第二章石油的化学组成55页PPT
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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
高一化学石油的炼制PPT教学课件
4．石油的裂解 (1)概念 裂解是在石油化工生产过程中,采用比裂化更__高__ 的__温__度__,使长__链__烃__断__裂__成__短__链__烃__——乙烯、丙烯等
的加工过程。
(2)原料:_石__油__分__馏__产__品_。 (3)目的:获得_乙__烯__等烯烃。 (4)石油的裂解属于_化__学__的变化。
[开放探究] 1.(1)石油的分馏、裂化、裂解得 到的产品是纯净物吗？
(2)石油的分馏和裂化都能得到汽油,两者在组 成上有什么不同？
提示: (1)不是。石油的分馏、裂化、裂解得 到的产品仍是由各种不同烃组成的混合物。 (2)由分馏得到的汽油(又称直馏汽油)主要成分 多为饱和烃;而裂化得到的汽油(又称裂化汽油) 成分中含有不饱和烃。
2．石油的分馏 (1)原理:根据石油中不同物质的_沸__点__不同,采用 加热的方法,实现分离石油。 (2)分馏原料:经过_脱__水__、__脱__盐__后的原油。 (3)分馏目的:将石油进行一定程度的分离,得到 各种不同_沸__点__范__围_的烃,从而使不同的烃应用于 不同的领域。
(4)分馏产物:石油分馏的产物是混合物,其主要 产物有石__油__气__、__汽__油__、__煤__油__、__柴__油__、重油及沥 青等。
下列关于石油加工的叙述中,不正确的 是(双选)( ) A．石油分馏所得的产物是一种具有恒定沸点的 纯净物
B．石油裂化的目的是提高汽油等轻质油的量 C．石油裂解的原料是石油分馏产物,包括石油气 D．石油炼制过程都是化学变化的过程
石油分馏得到的是不同沸点范围的 产物,为混合物,故A错误,B、C正确;石油炼制 过程包括石油的分馏、裂化、裂解等,其中分 馏为物理变化,裂化、裂解为化学变化,故D错 误 1．乙烯和乙烷结构、性质的比较
第二章常规能源石油天然气.ppt
最早认识石油性能和记载石油产地的古籍，是 班固（公元32－92年）所著的《汉书·地理志》。 记有：
“高奴，有洧水，肥可燃”
（高奴在今陕西省延长一带，洧水是今延河一条支流）
这里明确记载了石油的产地，并说明石油是水一 般的液体，可以燃烧。
最早采集和利用石油的记载，是南朝（公元420589年）范晔所著的《后汉书·郡国志》。记有：
古代西亚的美索不达米亚和巴比伦人，早在 公元前2400年，就已经用地面渗出的沥青来堵 塞船缝和地板渗水。不过还不懂得使用质量较 轻，可以燃烧的石油。
公元7世纪，拜占廷帝国军队用石油制造燃烧 武器── “希腊之火”。
我国古代人民，除了把石油用于机械润滑外，还 用于照明和燃料。唐朝（公元618一907年）段成 武所著的《酉阳杂俎》一书，称石油为“石脂水”：
“县南有山，石出泉水，大如，燃之极明，不 可食。县人谓之石漆”
“石漆”，当时即指石油。
（指当时的酒泉郡延寿县，即今甘肃省玉门一带）
晋代张华所著的《博物志》和北魏郦道元所著的 《水经注》既提到了甘肃玉门一带有“石漆”，又指 出这种石漆可以作为润滑油“膏车”（润滑车轴）。 这些记载表明，我国古代人民不仅对石油的性状有了 进一步的认识，而且开始进行采集和利用了。
高奴县石脂水，水腻，浮上如漆，采以膏车及 燃灯极明。
可见，当时我国已应用石油作为照明灯油了。随 着生产实践的发展,我国古代人民对石油的认识逐步 加深，对石油的利用日益广泛。
到了宋代，石油能被加工成固态制成品-石烛， 且石烛点燃时间较长，一支石烛可顶蜡烛三支。 宋朝著名的诗人陆游在《老学庵笔记》中，就有 用“石烛”照明的记叙。
该书十六世纪传到日本，1771年的日本翻刻本 受到日科技界的注意。
十八世纪传到欧洲，十九世纪上半叶起，陆续出 现了欧洲文节译本，1869年出现了比较详细的法文 节译本。
石油的化学组成
➢ 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)
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
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
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
3．含硫化合物对石油加工及产品应用的影响
