第一章石油的化学组成PPT课件
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石油的化学组成
吡咯类和吲哚类氮化物都不稳定，易于氧 化和聚合生成胶状物质，因此石油产品中 如果含有较多的吡咯类含氮化合物，其颜 色很容易变深和产生沉淀。
3、卟啉络合物 在石油中还发现了一类由四个吡咯环所组成 具有卟吩结构的卟啉类化合物，这是一类重 要的生物标志物，在研究石油的成因中具有
第一节 原油的一般性质、元素 组成、馏分组成与分类
一、原油的一般性质
石油（Petroleum）或称原油（Crude Oil） 是一种从地下深处开采出来的黄色、褐色 乃至黑色的可燃性粘稠液体，它常与天然
气并存，有“黑色金子”之称。
主要是由远古海洋或湖泊中的生物在低层
中经过漫长的地球化学演化而形成的烃类
和非烃类的复杂混合物。
常规原油的相对密度在0.80~0.95之间。
而我国原油的相对密度大多在0.85~0.95
之间，属偏重的常规原油。
重质原油的相对密度均在0.93以上，有
的还大于1.0。
二、原油的元素组成
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。
这些元素的含量大致范围为： C H 83.0～87.0m% 10.0～14.0m%
甲基环戊烷的异构体，在环己烷系中主要
是环己烷和甲基环己烷。
芳香烃以甲苯和二甲苯尤其是间-二甲
苯的含量较高，苯、对-二甲苯及邻-二
甲苯的含量显著较少。
汽油馏分中的单体烃组成与其使用和加工
性能都有直接的关系，因而它是重要的基
础数据。
3、原油中正构烷烃的含量及分布 在原油中正构烷烃的含量一般都比较高，尤 其是石蜡基的原油（如大庆和中原原油）其 含量就更高了。
主要特点之一 。
第二节 石油的烃类组成
一、石油的化学组成表示法
3、卟啉络合物 在石油中还发现了一类由四个吡咯环所组成 具有卟吩结构的卟啉类化合物，这是一类重 要的生物标志物，在研究石油的成因中具有
第一节 原油的一般性质、元素 组成、馏分组成与分类
一、原油的一般性质
石油（Petroleum）或称原油（Crude Oil） 是一种从地下深处开采出来的黄色、褐色 乃至黑色的可燃性粘稠液体，它常与天然
气并存，有“黑色金子”之称。
主要是由远古海洋或湖泊中的生物在低层
中经过漫长的地球化学演化而形成的烃类
和非烃类的复杂混合物。
常规原油的相对密度在0.80~0.95之间。
而我国原油的相对密度大多在0.85~0.95
之间，属偏重的常规原油。
重质原油的相对密度均在0.93以上，有
的还大于1.0。
二、原油的元素组成
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。
这些元素的含量大致范围为： C H 83.0～87.0m% 10.0～14.0m%
甲基环戊烷的异构体，在环己烷系中主要
是环己烷和甲基环己烷。
芳香烃以甲苯和二甲苯尤其是间-二甲
苯的含量较高，苯、对-二甲苯及邻-二
甲苯的含量显著较少。
汽油馏分中的单体烃组成与其使用和加工
性能都有直接的关系，因而它是重要的基
础数据。
3、原油中正构烷烃的含量及分布 在原油中正构烷烃的含量一般都比较高，尤 其是石蜡基的原油（如大庆和中原原油）其 含量就更高了。
主要特点之一 。
第二节 石油的烃类组成
一、石油的化学组成表示法
油气水性质ppt课件
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37 000—1 000 000， 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。
19
生物标志化合物 (Biomarker) 生物标志化合物是指沉积物和石
油中来自生物体的原始生化组成，其 碳骨架在各种地质作用过程中被保存 下来的有机化合物。这类化合物也被 称为“分子化石”（molecular fossil）。
15
胶质组成
（1）含硫化合物（sulfur compounds） 高硫石油:>2%；含硫石油:0.5%-2%； 低硫石油:<0.5%石油
硫醇类（-SH） 硫醚类（-S-）
噻吩类
16
（2）含氮化合物（nitrogen compounds） 碱性含氮化合物：吡啶、喹啉、异喹啉等 非碱性含氮化合物：咔唑、卟啉等
石油的馏分组成（石油炼制，据潘钟祥等，1986）
