第二章 石油的化学组成
石油的化学组成
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
13 级化工石油炼制考试题总结
13级化工石油炼制工程考试题总结第一章绪论1、石油产品种类包括?燃料（汽油、柴油、煤油等）、润滑油（内燃机油、机械油等）、有机化工原料（热裂解、芳烃转化）、沥青（铺路、建筑、防腐）、蜡（食品、药用）、石油焦（电极用焦、冶炼用焦）。
2、我国主要原油的性质和特点？石蜡基原油中间基原油环烷基原油第二章石油的化学组成1、名词解释：石油或原油、天然气、石蜡、微晶蜡、酸度及酸含、2、分馏馏分范围（各种直馏产品的馏程范围）？3、石油烃类组成表示方法：单体烃组成、族组成和结构族组成。
4、密度法测定重油的结构族组成？5、汽油馏分的单体烃组成规律？6、石蜡化学组成：主要是正构烷烃，少量异构烷烃、环烷烃及极少量芳烃。
7、微晶蜡的化学组成：主要是带正构或异构烷基侧链的环状烃，尤其是环烷烃。
8、石油及其馏分中硫的分布：高硫、低硫、含硫。
9、石油及其馏分中硫的存在形式：10、酸性含氧化合物包括：11、石油中微量元素的含量影响最大有：12、减压渣油的四组分分析法中的四组分指：第三章1、名词解释：蒸汽、沸点、初馏点、终馏点、馏出温、相对密粘温性：粘度值随温度变化的性能。
气化热(Δh)：单位质量物质在一定温度下由液态转化为气态所吸收的热量，单位 kJ/kg。
凝点：在实验规定条件下，液面不移动的最高温度。
倾点：在实验规定条件下，能够流动的最低温度。
2、相对分子质量大的烃类的蒸汽压较小。
3、克拉修斯方程表示的纯化合物蒸汽压与温度间的关系为：4、在一定的外压下，液态纯物质的沸点为一定值。
5、为什么要测得石油馏程？6、测定馏程常见的三种标准方法包括：7、恩施蒸馏曲线斜率表达式：8、用平均沸点来表征其汽化性能。
9、请写出石油馏分的5种平均沸点的名称及表达式？10、欧美相对密度与我国相对密度之间换算表达式：11、比重指数API°的定义表达式：12、不同温度下的相对密度换算公式：13、特性因数是油品的平均沸点和相对密度的函数，具体关系表达式为：14、条件粘度的表示方法：恩氏粘度、赛氏粘度、雷氏粘度15、对于粘度水平相当的油品，粘度比υ50/υ100越小，表示该油品的粘—温性质越好。
石油的化学组成
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。
石油综述第二章石油的组成及性质
第二章油气的组成及性质第一节油气在地层中，油气则是指原油与天然气混合形成的矿藏能源。
油气的组成则是要把原油的组成与天然气的组成分开讲解。
原油即石油，也称黑色金子，是一种粘稠的、深褐色（有时有点绿色的）液体。
习惯上称直接从油井中开采出来未加工的石油为原油，它是一种由各种烃类组成的黑褐色或暗绿色黏稠液态或半固态的可燃物质。
地壳上层部分地区有石油储存。
它由不同的碳氢化合物混合组成，其主要组成成分是烷烃，此外石油中还含硫、氧、氮、磷、钒等元素。
可溶于多种有机溶剂,不溶于水,但可与水形成乳状液。
按密度范围分为轻质原油、中质原油和重质原油。
不过不同油田的石油成分和外貌可以有很大差别。
石油主要被用来作为燃油和汽油，燃料油和汽油组成世界上最重要的一次能源之一。
石油也是许多化学工业产品——如溶剂、化肥、杀虫剂和塑料等的原料。
原油是一种黑褐色的流动或半流动粘稠液，略轻于水，是一种成分十分复杂的混合物；就其化学元素而言，主要是碳元素和氢元素组成的多种碳氢化合物，统称“烃类”。
原油中碳元素占83%一87%，氢元素占11%一14%，其它部分则是硫、氮、氧及金属等杂质。
虽然原油的基本元素类似，但从地下开采的天然原油，在不同产区和不同地层，反映出的原油品种则纷繁众多，其物理性质有很大的差别。
原油的分类按组成分类：石蜡基原油、环烷基原油和中间基原油三类；按硫含量分类：超低硫原油、低硫原油、含硫原油和高硫原油四类；按比重分类：轻质原油、中质原油、重质原油以三类。
