石油的化學(xué)組成新

石油的化學(xué)組成新第1頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月一、石油的一般性狀

1．顏色及密度石油通常是黑色、褐色或黃色的流動或半流動的粘稠液體

多數(shù)原油的密度集中在800～980kg/m3之間，但也有個別原油的相對密度在1000kg/m3以上或800kg/m3以下2．我國主要原油的特點(diǎn)

大多數(shù)原油的相對密度（d204）>0.86，屬較重原油凝點(diǎn)高，含蠟量高含硫量較低含氮量偏高，大部分原油N>0.3%第2頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月二、石油的元素組成原油中的主要元素是C、H

84～87%

11～14%

原油中除C、H外，還有S、N、O及其他微量元素(1～4%)

原油中的微量金屬元素有V、

Ni、Fe、Cu、As等石油中的非碳?xì)湓臃Q為雜原子。與國外原油相比，我國原油的含硫低、含氮量高

第3頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月第4頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月第5頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月特點(diǎn)：我國主要油區(qū)原油的凝點(diǎn)及蠟含量較高、庚烷瀝青質(zhì)含量較低、相對密度大多在0.85～0.95之間，屬于較（偏）重的常規(guī)原油。石油在外觀上之所以會有很大差別，關(guān)鍵在于石油的化學(xué)組成的區(qū)別。第6頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月三、石油的餾分組成1.餾分：是指用分餾方法把原油分成的不同沸點(diǎn)范圍的組分石油是一個多組分的復(fù)雜混合物，每個組分有其各自不同的沸點(diǎn)

用分餾的方法，可以把石油餾分分成不同溫度段，如<200℃、200～350℃等，稱為石油的一個餾分

餾分不等同于產(chǎn)品2.餾分與產(chǎn)品的區(qū)別：石油產(chǎn)品是石油的一個餾分，但餾分并不等同于產(chǎn)品。石油產(chǎn)品要滿足油品的規(guī)格要求，餾分要變成產(chǎn)品還必須對其進(jìn)一步加工

第7頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月3.直餾餾分：從原油直接分餾得到的餾分。它基本保留了石油化學(xué)組成的本來面目，如：不含不飽和烴，在化學(xué)組成中含有烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴等4.石油中含有的餾分，一般規(guī)定：

小于180℃的餾分為汽油餾分（也稱為低沸點(diǎn)餾分，輕油或石腦油餾分）180～350℃的餾分為煤、柴油餾分（也稱中間餾分，AGO）350～500℃的餾分為減壓餾分（也稱高沸點(diǎn)餾分或潤滑油,VGO）大于500℃的餾分為減渣餾分(VR)第8頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月原油名稱＜200℃200～350℃350～500℃＞500℃大慶11.519.726.042.8勝利7.617.527.547.4孤島6.114.927.251.8遼河9.421.529.239.9華北6.119.934.939.1中原19.425.123.232.3新疆15.426.029.929.7沙特（混合）20.724.523.231.6也門（麥瑞波）31.530.623.214.7英國（北海）29.027.625.418.0印尼（米納斯）11.930.224.833.1第9頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月不同原油的各餾分含量差別很大。與國外原油相比，我國主要油田原油中＞500℃的減壓渣油含量都較高，＜200℃的汽油餾分含量較少（一般低于10%）。原油中的汽油餾分含量低、渣油含量高是我國原油餾分組成的又一個特點(diǎn)。第10頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)石油餾分的烴類組成

含有碳和氫兩種元素的化合物稱為碳?xì)浠衔?，簡稱為烴。一、石油中烴類的類型及分布規(guī)律

石油中的烴類主要有烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴原油中一般不含烯烴，炔烴更少

第11頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月1．石油中的烷烴石油中帶有直鏈或支鏈，而無任何環(huán)結(jié)構(gòu)的飽和烴稱為烷烴或鏈烴

化學(xué)性質(zhì)不活潑，C1～C4常溫常壓下為氣態(tài)，C5～C15為液態(tài)，C16以上的正構(gòu)烷烴為固態(tài)