馏分
轻馏分 石油气 汽油
煤油
中馏分 柴油 重瓦斯油
重馏分
润滑油
渣油
温度 （℃）
<35
35190
190-260
260320
320-360 360-530（500） >530（500）
碳数
C1-C4
C5C10
C11-C13 C14-C18
C19-C25
C26-C40
29
二、天然气（Natural gas）
1、天然气的概念 广义的天然气是指一切自然界天然生成的气体。 狭义的天然气与油田或气田有关的可燃气体，其 成分以烃类为主。
30
烃类气体
CO2等
氮气
31
2、天然气的成分
(1)烃类气体（hydrocarbons）
19
生物标志化合物 (Biomarker) 生物标志化合物是指沉积物和石
油中来自生物体的原始生化组成，其 碳骨架在各种地质作用过程中被保存 下来的有机化合物。这类化合物也被 称为“分子化石”（molecular fossil）。
15
胶质组成
（1）含硫化合物（sulfur compounds） 高硫石油:>2%；含硫石油:0.5%-2%； 低硫石油:<0.5%石油
硫醇类（-SH） 硫醚类（-S-）
噻吩类
16
（2）含氮化合物（nitrogen compounds） 碱性含氮化合物：吡啶、喹啉、异喹啉等 非碱性含氮化合物：咔唑、卟啉等
石油的馏分组成（石油炼制，据潘钟祥等，1986）
馏分
轻馏分 石油气 汽油
煤油
中馏分 柴油 重瓦斯油
重馏分
润滑油
渣油
温度 （℃）
<35
35190
190-260
260320
320-360 360-530（500） >530（500）
碳数
C1-C4
C5C10
C11-C13 C14-C18
C19-C25
C26-C40
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二、天然气（Natural gas）
1、天然气的概念 广义的天然气是指一切自然界天然生成的气体。 狭义的天然气与油田或气田有关的可燃气体，其 成分以烃类为主。
30
烃类气体
CO2等
氮气
31
2、天然气的成分
(1)烃类气体（hydrocarbons）
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-
石油炼制工程第一章
银川能源学院
Yinchuan Energy Institute
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炼油技术的发展阶段：
最早：生产家用煤油，加工手段 简单蒸馏
20世纪初：生产汽油（以重油为原料），加工手段
“灯油时代”
热裂化 20世纪30年代末、40年代：生产汽油，加工手段
催化裂化 50年代：为满足对汽油抗爆性的要求，出现了铂重整
技术，促进了催化重整、加氢技术的发展；
60年代：分子筛催化剂的出现并应用； “动力燃料时代”
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我国炼油能力增长情况：
年
炼油能力 万吨 /a
1949
17
1952
99
1965
1423
1984
10750
1994
18100
1997
20000
2002
22641
2010
3.0～3.5 亿吨
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13
绪
论
第一节 石油炼制工业概述
石油炼制工业在国民经济中的地位 石油：又称原油，是从地下深处开采出来的黄色至棕
石油黑色是的什可么燃？黏稠液体。 何谓“石油炼制”？
组成：由C、H化合物组成的复杂混合物，具有特殊气味。 起源：旧称“石脂水”、“石漆”、“石脑油”、“火油”、
第一章 石油、天然气、油田水的成分和性质
国内外某些油（气）田气的化学成分（百分含量）
硫化氢：无色有毒气体，具有强烈的臭鸡蛋气味；当空气 中的硫化氢含量达到1.54毫克／升时，人就会中毒死亡。
硫化氢经粘膜吸收快，皮肤吸收甚慢。人吸入70至150毫 克/立方米硫化氢1至2小时出现呼吸道及眼刺激症状，2至5分 钟后嗅觉疲劳闻不到臭味。吸入760毫克/立方米数秒钟后很 快出现急性中毒，呼吸加快后呼吸麻痹而死亡。
V/Ni<1---陆相； V、Ni高且V/Ni>1---海相
2.化合物组成
烃 非烃
烷烃（正构、异构） 环烷烃
芳烃＋环烷芳烃
饱和烃 不饱和烃