第二节原油的组成及物理化学性质原油的性质包含物理性质和化学性质两个方面。
物理性质包括颜色、密度、粘度、凝固点、溶解性、发热量、荧光性、旋光性等；化学性质包括化学组成、组分组成和杂质含量等。
密度原油相对密度一般在0.75～0.95之间，少数大于0.95或小于0.75，相对密度在0.9～1.0的称为重质原油，小于0.9的称为轻质原油。
粘度原油粘度是指原油在流动时所引起的内部摩擦阻力，原油粘度大小取决于温度、压力、溶解气量及其化学组成。
储运油料学 各章知识点总结
第一章小结1.石油的元素组成：组成石油的主要元素是碳、氢、硫、氮、氧五种元素。
2.石油的烃类组成：由碳和氢可组成炷类化合物，即烷炷、环烷炷和芳香炷，它们在原油中占绝大部分。
在原油中不含不饱和炷，但在二次加工后的石油产品中有不饱和炷（烯炷）。
3.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。
4.馏分组成：原油加工时通常是按照沸点高低首先将其切割成几个馅分，即汽油馅分、煤柴油馅分（中间馅分）、减压馅分和减压渣油。
5.我国原油的组成特点：从元素组成上看，含硫低、含氮高是我国原油的特点之一。
汽油馅分含量低、渣油含量高是我国原油馅分组成的一个特点。
6.各类化合物的分布规律：随着石油馅分沸点的升高，馅分中烷炷含量逐渐减少，芳炷含量逐渐增大，含硫化合物和胶质含量均逐渐增加。
大部分含硫、含氮、含氧化合物和胶质以及全部沥青质都集中在渣油中。
第一章思考与作业1常见的油料有哪几类？石油储运行业所说的油料是指的什么？答：a石油、原油、石油产品、植物油、动物油、合成油b原油、石油产品及成品油2石油命名、特征？答：石油：石油是从地下开采出来的油状可燃液指气态、液态和固态的炷类混合物，具有天然性状。
石油的性状：石油通常是流动或半流动状的粘稠液体。
石油的颜色：绝大多数石油是黑色的，但也有暗黑、暗绿、暗褐，甚至呈赤褐、浅黄色乃至无色。
石油（Petroleum）是一种从地下深处开采出来的呈黄色、褐色甚至黑色的可燃性粘稠液体，常与天然气共存，与煤一样属于化石燃料。
3我国原油有什么特点？我国原油的“三高"是指的什么？答：大多数原油的相对密度（d204）>0.85，属较重原油；凝点（CP）高，粘度高，含蜡量高；含硫量较低；含氮量偏高，大部分原油N>0.3%。
三高一低高凝点高粘度高含蜡硫偏低4石油的主要计量单位及换算？答：1桶=158.99升=42美加仑5石油的元素组成？主要元素的存在形式？答：石油主要由C,H,S,N,O5种元素组成。
石油炼制工程-2化学组成
§2.1
石油的元素组成和馏分组成
一、石油的一般性状
∆∆石油(或称原油)通常是黑色、褐色或黄色的流动或半 流动的粘稠液体，相对密度一般介于0.8-0.98之间。
颜色：黑色、褐色或黄色
温状态：流动或半流动的粘稠液体 相对密度：0.80～0.98
表 2-1 我国原油的一般性质
原油名称 密度，g/cm3 运动粘度，mm2/s 凝点，℃ 蜡含量，% 庚烷沥青质，% 残炭，% 灰分，% 硫含量，% 氮含量，% 大庆 0.8854 20.19 30 26.2 0 2.9 0.0027 0.10 0.16 胜利 0.9005 83.36 28 14.6 <1 6.4 0.02 0.80 0.41 孤岛 0.9495 333.7 2 4.9 2.9 7.4 0.096 2.09 0.43 辽河 0.9204 109.0 17 9.5 0 6.8 0.01 0.24 0.40 华北 0.8837 57.1 36 22.8 <0.1 6.7 0.0097 0.31 0.38 中原 0.8466 10.32 33 19.7 0 3.8 --0.52 0.17 新疆吐哈 鲁宁管输 0.8197 2.72 16.5 18.6 0 0.90 0.014 0.03 0.05 0.8937 37.8 26.0 15.3 0 5.5 --0.80 0.29