➢ 腐蚀性 Fe+H2S→FeS+H2
➢ 环境污染 ➢ 影响产品的储存安定性 ➢ 影响燃料的燃烧性能 ➢ 硫可使催化剂中毒
二、 石油中的含氮化合物
➢ 石油中的氮含量一般比硫含量低，质量分数通 常集中在0.05～0.5%范围内
➢ 随沸点的升高，含量增加 ，大部分在胶质沥 青质中
CA%=6÷20×100%=30% （芳碳率） CN%=4÷20×100%=20% （环烷碳率） CP%=10÷20×100%=50% （烷基碳率） RT=2；RA=1；RN=1 注意 ： ➢ 石油馏分的结构族组成是把一个馏分看作是一个平均分子， 该平均分子是由芳香环、环烷环和烷基侧链这三种结构单 元所构成；
➢ 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）
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)
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
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
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
3．含硫化合物对石油加工及产品应用的影响
➢ 腐蚀性 Fe+H2S→FeS+H2
➢ 环境污染 ➢ 影响产品的储存安定性 ➢ 影响燃料的燃烧性能 ➢ 硫可使催化剂中毒
二、 石油中的含氮化合物
➢ 石油中的氮含量一般比硫含量低，质量分数通 常集中在0.05～0.5%范围内
➢ 随沸点的升高，含量增加 ，大部分在胶质沥 青质中
CA%=6÷20×100%=30% （芳碳率） CN%=4÷20×100%=20% （环烷碳率） CP%=10÷20×100%=50% （烷基碳率） RT=2；RA=1；RN=1 注意 ： ➢ 石油馏分的结构族组成是把一个馏分看作是一个平均分子， 该平均分子是由芳香环、环烷环和烷基侧链这三种结构单 元所构成；
➢ 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）
第2章石油及天然气的成因
生物有机质的主要生化组成： 木质素
碳水化合物
蛋白质 类脂
9/199
第二章 石油及天然气的成因
1、木质素 木质素的特点： 不易水解，但可被氧化成芳香酸和脂肪酸。
在缺氧的水体中，在水和微生物的作用下，木质素分
解，与其它化合物生成腐植酸，腐植酸又与烃类形成 络合物，从而成为烃类从陆上流到海洋的运载体。 与木质素具有相似结构的物质是丹宁，它们都是沉积有 机质中芳香结构的重要来源，是成煤的重要前身物，也 可生成天然气。
从而具备了丰富的生油原始物质。 在海洋或湖泊中，不仅有丰富的水生生物，还因水体起
到了隔绝空气的作用，阻止了有机残体的腐烂分解，于
是与矿物质一起被沉积埋藏起来。因此海洋、湖泊、三 角洲等古地理区域都是生油的有利地区。
14/199
第二章 石油及天然气的成因
随着沉积盆地的不断下沉，沉积物不断加厚，地层的压力 与温度也不断增加，沉积物经历一系列的物理化学变化而
现在的分类方法，根据H/C和O/C原子比分类： Ⅰ型干酪根：H/C原子比较高（1.25~1.75），O/C原子比
较低（0.026~0.12），富含类脂物质，主要是由脂肪链组
成，多环芳烃和含氧官能团较少，是生油潜能最高的一 种干酪根。
Ⅱ型干酪根：常见类型，较高的氢含量，H/C原子比为
0.65~1.25，O/C原子比在0.04～0.13之间；属高度饱和的 多环碳骨架，含较多中等长度的直链烷烃和环烷烃，也 含多环芳烃和杂原子官能团，是良好的生油母质。
石油的热催化转化和脱沥青过程使石油的相对密度减小，
轻组分增加，饱和烃尤其是正构烷烃含量增加。 石油的氧化、生物降解作用使石油的相对密度和粘度增 加，胶状沥青状物质含量增加致使原油质量变差。
碳水化合物
蛋白质 类脂
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第二章 石油及天然气的成因
1、木质素 木质素的特点： 不易水解，但可被氧化成芳香酸和脂肪酸。
在缺氧的水体中，在水和微生物的作用下，木质素分
解，与其它化合物生成腐植酸，腐植酸又与烃类形成 络合物，从而成为烃类从陆上流到海洋的运载体。 与木质素具有相似结构的物质是丹宁，它们都是沉积有 机质中芳香结构的重要来源，是成煤的重要前身物，也 可生成天然气。
从而具备了丰富的生油原始物质。 在海洋或湖泊中，不仅有丰富的水生生物，还因水体起