含N、含S、含O化合物
•正烷烃分布曲线
不同碳原子数
占原油体积%
主峰碳
2.0
的正烷烃相对含
1.5
量呈一条 连续的
1.0
曲线，称为正烷
0.5
烃分布曲线。 0
碳数
1 5 10 15 20 25 30 35
表示六种原油类型的三角图解
四、海陆相石油的基本区别
A、海相石油：
以芳香－中间型和石蜡－环烷型为主，V/Ni ＞1 。饱和烃占25－ 70%，芳烃占25－60%；高硫（＞1%）低蜡（＜5%）。
B、陆相石油：
以石蜡型为主，部分石蜡－环烷型。V/Ni＜1。饱和烃占60－90% ，芳烃10 －20%；高蜡（＞5%）、低硫（＜1%）。
苯 酚 原苏联某些凝析气田的产层和非产层水中的苯、酚含量对比
• 水型---苏林的成因分类
CaCl2型： （Cl-Na）/Mg ＞ 1 深成水、油田水
Na2SO4型： 0 ＜（Na-Cl）/SO4 ＜ 1 地表淡水
MgCl2型： ＜0 （Cl-Na）/Mg ＜ 1 海水、盐湖水
油品基础知识1PPT课件
主要用于减少机件之间的摩擦， 保护机件、节省动力。
-
19
蜡、沥青和石油焦
是生产燃料油和润滑油的副产品，产 量只占原油加工量的百分之几。
-
20
三、油品的性能指标
➢蒸发性能 ➢安全性能 ➢抗爆性能 ➢流动性能
➢蒸汽压
蒸发性能
定义：在某一温度下，液体与在它液面 上的蒸汽呈平衡状态时，由此蒸 汽所产生的压力称为饱和蒸汽压， 简称蒸汽压。
除了生产燃料产品 外，还生产化工原料 及化工产品。这种加 工方案体现了充分合 理利用石油资源的要 求，也是提高炼厂经 济效益的重要途径， 是石油加工的发展方 向。
-
4
胜利原油的燃料型加工方案
-
5
大庆原油的燃料—润滑油加工方案
-
6
燃料—石油化工型加工方案
-பைடு நூலகம்
7
2、石油产品的储运特性
容易燃烧：燃烧的难易和石油产品的闪点、燃点和自燃点有密切关系。石油
油品的蒸汽压大，蒸发性能好
一句话 油品的饱和蒸汽压和什么有关？
同一油品，温度上升，饱 和蒸汽压增大。 同一温度下，油品越轻， 饱和蒸汽压越大。
汽油蒸汽压的实用意义
汽油的轻组分越多，蒸发性越好，但蒸汽 压过高，汽油会在管路中汽化，形成气阻， 中断供油。 相反，蒸汽压过低，蒸发性能差，燃烧时 来不及汽化，燃烧不完全，还会增加汽油 的消耗量。
石油中除烃外还有非烃类化合物，即含氮、硫、 氧等元素的化合物，其元素含量在2%左右。
原油加工方案
燃料型
燃料一润滑油型
燃料一化工型
主要产品是用作燃 料的石油产品。除 了生产部分重油燃 料油外，减压馏分 油和减压渣油通过 各种轻质化过程转 化为各种轻质燃料。
《石油的化学组成》PPT课件
26
石油中的含硫化合物
（3）硫醚（RSR’） 石油中含量很大，在轻、中馏分中占含硫量的50~70 wt%，在高沸馏分 中占70 wt% 存在形态很多，R基可以是烷基、环烷基和芳香基 中性液体，对金属没有作用
（4）二硫化物（RSSR’) 含量很少，多集中于高沸点馏分中 中性液体，对金属没有作用 热安定性差，受热分解为硫醚、硫醇和硫化氢
石油中碳氢含量之和一般大于95%，单纯用碳氢含量不易进行比较，用氢碳 原子比更能反映其属性
轻质原油或石蜡基原油，如大庆原油和印尼米纳斯原油的氢碳原子比较高， 约为1.9
重质原油或环烷基原油，如欢喜岭原油的氢碳原子比较低，约1.5左右
7
2、硫、氮、氧的含量
石油中非碳氢元素也称杂原子，其含量一般不超过5wt%，大多数原油的氮含 量很低，一般为千分之几至万分之几
37
石油中的含氧化合物
各种原油的酸值从百分之几mgKOH/g到几个mgKOH/g变化，相差可达两个数 量级
一般来说环烷基原油的酸值较高，而石蜡基原油的酸值较低，我国胜利、辽 河和新疆三个油区中主要原油的酸值都比较高
与国外原油相比，我国原油的硫含量较低，大多数低于1wt% 与国外原油相比，我国原油的氮含量偏高，一般在千分之三以上，例如井楼
及高升原油的氮含量高达千分之七以上，属于较少见的高氮原油
8
原油中的杂原子含量虽少，但以碳氢化合物的衍生物形式存在，比例较大， 对油品性质和加工过程影响很大
9
硫、氮的含量
16
烷烃 是石油的主要组分之一，包括正构烷烃和异构烷烃 由于分子大小及异构化程度不同，存在的形态也不同
17
一、石油烃类组成表示方法
1、单体烃组成 2、族组成 3、结构族组成
石油中的含硫化合物