平均分子（Average Structure）
一、石油烃类组成表示方法
• 从结构族组成的观点，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 三种结构单元所组成。
C10H21
C10H21
结构参数：
芳香碳原子百分数CA％=6/20*100=30 环烷碳原子百分数CN％=4/20*100=20 烷基碳原子百分数CP％=10/20*100=50 总环数RT=2
石油炼制工艺习题集参考资料
《石油炼制工程1》综合复习资料第二章石油的化学组成一．判断对错。
1.天然石油主要是由烷烃、烯烃、环烷烃和芳香烃组成。
×2.我国石油馏分中的环烷烃几乎都是六员环。
×3.石油中的胶质能溶于正庚烷，而沥青质则不能。
√4.石油中的含硫、氮、氧化合物，对所有石油产品均有不利影响，应在加工过程中除去。
√5. 石油馏分就是石油产品。
×6．对同一种原油，随其馏分沸程升高，烃类、非烃类及微量金属的含量将逐渐升高。
×7．各种烃类碳氢原子比大小顺序是：烷烃≈环烷烃<芳香烃×8．原油中含有各种烃类化合物。
×9．从分子结构上来看，石蜡和微晶蜡没有本质区别。
×二．填空题1．石油中的元素以碳、氢元素为主。
根据沸点的差别可将原油切割成若干馏分，200～350℃馏分油称为柴油馏分(中间馏分) ，>500℃馏分油称为减压渣油。
原油的直馏馏分是指石油经过直接蒸馏得到的馏分，其中主要含有烷烃、环烷烃、芳烃烃类和含硫化合物、含氧化合物、含氮化合物非烃类，原油及其直馏馏分中一般不含有不饱和烃烃。
2．石油中的含硫化合物根据其化学活性可划分为活性硫化物和非活性硫化物。
3．常温下为固态的烃类在石油中通常处于溶解状态，随温度降低会结晶并从石油中分离出来，工业上将分离得到的固态烃称为蜡。
4．石油馏分的结构族组成概念中，三个基本的结构单元是烷基、环烷基和芳香基。
5．石油中的非烃化合物主要有含硫化合物、含氧化合物、含氮化合物和胶状沥青状物质。
6．石油中的环烷酸在 250-400 ℃馏分中的含量最高。
7．石油中的元素以碳和氢元素为主，原油以及直馏馏分油中一般不含不饱和烃。
8．原油的相对密度一般介于 0.8-0.98 g/cm3。
9．做族组成分析时，一般将渣油分成饱和分、芳香分、胶质和沥青质。
10．胶质在原油中形成真溶液，沥青质在原油中形成胶体溶液。
三．简答题1．与国外原油相比较，我国的原油有哪些主要特点？答：①相对密度（d204）>0.86，属较重原油；②凝点(CP)高，含蜡量高；③含硫量较低④含氮量偏高，大部分原油N>0.3%2．描述石油馏分烃类组成的方法有哪些？各有什么特点？描述石油烃类组成主要有三种表示方法：单体烃组成、族组成和结构族组成，这三种方法各有其适用对象和局限性。
石油炼制工程学习总结
石油炼制工程学习总结第一章绪论燃料：汽油、煤油、柴油、喷气燃料化学工业的重要原料有：三烯指乙烯、丙烯；丁二烯、三苯指苯、甲苯、二甲苯；一炔指乙炔；一萘指萘三大合成：合成纤维,合成橡胶，合成塑料第二章石油及其产品的组成和性质1、简述石油的元素组成、化学组成。
石油主要由C、H 、S 、N 、O等元素组成, 其中C占83～87％，H占11～14 ％。
石油中还含有多种微量元素，其中金属量元素有钒、镍、铁、铜、钙等，非金属元素有氯、硅、磷、砷等，石油中各种元素多以化合物的形式存在。
石油主要由烃类和非烃类组成，其中烃类有：烷烃、环烷烃、芳烃，非烃类有含硫化合物、含氧化合物、含氮化合物、胶状沥青状物质。
石油中的含硫化合物给石油加工过程和石油产品质量带来的危害有：腐蚀设备、影响产品质量、污染环境、使催化剂中毒。
2、蜡石蜡，分子量300～450，C17～C35，相对密度0.86～0.94，熔点30～70℃。
主要组成：正构烷烃为主，少量的异构烷、环烷烃，芳烃极少。
微晶蜡（地蜡）地蜡,又称天然石蜡（新疆山区，埃及、伊朗）分子量500～800， C30～C60，滴熔点70～95℃。