石油中的烷烴根據(jù)石油類型的不同含量可達(dá)50～70%或低到10～15%

石油中的正構(gòu)烷烴一般比異構(gòu)烷烴含量高

隨沸點(diǎn)的增高，石油中的正構(gòu)烷烴和異構(gòu)烷烴的含量逐漸降低

第12頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月2．石油中的環(huán)烷烴

環(huán)烷烴是環(huán)狀的飽和烴，其性質(zhì)較穩(wěn)定

石油中大量存在的環(huán)烷烴只有含五碳環(huán)的環(huán)戊烷系和含六碳環(huán)的環(huán)己烷系

我國的幾種主要原油中一般環(huán)己烷系多于環(huán)戊烷系石油中的環(huán)烷烴除單環(huán)外，還有雙環(huán)及多環(huán)環(huán)烷烴3．石油中的芳香烴

芳香烴在石油中普遍存在第13頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月C5-C10的正構(gòu)烷烴原油汽油煤、柴油減壓餾分單環(huán)及少量雙環(huán)環(huán)烷烴單環(huán)芳烴(苯系)C10～C20左右的正構(gòu)烷烴單環(huán)、雙環(huán)及多環(huán)環(huán)烷烴單環(huán)、雙環(huán)芳香烴C20～C36左右的正構(gòu)烷烴單、雙、三環(huán)以及三環(huán)以上的環(huán)烷烴單、雙、多環(huán)芳烴減壓渣油第14頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月某石油餾分中烴類分布示意圖第15頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月二、石油中的氣態(tài)烴石油氣態(tài)烴天然氣煉廠氣伴生氣非伴生氣純氣田氣凝析氣田氣天然氣干氣：戊烷以上液態(tài)烴＜13.5cm3/Nm3濕氣：戊烷以上液態(tài)烴＞13.5cm3/Nm3第16頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月三、石油烴類的組成表示方法1．單體烴組成單體烴組成表明了石油餾分中每一種烴(單體化合物)，目前還僅限于闡述石油氣及石油低沸點(diǎn)餾分的組成石油中單體烴的主要類型有：天然石油中，不含有烯烴、炔烴，含有烷烴、環(huán)烷烴及芳香烴，環(huán)狀烴幾乎都是五元環(huán)和六元環(huán)。我國主要原油的五元環(huán)少于六元環(huán)優(yōu)點(diǎn)：具體、直觀缺點(diǎn)：適用范圍很窄，只適用于氣體、溶劑油和汽油可用氣相色譜技術(shù)進(jìn)行鑒定第17頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月2．族組成

對于石油餾分，元素組成表示法太簡單而單體烴表示法太復(fù)雜，而且使用范圍窄。族組成介于兩者之間，簡單實用。所謂“族”就是化學(xué)結(jié)構(gòu)類似的一類化合物石油餾分分成哪些族，取決于分析方法和分析要求以及實際應(yīng)用的需要對于汽油：烷烴（正構(gòu)、異構(gòu)）、環(huán)烷烴、烯烴和芳香烴對于煤、柴油：飽和烴（烷烴、環(huán)烷烴）、輕芳烴（單環(huán)）、中芳烴、不飽和烴和非烴組分等對于減壓渣油：一般分成飽和烴、芳香烴、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)第18頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月四、石油餾分中的烴類組成1.汽油餾分的烴類組成

①直餾汽油餾分的單體烴組成組成汽油餾分的單體烴的數(shù)目相當(dāng)繁多；但大多數(shù)汽油餾分中，往往20種主要的單體烴的含量就占該直餾汽油餾分總量的一半以上

②直餾汽油餾分的族組成烷烴和環(huán)烷烴占直餾汽油餾分的大部分，芳香烴一般不超過20%(wt)。就其分布規(guī)律而言，一般隨著沸點(diǎn)的升高，芳香烴的含量逐漸增加第19頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月2．石油中間餾分及高沸點(diǎn)餾分的烴類組成