（3）硫醚（RSR’） 石油中含量很大，在轻、中馏分中占含硫量的50~70 wt%，在高沸馏分 中占70 wt% 存在形态很多，R基可以是烷基、环烷基和芳香基 中性液体，对金属没有作用
（4）二硫化物（RSSR’) 含量很少，多集中于高沸点馏分中 中性液体，对金属没有作用 热安定性差，受热分解为硫醚、硫醇和硫化氢
石油中碳氢含量之和一般大于95%，单纯用碳氢含量不易进行比较，用氢碳 原子比更能反映其属性
轻质原油或石蜡基原油，如大庆原油和印尼米纳斯原油的氢碳原子比较高， 约为1.9
重质原油或环烷基原油，如欢喜岭原油的氢碳原子比较低，约1.5左右
7
2、硫、氮、氧的含量
石油中非碳氢元素也称杂原子，其含量一般不超过5wt%，大多数原油的氮含 量很低，一般为千分之几至万分之几
37
石油中的含氧化合物
各种原油的酸值从百分之几mgKOH/g到几个mgKOH/g变化，相差可达两个数 量级
一般来说环烷基原油的酸值较高，而石蜡基原油的酸值较低，我国胜利、辽 河和新疆三个油区中主要原油的酸值都比较高
与国外原油相比，我国原油的硫含量较低，大多数低于1wt% 与国外原油相比，我国原油的氮含量偏高，一般在千分之三以上，例如井楼
及高升原油的氮含量高达千分之七以上，属于较少见的高氮原油
8
原油中的杂原子含量虽少，但以碳氢化合物的衍生物形式存在，比例较大， 对油品性质和加工过程影响很大
9
硫、氮的含量
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烷烃 是石油的主要组分之一，包括正构烷烃和异构烷烃 由于分子大小及异构化程度不同，存在的形态也不同
17
一、石油烃类组成表示方法
1、单体烃组成 2、族组成 3、结构族组成
石油的化学组成
钒(V)和镍(Ni)：其中，最重要的是钒(V)和镍(Ni) 两 种微量元素，它们含量高，且分布普遍，并具成因意义。石 油灰分中的钒、镍含量及其比值(V/Ni)同原始生油物质及石 油的运移等因素有关，因此不同地区的石油其含量相差悬殊， 已被用来确定生油岩有机相、进行油源对比、油气运移等研 究。
（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。
（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。
石油的化学组成(全套课件370P)
石油中各族烃类的分布规律
精品课件
17
烃类
汽油馏分 ＜180℃ BP
煤油–柴油馏分 180~350℃
润滑油馏分 350~500℃
BP
烷 烃
正构烷烃
C5~C10
C10~C20
油含量少，但储量及产量均较少
精品课件
➢石油的元素组成
化学组成的含义 元素组成 化合物组成
为什么要研究化学组成？ 石油化学组成的特殊性
组成石油的主要元素
五种：C、H、O、N、S C、H含量
C含量83%~87% H含量11%~14% 合计一般为95%~99%
3 精品课件
4
S、N、O的含量 合计含量大多占1%~4% S含量：0.02%~5.5%。我国原油一般为0.12%~2.0% N含量：0.02%~0.77%。我国原油一般偏高，＞0.3% O含量：0.2%~1.7%甚至2%~3% （差额 ，误差大） 以化合物的量计，所占的比例相当可观
IBP~200℃ 11.5 7.6 6.1 9.4 6.1 19.4 15.4 19.6 2.4 1.2 23.3 20.7 31.5 29.0 11.9
11
馏分组成（），%
200~350 ℃ 350~500 ℃
19.7
26.0
17.5
27.5
14.9
27.2
＞500 ℃ 42.8 47.4 51.8
轻柴油 (＞170)~350℃ (C11~C20) 重柴油 300~350℃ (C18~C36)
精品课件
10
馏分组成 馏分组成 一系列馏分在原油或油品中的百分含量，称 为该原油或油品的馏分组成
精品课件
原油名称
大庆 胜利 孤岛 辽河 华北 中原 新疆 新疆库尔勒 新疆九区 单家寺 沙特（轻质） 沙特（混合） 也门（麦瑞波） 英国（北海） 印尼（米纳斯）
精品课件
17
烃类
汽油馏分 ＜180℃ BP
煤油–柴油馏分 180~350℃
润滑油馏分 350~500℃
BP
烷 烃
正构烷烃
C5~C10
C10~C20
油含量少，但储量及产量均较少
精品课件
➢石油的元素组成
化学组成的含义 元素组成 化合物组成
为什么要研究化学组成？ 石油化学组成的特殊性
组成石油的主要元素