主要组成：带有正构或异构烷基侧链的环状烃，尤其是环烷烃；含少量正构烷烃和异构烷烃。
微晶蜡具有较好的延性、韧性和粘附性。
3、石油烃类组成表示方法单体烃组成表明石油馏分中每一种单体烃的含量数据。
族组成表明石油馏分中各族烃相对含量的组成数据。
结构族组成的表示方法把石油馏分看成是“平均分子”,芳香环、环烷环、烷基侧链等结构单元组成R A─分子中的芳香环数R N─分子中的环烷环数R T─分子中的总环数, R T=R A+R NC A％─分子中芳香环上碳原子数占总碳原子数的百分数C N％─分子中环烷环上碳原子数占总碳原子数的百分数C R％─分子中总环上碳原子数占总碳原子数的百分数, C R％=C A％+C N％C P％─分子中烷基侧链上碳原子数占总碳原子数的百分数4、胶状-沥青状物质沥青质：指不溶于低分子（ C5～C7 ）正构烷烃，但能溶于热苯的物质。
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。
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。
石油的化学组成
2.00
1.63
1.88
1.25
1.75
0.88
烷烃的H/C原子比随着分子质量的增加而 降低，但变化幅度较小。
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，环烷烃介 于二者之间。
对于环状烃而言，相同碳数时，环数增加， H/C原子比降低。而环数相同时，除了单 环环烷烃的H/C原子比为2.0外，环状烃的 烷基侧链越长，其H/C原子比越大。
mm2/s
6.41
9.40
6.25
倾点，℃
-29
-15
-34
阿拉伯 (重质) 0.8871
19.00
-29
C7沥青质,ω% 0.64
1.90
---
---
残炭,ω%
3.5
5.3
3.6
7.9
表1-1-3 国内外几种重质原油的一般性质
原油名称
单家寺 双喜岭
井楼
加拿大 加拿大 冷湖 阿萨巴斯卡
密度(20℃) g/cm3
0.9731 0.9434 0.9531 1.0013
1.030
运动粘度(50℃) mm2/s
8108
287
1539
670
----
凝点，℃
5
-20 11 15.6
10
C7沥青质,ω% 1.2
0
0 15.0
16.9
残炭,ω%
2.9 6.4 6.8 3.8
2.6
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
烯烃（CnH2n） H/C＝2.0
表1-1-5 相对分子质量不同的烷烃的H/C原子比
分子式
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
油料学知识点
油品的低温性能指标主要有哪些？各是哪种油品的性能指标
a.浊点、结晶点和冰点是表征煤油、航空汽油和喷气燃料的低温性能指标
b.凝点、倾点和冷滤点是原油、柴油、润滑油和燃料油的重要使用性能指
c.熔点是石蜡、地蜡和高熔点石油产品的一个质量指标。
d.对于润滑脂和沥青等这类软膏状或固体状物质，很难判断其物态转变的情况。因而只能用更富有条件性的滴点和软化点指标来表示。
第一章
1．石油的元素组成：组成石油的主要元素是 碳、氢、硫、氮、氧五种元素。
2．石油的烃类组成：由碳和氢可组成烃类化合物，即烷烃、环烷烃和芳香烃，它们在原油中占绝大部分。在原油中不含不饱和烃，但在二次加工后的石油产品中有不饱和烃（烯烃）。
3．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
（2）闪点测定方法有闭口杯法和开口杯法两种，都是条件性试验。通常轻质油品测其闭口杯闪点，重质油品和润滑油多测其开口杯闪点。同一油品的开口杯闪点高于闭口杯闪点，闪点愈高，二者的差值愈大。重质油中混入少量轻油时，闪点大大下降。
