国大多数原油中约有 70%的硫集中在减压渣油中。 硫醇：主要存在于汽油馏分中，有时在煤油馏分中 也能发现，在350℃以上的高沸点馏分中含量极少。 硫醇有极难闻的特殊臭味，硫醇对热不稳定； 硫醚：是石油中含量较高的硫化物，轻馏分和中间 馏分中含量较高。二硫化物：在石油馏分中含量很 少，一般不超过该馏分硫含量的10%（质），而 且较多集中于低沸点馏分中 。
烷烃的几种表示法
立体型
分子式写法
C4 H10 CH3 CH2 CH2 CH3 CH3 CH3 CHCH3
正丁烷的球棒模型C5 源自12正丁烷异丁烷 略氢写法
正戊烷
异戊烷
新戊烷 碳链写法
正十五烷
例： 依次写出C7H14的所有构造异构，总共九个。
CH3
1.CH 3CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3 2.CH 3CHCH 2CH 2CH 2CH 3 6.CH 3
石油生成
研究表明，石油的生成至少需要200万年的时间，在 现今已发现的油藏中，时间最老的可达到5亿年之久。 在地球不断演化的漫长历史过程中，有一些“特殊” 时期，如古生代和中生代，大量的植物和动物死亡后， 构成其身体的有机物质不断分解，与泥沙或碳酸质沉 淀物等物质混合组成沉积层。由于沉积物不断地堆积 加厚，导致温度和压力上升，随着这种过程的不断进 行，沉积层变为沉积岩，进而形成沉积盆地，这就为 石油的生成提供了基本的地质环境。
②中性含氧化合物：醇，酮，醛，酯，醚
– 中性含氧化合物含量较少。
3、分布 原油中的氧含量随馏分沸点升高而增加，主要集中 在高沸点馏分中，大部分富集在胶状沥青状物质中。 胶状沥青状物质中的氧含量约占原油总含氧量的 90%~95%。
油气地球化学第六章 石油的化学组成
生物降解作用和水洗作用：生物降解作用的结果是使造成原油中正构烷 烃、少量支链烷烃、低环环烷烃及芳香烃部分或全部消失，向重质油方 向变化，根据生物标志物的分布特征，可以对生物降解级别进行分类， 不同的降解级别对应不同的原油性质。
氧化作用：结果是使原油中胶质、沥青质组分增多，石油质量变差。
中性含氧化合物有醛、酮等，一般认为地层水和原油中的酸性含氧化合
物对储集层次生孔隙的形成有重要意义
胶质和沥青质：是原油中结构最复杂、分子量最大的一部分物质，主要 集中分布在渣油中；在轻质油中含量一般小于5%，重质油中可达20%～ 30%，最高可达50%以上，它是由脂肪族链和杂原子组成的多芳香核的 高分子量化合物
原油是由分子量不同的烃类和非烃类组成的复杂混合物，其沸点范围宽， 从常温～500℃，因此在对原油进行研究和加工时，常采用蒸馏方法对原 油按沸点的高低切割成若干部分，每个部分称为馏分，而每个馏分的沸 点范围称为馏程或沸程
石油的馏分组成分类
℃
n石油的化学组成
由于组成石油的化合物十分复杂，目前尚有一些化合物还不能鉴别，但按 化学结构可分为：烃类（烷烃、环烷烃、芳香烃）、非烃（含氧化合物、 含硫化合物、含氮化合物）、胶质和沥青质
n石油的地球化学类型
原油的地球化学分类（据Tissot和Welte，1984）
n影响原油化学组成的主要因素
包括三方面的因素：有机质的类型和性质；有机质的热演化程度；石 油生成所经历的次生变化
有机质类型：腐泥型有机质中由细菌改造的高等植物及藻类生成的石 油多为石蜡型；由海相浮游生物来源的有机质生成的石油多为芳香— 中间型；饱和烃30%～70%，芳香烃25%～ 26%。以高等植物来源为主 有机质生成的石油多为高蜡原油，也可形成石蜡—环烷型石油，饱和 烃60%～90%，芳香烃10%～ 30%，含硫量较海相源岩生成的石油低
石油的化学式
石油的化学式
石油是一种有用的化学物质，它含有多种元素，是由大量有机物组成的复杂混合物。
它的组成和性质取决于油藏中的岩石和碳氢化合物的组合。
石油的化学式可以更好地了解石油的构成和性质。
石油的化学式通常由两大部分组成：第一部分是烃烃部分，也称为碳氢部分，它是石油的主要构成部分，由一系列碳氢化合物组成，包括烷烃、烯烃、芳香烃和芳烃等几种碳氢化合物；第二部分是非烃部分，也称为污染物部分，它是石油的辅助构成部分，主要是一些重金属、氧化物和硫化物等有害物质。
烃部分是石油的主要构成部分，由烷烃、烯烃、芳香烃和芳烃等几种碳氢化合物构成。
烷烃是石油中最主要的碳氢化合物，它由一系列烷基、烯基和芳烃串联构成，以烷烃的结构式来表示它的化学式，如果加上烯烃的化学式，可以表述为CnH2n+2，n表示碳链的长度。
芳烃是石油中所含有碳氢化合物的一类，由一系列芳香环构成，以芳烃的结构式来表述它的化学式，例如苯的化学式是C6H6。
非烃部分也是石油的辅助构成部分，它主要由一些有害物质构成，包括含氧金属、氧化物、硫化物和水溶性离子等。
其中，含氧金属主要是Cr、Ni、V、Co等元素；氧化物包括二氧化硫、含氧硫酸盐和氧化铝等离子；硫化物主要是硫酸盐和硫化氢；而水溶性离子则是一些重金属离子，如铜根离子、铁离子和氯根等。
石油是一种复杂的物质，它的组成复杂，性质也各不相同。
它的化学式可以更好地反映出石油的构成和性质，充分了解石油的化学式
可以帮助我们更好地利用石油并加以利用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
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
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
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
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
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
12.3
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
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
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
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
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
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
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。
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。
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
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。
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
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