五种：C、H、O、N、S C、H含量
C含量83%~87% H含量11%~14% 合计一般为95%~99%
3 精品课件
4
S、N、O的含量 合计含量大多占1%~4% S含量：0.02%~5.5%。我国原油一般为0.12%~2.0% N含量：0.02%~0.77%。我国原油一般偏高，＞0.3% O含量：0.2%~1.7%甚至2%~3% （差额 ，误差大） 以化合物的量计，所占的比例相当可观
IBP~200℃ 11.5 7.6 6.1 9.4 6.1 19.4 15.4 19.6 2.4 1.2 23.3 20.7 31.5 29.0 11.9
11
馏分组成（），%
200~350 ℃ 350~500 ℃
19.7
26.0
17.5
27.5
14.9
27.2
＞500 ℃ 42.8 47.4 51.8
轻柴油 (＞170)~350℃ (C11~C20) 重柴油 300~350℃ (C18~C36)
精品课件
10
馏分组成 馏分组成 一系列馏分在原油或油品中的百分含量，称 为该原油或油品的馏分组成
精品课件
原油名称
大庆 胜利 孤岛 辽河 华北 中原 新疆 新疆库尔勒 新疆九区 单家寺 沙特（轻质） 沙特（混合） 也门（麦瑞波） 英国（北海） 印尼（米纳斯）
石油及其产品的组成和性质概述
三、石油的烃类组成
（一）烷烃 烷烃的化学性质：一般条件下不活泼，特殊条件下， 发生氧化、卤化、 硝化及热分解反应
三、石油的烃类组成
（二）环烷烃 环状饱和烃，主要成分 存在形式：五员环的环戊烷系、六员环的环己烷系 且国内：环己烷系＞环戊烷系， 国外：环戊烷系＞环己烷系
三、石油的烃类组成
（二）环烷烃 分布： 馏分沸点升高，相对含量增加； 高沸点馏分中含有双环、多环环烷烃、环烷
三、石油的烃类组成
（四）烯烃 化学性质：很活泼，发生加成、氧化和聚合等各种反
应，在空气中易氧化生成酸性物质和胶质，影响安定性。
四、石油的馏分组成
什么是蒸馏（或分馏）？ 蒸馏（或分馏）是利用液体混合物中各组分的沸点 的差异使它们得到 分离一种方法。
四、石油的馏分组成
什么是馏分？ 利用蒸馏（或分馏）的方法，将石油分割成几个部分， 每一部分称为馏分。 注意：馏分仍然是混合物，但沸点范围小（窄）了。
石油及其产品的组成和性质
n什么是石油？ 石油是碳氢化合物组成的复杂混合物。
n 什么是原油？ 从地下开采出来的、未经加工的石油称为原油。
n 什么是石油产品？ 原油经炼制加工得到的各种燃料油、润滑油、蜡、
沥青、石油焦等产品称为石油产品。
n 为什么要了解石油及产品的化学组成和物理性质？ 1、原油加工；2、产品应用；3、石油综合利用
胶质沥青质的用途： 含大量胶质沥青质的渣油可生产沥青。
五、石油中的非烃组成
归纳总结出石油的准确定义： 石油是以烃类有机物为主，还包括一定非烃类有机 物的复杂混合物。
第一节小结 一、外观性质； 二、元素组成； 三、烃类组成； 四、非烃类组成； 五、胶状沥青状物质。
第二节、石油及其产品的物理性质
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%。
石油及油品基础知识ppt课件
对于石油馏分这类组成复杂的混合物，一般常用沸点范 围来表征其蒸发及气化性能。沸点范围又称沸程。
石油馏分沸程的数值，会因所用的蒸馏设备不同而不同。 馏程测定是一种在标准设备中，按照GB6536 —86规定的方法进行的简单蒸馏，称为恩氏蒸馏。
.
26
将l00mL(20℃下)油品放入标准的蒸馏瓶中按规 定的速度进行加热，其馏出第一滴冷凝液时的气相温度 称为初馏点。随后，其温度逐渐升高而不断地馏出，依 次记下馏出液达l0mL 、20mL 直至90mL 时的气相 温度， 称为10% ，20%，…，90%馏出温度。当 气相温度升高到一定数值后，它就不再上升反而回落， 这个最高的气相温度称为干点(或终馏点)。
.
8
（2）常规评价;
除原油的一般性质外，还包括原油实沸点蒸馏数据 及窄馏分性质（密度、粘度、凝点、苯胺点、酸度 (值)、折射率和硫含量等，计算特性因数、粘重常 数等）。
（3）综合评价：
除原油的一般性质和常规评价外，还包括直馏产 品的性质及产率。把原油切割成汽、煤、柴油、重 整原料、裂解原料及润滑油馏分等。
dT
RT2
Hv ：摩尔蒸发热，J/mol ； P ：化合物在T 时的蒸汽压，
Pa R ：摩尔气体常数， 8.314J/(mol K); T: 温度， K
.