（3）闪点、燃点和自燃点的关系？？？
闪点是在规定条件下加热油品时，逸出的油蒸气与空气形成混合气，当与火焰接触时能发生瞬间闪火时的最低温度。
油品的燃点是在规定条件下，将油品加热到能被所接触的火焰点燃，并连续燃烧5秒钟以上的最低温度。燃点一般比开口杯闪点约高20～60℃。
自燃点，油品自行燃烧的温度，它是加热油品到油品与空气接触，因激烈氧化产生火焰而自行燃烧时的最低温度。
对于同一油品来说，自燃点最高，燃点次之，闪点最低。
对于不同油品来说，闪点愈高的，燃点愈高，自燃点愈低。含烷烃多的油品，其自燃点低，闪点高。
4.我国原油的组成特点：从元素组成上看，含硫低、含氮高是我国原油的特点之一。三高一低 高凝点 高粘度 高含蜡 硫偏低。
石油的化学组成(全套课件370P)
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）
第2章石油的化学组成
第2章⽯油的化学组成第章⽯油的化学组成2主讲教师：王刚主讲教师王刚⽯油的⼀般性质、元素组成和馏分组成第1节⽯油的般性质、元素组成和馏分组成第2节⽯油馏分的烃类组成第3节⽯油中的⾮烃化合物第4节⽯油中的微量元素第5节渣油及渣油中的胶质、沥青质渣油及渣油中的胶质沥青质⽯油的⼀般性质、元素组成和馏分组成第1节⽯油的般性质、元素组成和馏分组成第2节⽯油馏分的烃类组成第3节⽯油中的⾮烃化合物第4节⽯油中的微量元素第5节渣油及渣油中的胶质、沥青质渣油及渣油中的胶质沥青质⽯油与原油？什么是⽯油？⽯油是什么样？颜⾊：⿊⾊、褐⾊、黄⾊状态：流动、半流动、粘稠、液体状态流动半流动粘稠液体相对密度：0.80~0.98国内外典型原油的⼀般性质原油名称密度20℃g/cm3运动粘度50℃, mm2/s凝点℃蜡含量m%庚烷沥青质，m%残炭m% 08554201926229⼤庆0.855420.193026.20 2.9胜利0.900583.362814.6<1 6.40.9495333.72 4.9 2.97.4孤岛辽河0.9204109.0179.50 6.8华北0.883757.13622.8<0.1 6.7沙特(中质)0.86809.04-7 3.1 1.8 5.7伊朗(轻质)0.8531 4.91-11-0.6 4.3科威特0.86507.31-20 2.7 2.0 5.7伊拉克0.8559 6.50-15- 1.1 4.2印尼(⽶纳斯)0.845613.434-0.28 2.8我国原油的特点之⼀粘度⾼、凝点⾼、蜡含量⾼、庚烷沥青质含量低相对密度在0.850.95之间，属偏重的常规原油085~095之间属9世界上各种原油的性质虽然差别甚远，但基本上由五种元素所组成：碳、氢、硫、氮、氧碳：83.087.0m%碳830~870氢：11.0~14.0m%硫：0.05~8.0m%氮：0.022.0m%氮002~20%氧：0.05~2.0m%1、碳氢含量和氢碳⽐①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（H/C）更能反映其属性②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的氢碳原⼦⽐较⾼约为19③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左右氢碳原⼦⽐是⼀个与化学结构相关的参数①同系物中，分⼦量越⼤，H/C⽐越⼩②不同系列中，分⼦量相近，H/C⽐次序为烷烃>环烷烃>芳⾹烃链烷烃H/C环烷烃H/C芳⾹烃H/C C6H14 2.33 2.00 1.00 C10H22 2.20 1.800.80 C14H30 2.14 1.710.70 214171070⽯油加⼯过程中，馏分越重，H/C原⼦⽐越⼩⽯油馏分的H/C原⼦⽐液化⽓汽、煤油柴油燃料油沥青⽯油焦~2.8 2.1~2.4 1.9~2.1 1.4~1.7 1.0~1.60.4~0.6为什么⽯油馏分的H/C原⼦⽐随馏分变重⽽变⼩？