与石油有关的基础知识

一、

石油的外观性质

1、石油是一种流动性或半流动性的粘稠液体，是一种复杂的混合物。

2、大部分石油是黑色；也有暗绿色或暗褐色；少数显赤褐色或浅黄色；极少数是无色。

3、相对密度都小于1；绝大多数的相对密度都在0.80—0.98之间；个别的高达1.02或

低至0.71；我国主要油田的相对密度都在0.85以上；

3、许多石油都有臭味，是因为含有硫化物的原因

4、不同石油的流动性差别很大：在50摄氏度时，运动粘度可以低至1.46mm2/s,

也可以高达20000 mm2/s。

五、石油的元素组成

1、石油主要是由碳和氢两种元素组成，其中碳含量在83%—87%，氢含量在11%—14

之间，两者合计在95%—99%。

2、只由碳和氢组成的化合物叫做烃。

3、石油碳和氢，还含有硫、氮、氧，这些元素的含量一般在1%—5%；

4、石油中的微量元素（已ppm为单位）：镍、钒、铁、铜、钙、砷、氯、磷、硅等

5、各种元素的存在形式一般都是以化合物的形式存在。

六、石油的烃类组成

1、石油主要是由烷烃、环烷烃和芳烃构成。

2、天然石油一般不含不饱和烃。

3、页岩油中会含有一定量的烯烃。

4、烷烃：

A、只有碳碳单键和碳氢键；烷烃的通式为CnH2n+2。

B、常温常压下，含1—4个碳原子的烷烃是气体；含5—15个碳原子的烷烃是液体；

含16个碳原子以上的正构烷烃是固体

C、相关知识：

Ⅰ、干气：含有大量甲烷和少量乙烷、丙烷的气体称为干气。

Ⅱ、除含有大量的甲烷和乙烷外，还含有少量易挥发的液态烃蒸气（戊烷、己

烷和辛烷）气体称之为湿气。

D、一般条件下，烷烃的化学性质很不活泼吗，不易与其他物质反应；但在特殊的

条件下能够发生氧化、卤化、热分解和硝化反应等。

5、环烷烃：

A、含有脂环结构的饱和烃。有单环脂环和稠环脂环。含有1个脂环且环上无取代

烷基的环烷烃,分子通式为CnH2n。

B、石油的环烷烃主要是环戊烷系和环己烷系；国内原油环己烷系多于环戊烷系，

国外则相反。

C、在高沸点的馏分中，还含有双环和多环的环烷烃及环烷—芳香烃。

D、环烷烃性质与烷烃类似（氧化、卤化、硝化热分解），但稍活泼；能脱氢制芳烃。

6、芳香烃：

A、指带有苯环的烃类。苯的同系物的通式是CnH2n-6（n≥6）

B、同一种原油中，随着沸点（相对分子质量）的升高，芳烃的含量增加。

C、芳烃的化学性质较烷烃稍活泼，但芳烃中苯环很稳定，不易被氧化，也不易发

生加成反应；带侧链的芳香烃，其侧链容易被氧化成有机酸（是油品变质的重

要原因）；在一定条件下，芳香烃还能发生加氢反应。

7、烯烃：

A、烯烃是指含有C=C键（碳-碳双键）（烯键）的碳氢化合物；属于不饱

和烃，分为链烯烃与环烯烃。按含双键的多少分别称单烯烃、二烯烃等。

双键中有一根易断，所以会发生加成反应。单链烯烃分子通式为

CnH2n，双键基团是烯烃分子中的官能团，具有反应活性，可发生氢化、

卤化、水合、卤氢化、次卤酸化、硫酸酯化、环氧化、聚合等加成反应，

还可氧化发生双键的断裂，生成醛、羧酸等。

B、常温常压下单烯烃中C2—C4是气体（是非极性分子，不溶或微溶于水），

C5—C18是液体，C18以上是固体。

C、在空气中烯烃易氧化成酸性物质或胶质，特别是二烯烃和环烯烃，从而

影响油品的安定性。

四、石油的馏分组成

1、汽油馏分（低沸点馏分）：小于200度。

2、煤、柴油馏分（也叫中间馏分）：200至350度（航空煤油—150至280

度；轻柴油的馏分—200至350度）。

3、减压馏分(润滑油馏分或高沸点馏分):350至500度。

4、渣油:大于500度。

5、石油馏分不是石油产品，需要进一步加工才变成石油产品；同一沸点范

围的馏分也可以因为加工目的的不同变成不同的产品。

6、我国主要油田的原油中汽油馏分少（一般低于10%），渣油含量高.