23
实际应用中，用经验方法程来计算纯 烃的蒸汽压（如Antoine方程：）
lnP A B T C
式中 A、B、C是与烃类有关的常数，可 从有关数据手册查得，此式的使用范围在 1.3～200kPa。
(3)原料的渣油可适合生产沥青。
.
20
3. 孤岛原油 含硫环烷-中间基原油
加工过程的特点： （1）大多含直馏汽油馏分少，酸值高 （2) 喷气燃料的馏分的密度大，冰点低，但安定性
石油馏分沸程的数值，会因所用的蒸馏设备不同而不同。 馏程测定是一种在标准设备中，按照GB6536 —86规定的方法进行的简单蒸馏，称为恩氏蒸馏。
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将l00mL(20℃下)油品放入标准的蒸馏瓶中按规 定的速度进行加热，其馏出第一滴冷凝液时的气相温度 称为初馏点。随后，其温度逐渐升高而不断地馏出，依 次记下馏出液达l0mL 、20mL 直至90mL 时的气相 温度， 称为10% ，20%，…，90%馏出温度。当 气相温度升高到一定数值后，它就不再上升反而回落， 这个最高的气相温度称为干点(或终馏点)。
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8
（2）常规评价;
除原油的一般性质外，还包括原油实沸点蒸馏数据 及窄馏分性质（密度、粘度、凝点、苯胺点、酸度 (值)、折射率和硫含量等，计算特性因数、粘重常 数等）。
（3）综合评价：
除原油的一般性质和常规评价外，还包括直馏产 品的性质及产率。把原油切割成汽、煤、柴油、重 整原料、裂解原料及润滑油馏分等。
dT
RT2
Hv ：摩尔蒸发热，J/mol ； P ：化合物在T 时的蒸汽压，
Pa R ：摩尔气体常数， 8.314J/(mol K); T: 温度， K
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实际应用中，用经验方法程来计算纯 烃的蒸汽压（如Antoine方程：）
lnP A B T C
式中 A、B、C是与烃类有关的常数，可 从有关数据手册查得，此式的使用范围在 1.3～200kPa。
(3)原料的渣油可适合生产沥青。
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3. 孤岛原油 含硫环烷-中间基原油
加工过程的特点： （1）大多含直馏汽油馏分少，酸值高 （2) 喷气燃料的馏分的密度大，冰点低，但安定性
石油的组成和性质
石油的组成和性质第一章石油的组成和性质第一节石油的化学组成一、石油的一般性质石油是从地层深处开采出来的可燃性粘稠液体矿物，常与天然气并存。
从油田开采出来的未经加工的及经过初步处理的石油统称为原油；经过炼油厂炼制后所获得的各种产品则叫石油产品。
石油是多种碳氢化合物的混合物，外观是一种流动或半流动的粘稠液体。
石油因其产地不同，性质上都有不同程度的差异。
从颜色上看，天然石油绝大多数都是黑色的，但也有暗黑、暗绿、暗褐的，而且有些石油是呈赤褐、浅黄乃至无色的。
如我国四川盆地开采出来的原油是黄绿色的，玉门原油是黑褐色的，大庆原油则是黑色的。
石油具有不同的颜色，是因为它们所含的胶质和沥青质的数量不同。
胶质和沥青质含量越多，石油颜色就越深。
绝大多数石油的相对密度介于0.8～0.98之间，但也有例外，如伊朗某石油相对密度高达1.06，美国加里福利亚州石油相对密度却低到0.707。
石油的相对密度取决于石油中含有重质馏分、胶质、沥青质的多少。
石油中重质馏分、胶质和沥青质多，则石油的相对密度就大，反之相对密度就小。
由于石油里面含有不同数量的硫化物，因此石油都有不同程度的气味。
在常温下，大多数石油是可以流动的液体，但也有的是固体或半固体。
石油的流动性主要取决于石油中含蜡量的多少。
含蜡量少的，常温下呈液体状态，能流动；含蜡量高的，常温下呈固体或半固体。
我国石油一般含蜡量比较高，有的高达30%。
二、石油的化学组成石油的化学组成十分复杂，不同产地甚至同一产地而不同油井的原油，在组成成分上也有一定差异。
1．石油的元素组成组成石油的主要元素是碳和氢，其中碳、氢两种元素占元素总量的96～99%。
此外，石油中还含硫、氮、氧等元素，在石油中的总含量一般在1～4%，但也有个别石油中含量较高。
如墨西哥石油仅硫元素含量就可高达3.5～5.3%。
大多数石油含氮量甚少，约千分之几到万分之几，但也有个别石油，如阿尔及利亚及美国加里福利亚州石油含氮量达1.4～2.2%。
《石油的化学组成》幻灯片
1.馏分 ：一定沸点范围的分馏馏出物。馏分的沸点范围简称为 馏程或沸程。
➢ 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
➢ 用分馏的方法，可以把石油馏分分成不同温度段，如 <200℃、200～350℃等，称为石油的一个馏分
➢ 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.