①分⼦量变⼤②馏分中的芳⾹烃含量增⼤2、硫、氮、氧的含量①⽯油中⾮碳氢元素（杂原⼦）含量⼀般不超过5m%，⼤多数原油的氮含量很低，般为千分之⼏⾄万分之⼏多数原油的氮含量很低，⼀般为千分之⼏⾄万分之⼏②与国外原油相⽐，我国原油的硫含量较低，⼤多数低于1m%%③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国内外原油的硫氮含量国内原油国外原油原油名称S，m%N，m%原油名称S，m%N，m%⼤庆0.100.16沙特轻质 1.910.09庆轻胜利0.800.41沙特中质 2.420.12孤岛 2.090.43沙特轻重混合 2.550.09 209043255009新疆0.050.13伊朗 1.400.12 012023230014⼤港0.120.23科威特2.300.14欢喜岭0.260.41英国（北海）0.350.07⾼⾼升0.560.72前苏联（杜依玛斯） 2.670.33井楼0.320.74美国（勘萨斯） 1.900.45⼆连0.160.44江汉 2.090.47我国原油的特点之⼆低硫⾼氮与国外原油相⽐，我国原油的硫含量低、氮含量⾼与国外原油相⽐我国原油的硫含量低氮含量⾼原油中的杂原⼦含量虽少，但以碳氢化合物的衍⽣油中的杂含量少但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原油是⼀个多组分的复杂混合物，沸点范围很宽，从常温⼀直到500℃以上9⽆论是对原油进⾏研究或进⾏加⼯利⽤，都必须对⽆论是对原油进⾏研究或进⾏加⼯利⽤都必须对原油进⾏分馏9分馏－－按照组分沸点的差别将原油“切割”成若⼲馏分每个馏分的沸点范围简称为⼲馏分，每个馏分的沸点范围简称为馏程或沸程初馏点（IBP）加热时馏出第滴液体时的温9）－－加热时馏出第⼀滴液体时的温度馏程，℃馏分名称馏程IBP~180 (200)汽油馏分、⽯脑油馏分180 (200)~350煤柴油馏分、常压⽡斯油、AGO 350~500减压馏分、润滑油馏分减压馏分润滑油馏分减压⽡斯油、减压蜡油、VGO >500减压渣油、VR>350常压渣油、常压重油、AR 常压渣油实际上包含了减压馏分和减压渣油馏分组成，m%原油名称初馏点~200℃200~350℃350~500℃>500℃⼤庆11.519.726.042.8胜利7.617.527.547.4孤岛 6.114.927.251.8辽河9.421.529.239.9华北 6.119.934.939.1中原19.425.123.232.3新疆管输油15.426.029.929.7新疆库尔勒19.631.126.123.2新疆九区 2.419.329.651.1单家寺 1.212.218.368.323.326.325.125.3沙特轻质沙特混合20.724.523.231.6阿联酋，麦瑞波31.530.623.214.7英国，北海29.027.625.418.0英国北海290276254180印尼，⽶纳斯11.930.224.833.1我国原油的特点之三与国外原油相⽐，我国原油的汽油馏分含量低、减压渣油含量⾼（轻馏分少、重馏分多）9从原油直接分馏得到的馏分称为直馏馏分，它们基本上保留着⽯油原来的性质，基本上不含不饱和烃9⽯油直馏馏分经过⼆次加⼯（如延迟焦化、催化裂（如延迟焦化催化裂化等）后，所得的馏分与相应直馏馏分的化学组成不同，产物的化学组成中含有不饱和烃原油的外观特性⿊褐或黄⾊流动半流动粘稠液体1、原油的外观特性：2、原油的密度范围：800~980 kg/m 3（850~950）⿊、褐或黄⾊流动、半流动粘稠液体3、原油⼀般性质：原油的主要元素及其含量：密度、粘度、凝点、蜡含量、胶质沥青质等4、原油的主要元素及其含量：C ：83.0~87.0 m%；H ：11.0~14.0 m%5、H/C 原⼦⽐反映：加⼯难易程度、化学组成、分⼦结构等信息我国原油的特点①粘度⾼、凝点⾼、蜡含量⾼、庚烷沥青质含量低，相对密度在0.850.95之间，属偏重的常规原油0.85~0.95②与国外原油相⽐，我国原油的硫含量低、氮含量⾼（低硫⾼氮）③与国外原油相⽐，我国原油的汽油馏分含量低、减压渣油含量⾼（轻馏分少、重馏分多）。