石油中間餾分(200～350℃)中的烷烴主要包括從C11～C20左右(以正構(gòu)烷烴計)的正、異構(gòu)烷烴。環(huán)烷烴和芳香烴以單環(huán)和雙環(huán)為主，三環(huán)及三環(huán)以上的環(huán)烷烴和芳香烴的含量明顯減少石油高沸點(diǎn)餾分(350～500℃)的烴類類型和中間餾分相似，只是在烴分子中碳原子數(shù)目更多，高環(huán)數(shù)含量更多，而且環(huán)的側(cè)鏈數(shù)更多或更長，高沸點(diǎn)餾分的烷烴主要包括從C20到C36左右(以正構(gòu)烷烴計)的正、異構(gòu)烷烴；環(huán)烷烴包括從單環(huán)到六環(huán)的帶有環(huán)戊烷環(huán)和環(huán)己烷環(huán)的環(huán)烷烴。第20頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月五、固態(tài)烴1．地蠟與石蠟的區(qū)別石蠟地蠟顏色白色黃色、黃褐色結(jié)晶形態(tài)較大，成板狀細(xì)微結(jié)晶(結(jié)晶小)來源從柴油、潤滑油中分離出重潤滑油和減渣分離出分子量300～500500～800碳原子數(shù)17～3535～60化學(xué)組成以正構(gòu)烷烴為主，還有少量異構(gòu)烷烴、環(huán)烷烴及很少量的芳烴以帶烷基側(cè)鏈的環(huán)狀烴為主(～80%)，正構(gòu)烷烴、異構(gòu)烷烴含量約占20%第21頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月2．蠟的不利影響及用途不利影響：溫度下降時，蠟結(jié)晶析出，堵塞管道；柴油中含蠟較多，在冬天使用時，蠟會堵塞噴油嘴，使柴油機(jī)不能正常供油，影響柴油機(jī)的正常工作用途：石蠟除了可以作為裂化的原料以外，由于它具有良好的絕緣性能及化學(xué)安定性，可廣泛應(yīng)用于電氣、化工、醫(yī)藥、日化；而微晶蠟可作為潤滑脂的稠化劑，在電子、橡膠、軍工、冶金等工業(yè)也有廣泛的用途3．我國原油的蠟含量：總體來說，蠟含量較高第22頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)石油中的非烴成分

第23頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月一、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%活性硫化物：S、H2S、低分子RSH等，性質(zhì)相對較活潑，能與金屬作用而腐蝕設(shè)備

非活性硫化物：硫醚(RSR’)，環(huán)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類和噻吩類為主1．硫的存在形態(tài)

第24頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月2．硫的分布硫的分布的總趨勢是，隨沸點(diǎn)升高，硫含量增加，大部分集中在重餾分及渣油中（75%～85%）汽油餾分：H2S、硫醇、硫醚(環(huán)硫醚)及少量的二硫化物和噻吩中間餾分：僅含有比較重的硫化物，硫醚和噻吩高沸點(diǎn)餾分：高沸點(diǎn)餾分中硫的形態(tài)與中沸點(diǎn)餾分相似，也是硫醚與噻吩，另外還有四氫噻吩第25頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月腐蝕性Fe+H2S→FeS+H2環(huán)境污染影響產(chǎn)品的儲存安定性影響燃料的燃燒性能硫可使催化劑中毒

3．含硫化合物對石油加工及產(chǎn)品應(yīng)用的影響第26頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月二、石油中的含氮化合物石油中的氮含量一般比硫含量低，質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常集中在0.05～0.5%范圍內(nèi)隨沸點(diǎn)的升高，含量增加，大部分在膠質(zhì)瀝青質(zhì)中堿性氮化物：非堿性氮化物：