烷系和含六碳环的环己烷系 ➢ 我国的几种主要原油中一般环己烷系多于环戊
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.石油中的芳香烃 石油中芳烃的含量通常比烷烃和环烷烃少。 有些多环芳烃具有荧光。 芳烃在石油馏分中的含量随馏分沸点的升
高而增多。
原油
汽油 煤、柴油 减压馏分 减压渣油
纯气田气 凝烃<100g/m3为干气) 湿气(丁烷以上液态烃>100g/m3为湿气)
三、石油烃类的组成表示方法 可用气相色谱
1．单体烃组成
技术进行鉴定
单体烃组成表明了石油馏分中每一种烃(单体化合物)，目前
还仅限于阐述石油气及石油低沸点馏分的组成。
石油中单体烃的主要类型有： 天然石油中，不含有烯烃、炔烃，含有烷烃、环烷烃及芳
➢ 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%
➢ 石油中的正构烷烃一般比异构烷烃含量高 ➢ 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
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
➢ 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
➢ 用分馏的方法，可以把石油馏分分成不同温度段，如 <200℃、200～350℃等，称为石油的一个馏分
➢ 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.
烷系和含六碳环的环己烷系 ➢ 我国的几种主要原油中一般环己烷系多于环戊
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.石油中的芳香烃 石油中芳烃的含量通常比烷烃和环烷烃少。 有些多环芳烃具有荧光。 芳烃在石油馏分中的含量随馏分沸点的升
高而增多。
原油
汽油 煤、柴油 减压馏分 减压渣油
纯气田气 凝烃<100g/m3为干气) 湿气(丁烷以上液态烃>100g/m3为湿气)
三、石油烃类的组成表示方法 可用气相色谱
1．单体烃组成
技术进行鉴定
单体烃组成表明了石油馏分中每一种烃(单体化合物)，目前
还仅限于阐述石油气及石油低沸点馏分的组成。
石油中单体烃的主要类型有： 天然石油中，不含有烯烃、炔烃，含有烷烃、环烷烃及芳
➢ 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%
➢ 石油中的正构烷烃一般比异构烷烃含量高 ➢ 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
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
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2.9
6.4 6.8
3.8
2.6
-
5
常规原油的相对密度在0.80~0.95之间。 而我国原油的相对密度大多在0.85~0.95之间，
属偏重的常规原油。 重质原油相对密度在0.93以上，有的还大于1.0。
二、原油的元素组成
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。
-
6
原油名称 大庆 胜利 孤岛 辽河 新疆 大港 江汉
不同原油H/C原子比存在相当大的差别。大庆原 油H/C原子比最高，而辽河欢喜岭与加拿大阿萨巴斯 卡原油H/C原子比最低。
-
9
1、 H/C原子比
烷烃（CnH2n+2） H/C＝2.0＋2/n
六员单环环烷烃（CnH2n)） H/C＝2.0 n≥6
六员双环环烷烃（CnH2n-2） H/C＝2.0－2/n n≥10
mm2/s
伊朗 (轻质)
0.8554
伊朗 (重质)
0.8707
阿拉伯 (轻质)
0.8575
6.41
9.40
6.25
倾点,℃
-29
-15
-34
庚烷沥青质 m%
0.64
1.90
---
残炭, m%
3.5
5.3
3.6
-
阿拉伯 (重质) 0.8871
19.00
-29 --7.9
4
表1-1-3 国内外几种重质原油的一般性质
13.40
0.12
0.23
83.00
12.81
2.09
0.47
85.14
13.13
1.35
0.17
83.44
10.45
4.19
0.48
85.59
13.00
0.14
0.07
83.9
12.3
2.67
0.33
-
H/C原子比 1.90 1.68 1.62 1.75 1.84 1.86 1.84 1.84 1.49 1.81 1.75