石油的化学组成及表示方法
石油的化学组成及表示方法石油啊，那可是个超级有趣又超级重要的东西呢。
石油的化学组成可复杂啦。
它主要是由碳和氢两种元素组成的，这俩就像一对超级好的小伙伴，在石油里到处都是它们的身影。
其中碳的含量大概在83% - 87%，氢呢就在11% - 14%左右。
不过呢，石油里可不止有碳和氢这俩家伙，还有少量的硫、氮、氧这些元素。
硫就像个调皮捣蛋的小坏蛋，虽然量不多，但是它会给石油加工带来不少麻烦，比如会腐蚀设备啥的。
氮和氧呢，也各自有着自己的小脾气，影响着石油的性质。
石油里还有各种各样的化合物。
其中烃类化合物是大头。
烃类又分好多类呢。
有烷烃，这就像是一群老老实实的小团子，结构比较简单，它们在石油里可不少呢。
然后还有环烷烃，就像是一个个小圈圈组合起来的，特别可爱。
还有芳香烃，那可是自带一种特殊的“香味”（当然啦，这香味可不能随便闻，很多对身体不好呢），它们的结构比较复杂，但是也很有特色。
那石油的化学组成怎么表示呢？有一种方法是元素组成表示法。
就像我刚刚说的，把碳、氢、硫、氮、氧这些元素的含量给列出来，这样就能大概知道这个石油的基本情况啦。
还有一种是馏分组成表示法。
石油就像一个大杂烩，不同的成分沸点不一样。
我们可以根据沸点的不同把石油分成好多馏分，像汽油馏分、柴油馏分、润滑油馏分等等。
这就好比把一群小伙伴按照身高来分组一样，不同组的小伙伴有着不同的特点。
比如说汽油馏分，它的沸点比较低，是那种比较轻的成分，适合做汽车的燃料。
另外呢，石油的组成还可以用族组成表示法。
就是把石油中的化合物按照化学结构分成不同的族，像刚刚说的烷烃族、环烷烃族、芳香烃族之类的。
这样我们就能更细致地了解石油里到底都有些啥啦。
石油的化学组成和表示方法虽然有点复杂，但是了解它们就像了解一个超级神秘又超级有用的宝藏的密码一样，可有趣啦。
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? 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
油Va,cVuGuOm） residue Vacuum gas oil
? 大于500℃的馏分为减渣馏分(VR)
原油名称
＜200℃ 200～350℃ 350～500℃
大庆 胜利 孤岛 辽河 华北 中原 新疆 沙特（混合） 也门（麦瑞波） 英国（北海） 印尼（米纳斯）
11.5 7.6 6.1 9.4 6.1 19.4 15.4 20.7 31.5 29.0 11.9
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
芳香烃，环状烃几乎都是五元环和六元环。我国主要原油的 五元环少于六元环
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
2．族组成
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。
第二章 石油的化学组成
第一节 石油的一般性状、 元素组成、馏分油通常是黑色、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 ?大多数原油的相对密度（d204）>0.86，属较重原油； ?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%
?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。
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，简称为烃 (Hydrocarbon)
