石油的组成和性质

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1、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

2、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

3、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

4、氮量达1.4～2.2%。除上述五种元素外，在石油中还发现微量的金属元素和非金属元素。在金属元素中，最重要的是钒（V）、镍（Ni）、铁（Fe）、铜（Cu）、铅（Pb），此外有钙（Ca）、钛（Ti）、镁（Mg）、钠（Na）、钻（Co）、锌（Zn）等。在非金属元素中，主要有氯（Cl）、硅（Si）、磷（P）、砷（AS）等，它们的含量都很少。石油中的硫、氮、氧及金属和非金属的含量虽然很少，但对石油的加工过程影响很大。上述各种元素在原油中都不是以单质的结构存在，而是以不同形式与碳和氢元素相互结合形成化合物存在于石油中。262．石油的烃类组成

5、从元素组成可以看出，石油是复杂的有机化合物的混合物，它包括由碳、氢两种元素组成的烃类和碳、氢两种元素与其它元素组成的非烃类。这些烃类和非烃类的结构和含量决定了石油及其产品的性质。石油中的主要成分是烃类，在天然石油中主要含有烷烃、环烷烃和芳香烃，一般不含有烯烃。在不同的石油中，各族烃类含量相差较大，在同一种石油中，各族烃类在各个馏分中的分布也有很大的差异。（1）石油中的烷烃烷烃是组成石油的主要成分之一，随着分子量的增加，烷烃分别以气、液、固三态存在于石油中。在常温下，从甲烷到丁烷是气态，它是天然气的主要成分。天然气含有大量的甲烷和

6、少量的乙烷、丙烷等气体，还含有少量易挥发的液态烃如戊烷、己烷直至辛烷的蒸气，以及有极少量的芳香烃及环烷烃。在常温下，C5～C15的烷烃为液态，主要存在于汽油和煤油中，其沸点随着分子量的增加而上升。在蒸馏石油时，C5～C10的烷烃多进入汽油馏分（200℃以下）的组成中，而C11～C15的烷烃则进入煤油馏分（200～300℃）的组成中。C16以上的烷烃在常温下为固态，一般多以溶解状态存在于石油中，当温度降低时，就有结晶析出，工业上称这种固体烃类为蜡。通常在300℃以上的馏分中，即从柴油馏分开始才含有蜡。含蜡量的多少，对油品的凝点的高

7、低有很大影响。蜡按其结晶形状不同，可分为两种，一种是结晶较大，呈板状结晶的称为石蜡；另一种是呈细微结晶的微晶形蜡称为地蜡。石蜡主要分布在柴油和轻质润滑油馏分中，分子量一般为300～500，分子中碳原子数为20～35，熔点在30～70℃。石蜡的主要成分是正构烷烃，也含有少量的异构烷烃、环烷烃及少量的芳香烃。地蜡主要分布在重质润滑油馏分、重油和渣油中，分子量一般为500～700，分子中碳原子数为35～55，熔点60～90℃。地蜡的组成较为复杂，各类烃都有，但以环状烃为主体，正、异构烷烃的含量都不高。我国大庆原油含蜡量高，蜡的质量好，

8、是生产石蜡的优良原料。（2）石油中的环烷烃环烷烃是石油的主要组分之一，也是润滑油组成的主要组分。在石油中所含的环烷烃主要是环戊烷和环己烷及其衍生物。环烷烃在石油各馏分中的含量是不同的，它们的相对含量随馏分沸点的升高而增加，但在更重的石油馏分中，因芳香烃的增加，环