第27頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月氮的存在對整個石油加工過程也有很大的危害

1.影響產(chǎn)品的安定性：如柴油含氮量高，時間久了會變成膠質(zhì)。是柴油安定性差的主要原因。

2.氮與微量金屬作用，形成卟啉化合物。這些化合物的存在，會導(dǎo)致催化劑中毒，使催化劑的活性和選擇性降低。

第28頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月三、石油中的含氧化合物

石油中的含氧量比硫、氮少，約為千分之幾；個別的可高達(dá)2～3%隨沸點(diǎn)升高，含氧化合物增加

酸性氧化物：環(huán)烷酸、脂肪酸、芳香酸、酚類(統(tǒng)稱石油酸)中性氧化物：醛、酮、酯等，含量極少石油中的含氧化合物的含量一般用酸度(酸值)來間接表示

第29頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月①石油中的環(huán)烷酸（占石油酸約90%）石蠟基石油的環(huán)烷酸含量較少，中間基和環(huán)烷基石油的環(huán)烷酸含量較多石油中的環(huán)烷酸一般是一元羧酸

環(huán)烷酸的相對密度一般在0.93～1.02之間，隨分子量增大，酸值降低，溶解度減小

環(huán)烷酸易溶于石油烴類和多數(shù)有機(jī)溶劑，具有普通羧酸的一切性質(zhì)第30頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月②環(huán)烷酸的分布

中間餾分(250-400℃)含量最高，低、高沸點(diǎn)餾分含量較低

③危害原油含環(huán)烷酸多，容易乳化，對加工不理，且腐蝕設(shè)備產(chǎn)品中含環(huán)烷酸，對鉛、鋅等有色金屬有腐蝕性，對鐵、鋁幾乎無腐蝕燈用煤油含環(huán)烷酸，可使燈芯堵塞第31頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)石油中的微量元素

一、石油中的微量元素類型目前發(fā)現(xiàn)的石油中的微量元素有59種，可分為三類：過渡(變價)金屬元素堿金屬和堿土金屬鹵素和其他元素就世界范圍來看，在石油中含量最多的微量元素是釩，其次是鎳

我國大多數(shù)原油的鎳含量明顯高于釩含量

第32頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月表石油中的微量元素(ppm)石油產(chǎn)地鐵鎳銅釩砷大慶4.83.99.7＜0.1―勝利11.53.70.050.29―任丘1.815.0―0.730.22阿曼2.52.40.884.7―馬來西亞1.40.40.02＜0.01―第33頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月二、微量元素在石油中的分布石油中的微量元素大多數(shù)也是隨著沸點(diǎn)的升高而增加，主要集中在>500℃的渣油中

三、微量金屬在石油中的存在形態(tài)

以無機(jī)鹽的水溶液的鹽類形式存在以油溶性的有機(jī)金屬化合物形式存在第34頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)渣油及渣油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)

渣油是原油中沸點(diǎn)最高、相對分子質(zhì)量最大、雜原子含量最多和結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜的部分

我國大多數(shù)主要原油>500℃的減壓渣油的產(chǎn)率在40～50%

第35頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月一、渣油的組成我國原油減渣C：84～87%(wt)H：11～14%(wt)H/C(原子比)≈1.6第36頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月二、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的比較

主要是根據(jù)膠狀瀝青狀物質(zhì)在不同溶劑中的溶解度來劃分：瀝青質(zhì)：不溶于低分子(C5～C7)正構(gòu)烷烴，但能溶于熱苯可溶質(zhì)：即能溶于苯又能溶于低分子正構(gòu)烷烴

可溶質(zhì)實際上包括飽和烴、芳香烴和膠質(zhì)

第37頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月膠質(zhì)瀝青質(zhì)外形褐色或暗褐色的粘稠而流動性很差的液體或無定型固體深褐色至黑色，無定形，脆性的固體存在形式在原油中形成真溶液膠體溶液分子量1000-30003000-10000H/C1.4-1.71.1-1.3芳香度0.2-0.40.4-0.6分布各餾分(餾分越重，含量越大)渣油溶解度溶于石油醚，受熱縮合或氧化成瀝青質(zhì)不溶于石油醚第38頁，課件共41頁，創(chuàng)作于202