?各种烃类碳氢原子比大小顺序是：
烷烃<环烷烃<芳香烃
?各种油品的H/C
天然气 3.90
液化气
汽油
2.20
1.90 ～2.20
柴油
轻质油
1.60～1.80 1.80～2.0
普通原油 重质油 1.50～1.90 ～1.50
减压渣油
沥青
石油焦
1.40～1.70 1.10～1.20 0.30～0.40
特点： 我国主要油区原油的凝点及蜡含量较
naphthene paraffin
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
olefine
aromatics
1．石油中的烷烃
? 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，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
高、庚烷沥青质含量较低、相对密度大多 在0.85～0.95之间，属于较（偏）重的常 规原油。
石油在外观上之所以会有很大差 别，关键在于石油的化学组成的区 别。
三、石油的馏分组成
1.馏分 ：是指用分馏方法把原油分成的不同沸点范围的 组分
? 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
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 4.石油中含有的馏分，一般规定：
naphtha
? 小于180℃的馏分为汽At油m馏os分ph（e也ri称c为g低as沸o点i馏l 分，轻油或石
脑油馏分）
? 180～350℃的馏分为煤、柴油馏分（也称中间馏分，AGO）
? 350～500℃的馏分为减压馏分（也称高沸点馏分或润滑
二、石油的元素组成 原油中的主要元素是C、H
83～87%
11～ 14%
? 原油中除C、H外，还有S、N、O及其他微量元素(1～5%) ? 原油中的微量金属元素有V、Ni、Fe、Cu、As等 ? 石油中的非碳氢原子称为杂原子。与国外原油相比，我
国原油的含硫低、含氮量高
?碳氢比：是用来反映原油的属性的一个参数，与原油的化学结 构有关系
的连接方式以并联为主
3．石油中的芳烃
芳烃在石油中普遍存在
原油
汽油 煤、柴油 减压馏分 减压渣油
C5-C10的正构烷烃 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 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 单、双、三环以及三环以上的环烷烃
单、双、多环芳烃
? 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
3.直馏馏分：从原油直接分馏得到的馏分。它基本保留了
? 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 ? 对于汽油：烷烃（正构、异构）、环烷烃、烯烃和芳香烃 ? 对于煤、柴油：饱和烃（烷烃、环烷烃）、轻芳烃（单环）、中芳烃、
19.7 17.5 14.9 21.5 19.9 25.1 26.0 24.5 30.6 27.6 30.2
26.0 27.5 27.2 29.2 34.9 23.2 29.9 23.2 23.2 25.4 24.8
＞500℃
42.8 47.4 51.8 39.9 39.1 32.3 29.7 31.6 14.7 18.0 33.1
某石油馏分中烃类分布示意图
二、石油中的气态烃
石油气态烃
天然气 炼厂气
伴生气 非伴生气
纯气田气 凝析气田气
天然气
干气(丁烷以上液态烃<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技用术气进相行色鉴谱定
1．单体烃组成 单体烃组成表明了石油馏分中每一种烃(单体化合物)，