第一章 石油的化学组成
本章的主要内容为： 原油的一般性质与分类 石油的烃类组成 石油中的含硫、含氮、含氧化合物 石油中的微量元素 石油中的胶状沥青状物质
-
1
第一节 原油的一般性质与分类
一、原油的一般性质Fra bibliotek石油是一种从地下深处开采出来的黄色、褐 色乃至黑色的可燃性粘稠液体，它常与天然气并 存，有“黑色金子”之称。
由远古海洋或湖泊中的生物在地下经过漫长的地 球化学演化而形成的烃类和非烃类的复杂混合物。
-
2
表1-1-1 我国主要原油的一般性质
原油名称
密度(20℃) g/cm3
运动粘度 (50℃) mm2/s
大庆 胜利 孤岛 辽河 中原 新疆 0.8554 0.9005 0.9495 0.9204 0.8466 0.8538
原油名称
单家寺 双喜岭 井楼
加拿大 冷湖
密度(20℃) g/cm3
运动粘度(50℃) mm2/s
0.9731 0.9434 0.9531 8108 287 1539
1.0013 670
凝点,℃
5
-20
11
15.6
阿萨 巴斯卡 1.030
---10
庚烷沥青质, m％ 1.2
0
0
15.0
16.9
残炭, m %
伊朗轻质 阿萨巴斯卡 格罗兹尼 杜依玛兹
表1-1-4 原油的元素组成
C, m％
H, m S, m% N, m%
85.87
13.73
0.10
0.16
86.26
12.20
0.80
0.44
85.12 85.86
11.61
2.09
0.43
12.65
0.18
0.31
86.13
13.30
0.05
0.13
85.67
-
11
表1-1-5 分子量不同的烷烃的H/C原子比
分子式
H/C原子比
CH4 C2H6 C3H8 C5H12 C6H14 C8H18 C12H26 C16H34 C32H66
-
4.00 3.00 2.67 2.40 2.33 2.25 2.17 2.13 2.06
12
续表1-1-5 分子结构不同的C16烃的H/C原子比
7
这些元素的含量大致范围为：
C 83.0～87.0 m%
H 10.0～14.0 m%
S
0.05～8.00 m%
N 0.02～2.00 m%
O
0.05～2.00 m%
C+H 95.0～99.0 m%
-
8
单纯用碳或氢含量来区分石油性质之间的差别 是很难的，因此用碳氢两种元素的比值来表征石油 组成性质之间的差别。氢碳比是反映原油化学组成 的一个重要参数，它与原油的结构有关。
-
15
3、微量元素的含量
原油中，除C、H、S、N、O五种元素外，还含有 微量金属与非金属元素，其含量甚微，但对于石 油加工过程的影响却相当大 。
原油中主要微量元素为Ni、V、Fe、Cu、AS。
三、原油的馏分组成
原油是由烃类和非烃类化合物所组成的复杂混
合物，其分子量从几十到几千，沸点范围也很宽，
从常温到500℃以上。
-
16
馏分：将其按沸点的高低分割成若干组分；每个馏分 的沸点范围简称为馏程或沸程 。
直馏馏分：从原油直接分馏得到的馏分，基本上保留 石油化学组成的本来面目，不含不饱和烃。
沸点范围，℃ 初馏点～200(或180)
200(或180)～350
分子式 H/C原子比 分子式 H/C原子比
2.00
1.63
1.88
1.25
1.75
-
0.88
13
同一系列的烃类，其H/C原子比随着分子量的 增加而降低；烷烃的变化幅度较小，环状烃的 随分子量的变化幅度较大。
不同结构的烃类，碳数相同时，烷烃的H/C原
子比最大，而芳烃最小。
对于环状烃而言，相同碳数时，环数增加，
六员三环环烷烃（CnH2n-4）
H/C＝2.0－4/n - n≥14
10
单环芳香烃（CnH2n-6） H/C＝2.0－6/n n≥6
双环芳香烃（CnH2n-12） H/C＝2.0－12/n n≥10
三环芳香烃（CnH2n-18） H/C＝2.0－18/n n≥14
烯烃（CnH2n） H/C＝2.0
其H/C原子比降低。
表明：H/C原子比越高，则原油中链状结构化合
物含量越高，而环状结构化合物含量越低。
-
14
2. S、N、O 含量
S、N、O为石油中的非烃组成元素，也称杂原 子，它们组成了石油中的非烃化合物。
我国主要原油硫含量与国外相比并不高，而氮 含量则相对较高，因此含硫少而含氮多是我国原油 的主要特点之一。
20.19 83.36 333.7 109.0 10.32 18.80
凝点,℃
30
28
2
17 33 12
庚烷沥青质 m%
0
<1 2.9
0
0
---
残炭, m% 2.9 6.4 7.4 6.8 3.8 2.6
-
3
表1-1-2 国外几种原油的一般性质
原油名称
密度(20℃) g/cm3
运动粘度 （37.8℃）