五、石油的非烃组成

1、原油的非烃化合物主要指含硫、氮和氧的化合物；虽然这三种元素的含

量一般不超过5%，但这三种非烃化合物的含量却高达20%以上。非烃化

合物主要是分布在重质馏分和渣油中。

2、含硫化合物：

A、不同的原油硫含量差别很大：从万分之几到百分之几；在石油组分中

硫含量随着沸点范围的升高而增加；大部分硫化物集中在重油中。

B、存在形式：

少量以硫单质和硫化氢形式存在，大多数以有机硫化物存在；硫醇、硫醚、环硫醚、二硫化物、噻吩及其同系物。

C、含硫化合物的主要危害：

Ⅰ、元素硫、硫化氢、硫醇称为活性硫，能够腐蚀金属；

Ⅱ、硫醚、二硫化物、噻吩（）称之为非活性硫，本身不能腐蚀金属，但热分解能够产生硫醇和硫化氢；

Ⅲ、硫化物使油品的安定性变坏：不仅是油品发臭（空气中硫醇的浓度到达0.00001mg/L时就可以闻到），还会显著促进角质的生成。

Ⅳ、含有含硫化合物的油品燃烧后的气体中含有二氧化硫、三氧化硫可以污染大气的物质。

Ⅴ、二次加工过程中使某些催化剂中毒。

3、含氮化合物

A、石油中氮的含量一般在万分之几到千分之几之间；密度大、胶质多、含

硫量高的石油，含氮量一般较高；石油组分中氮化物的含量随沸点范围

的升高而增加；大部分氮化物以胶状、沥青状物质存在渣油中。

B、氮化物的存在形式：大多数是氮原子在环状结构中的杂环化合物。

Ⅰ、碱性氮化物：吡啶、喹啉及

其同系物；

Ⅱ、非碱性氧化物：吡咯、吲哚及

其同系物；金属卟啉化合物。

C、氮化物的危害

Ⅰ、含有氮化物的油品长期与空气接触易生成胶质。

Ⅱ、氮化物是二次加工中某些催化剂的毒物。

4、含氧化合物

石油中的氧含量一般是千分之几，个别会高达2%—3%；大部分集中在胶质和沥青质中；全部以有机物的形式存在；

分为酸性氧化物和中性氧化物类：

酸性：环烷酸、脂肪酸、酚类，统称石油算，环烷酸占90%。

中性：酮、醛、酯，占比例很少

主要集中在中间馏分（沸程250—400度）；

附加：纯环烷酸是一种油状液体，，有特殊的臭味，具有腐蚀性；

5、胶状沥青状物质

石油中的非烃化合物大部分以胶质沥青质存在，是多环复杂化合

物，含量从百分之几到百分之几十，绝大部分存在减压渣油中。

胶质既能溶于石油醚（低沸点烷烃），又能溶于苯，还能溶于一

切石油馏分；有很强的着色力；

沥青质不溶于石油醚而溶于苯，是暗褐色或漆黑色的易脆的非晶

体固体粉末；

胶质受热或在常温下氧化可以变成沥青质；

二者在高温下已变成焦炭。

六、石油及其产品的物理性质

1、原油的评价试验：测定原油的物理性质，瑞沸点范围（馏分组成）相对密度、粘度、凝点、闪点、残炭、含硫量等。

2、石油及其产品测定的标准：国际标准—ISO；国家标准—GB；中国石油化工集

团公司行业标准—SH.

3、油品密度：

A、密度定义：规定温度下，单位体积内所含物质的质量；单位是g/cm3或

kg/m3。

B、油品的标准密度：油品在20度的密度称为标准密度。

C、相对密度：油品密度与规定温度下水的密度之比，用d表示

4度时水的密度是0.99997g/cm3,近似等于1

我国常用的相对密度d420（20度时油品的密度与4度水的密度之比） D、油品的密度与组成密切相关：同一原油的不同馏分，随沸点范

围升高，密度增大；对不同原油的同一沸点范围的馏分油，含

芳香烃越多，密度越大，含烷烃越多，密度越小。

4、蒸汽压

A、定义：

一定温度下，纯净物的液体与液面上方的蒸汽之间形成物质平衡，此时蒸汽的压力称为饱和蒸汽压，简称蒸汽压。蒸汽压只随温度的变化而变化，温度升高，蒸汽压升高。蒸汽压越高，气体越容易气化。

B、汽油的蒸汽压:

汽油的蒸汽压不仅与温度有关，还与馏分组成有关。温度相同，馏分组成不同，蒸汽压也不同。

5、馏程：

在一定压力下，纯净物加热到某一温度时就会沸腾，此温度称之为沸点，是一个具体的数值

石油是一个复杂的混合物；在一定压力下，其沸点是一个温度范围。进行蒸馏时流出第一滴冷凝液体的气相温度称之为初馏点，馏出物的体积依次达到10%、20%、30%、…、90%的气相温度分别称为10%、20%、30%、…、90%馏出温度，蒸馏到最后气体的最高温度称之为干点或终馏点，初馏点和终馏点之间的温度范围称之为石油的馏程。

初馏点和10%馏出温度过高，冷车不易启动；过低又易产生气阻现象（夏季在发动机温度较高的油管中的汽油，蒸发形成气泡，堵塞油路，中断给油）。汽油的50%馏出温度是表示它的平均蒸发性，它能影响发动机的加速性；50%馏出温度低，它的蒸发性和发动机的