到了隔绝空气的作用，阻止了有机残体的腐烂分解，于
是与矿物质一起被沉积埋藏起来。因此海洋、湖泊、三 角洲等古地理区域都是生油的有利地区。
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第二章 石油及天然气的成因
随着沉积盆地的不断下沉，沉积物不断加厚，地层的压力 与温度也不断增加，沉积物经历一系列的物理化学变化而
现在的分类方法，根据H/C和O/C原子比分类： Ⅰ型干酪根：H/C原子比较高（1.25~1.75），O/C原子比
较低（0.026~0.12），富含类脂物质，主要是由脂肪链组
成，多环芳烃和含氧官能团较少，是生油潜能最高的一 种干酪根。
Ⅱ型干酪根：常见类型，较高的氢含量，H/C原子比为
0.65~1.25，O/C原子比在0.04～0.13之间；属高度饱和的 多环碳骨架，含较多中等长度的直链烷烃和环烷烃，也 含多环芳烃和杂原子官能团，是良好的生油母质。
石油的热催化转化和脱沥青过程使石油的相对密度减小，
轻组分增加，饱和烃尤其是正构烷烃含量增加。 石油的氧化、生物降解作用使石油的相对密度和粘度增 加，胶状沥青状物质含量增加致使原油质量变差。
石油的化学组成
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 低。我国原油多属低硫石油。硫在石油中可以呈元素硫 (S)、硫化氢(H2S)、二硫化物等形态出现。 石油中所含的硫是一种有害的杂质，因为它容易产 生硫化氢、硫化铁、硫醇铁、亚硫酸或硫酸等化合物， 对机器、管道、油罐、炼塔等金属设备造成严重腐蚀， 所以含硫量常作为评价石油质量的一项重要指标。
7
（二）化合物组成
2、石油中的非烃化合物 石油中的非烃化合物主要包括 (1)含硫化合物 (2)含氮化合物 (3)含氧化合物 石油中S、N、O元素含量虽然很低，但由这些元素 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
8
（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。
14
15
1
一、概念： 石油：是由各种碳氢化合物与少量杂质组成的、以 液态形式存在于地下岩石孔隙中的可燃有机矿产。
二、石油的化学组成
（一）元素组成 ：C、H 、O、N、S （二）化合物组成：烃类占97%-99%，少量非烃。 烃类组成：烷烃、环烷烃、芳香烃. 非烃组成：含S、N、O等杂原子化合物。
3
（一）元素组成
4
（二）化合物组成
1 （1）烷烃 又名脂肪族烃，通式为CnH2n+2，属饱和烃。 （二）化合物组成： 在常温常压下： 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 C
7
（二）化合物组成
2、石油中的非烃化合物 石油中的非烃化合物主要包括 (1)含硫化合物 (2)含氮化合物 (3)含氧化合物 石油中S、N、O元素含量虽然很低，但由这些元素 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
8
（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。
14
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1
一、概念： 石油：是由各种碳氢化合物与少量杂质组成的、以 液态形式存在于地下岩石孔隙中的可燃有机矿产。
二、石油的化学组成
（一）元素组成 ：C、H 、O、N、S （二）化合物组成：烃类占97%-99%，少量非烃。 烃类组成：烷烃、环烷烃、芳香烃. 非烃组成：含S、N、O等杂原子化合物。
3
（一）元素组成
4
（二）化合物组成
1 （1）烷烃 又名脂肪族烃，通式为CnH2n+2，属饱和烃。 （二）化合物组成： 在常温常压下： 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 C
第二章 石油及其产品的组成和性质
二、馏分组成与平均沸点
6.各种平均沸点的计算方法 这五种平均沸点,除体积平均沸点可根据油 品恩代蒸馏数据计算外,其他几种都难以直 接计算.因此,通常的作法:
先根据恩氏蒸馏数据求体积平均沸点和 恩氏蒸馏10%～90%斜率。
利用平均沸点温度校正图，求出其它平 均沸点
三、密度和相对密度
石油及油品的密度与相对密度对生产、储藏和运输 有着重要的意义，在原油及产品的计量和炼油装置 设计等方面都是必不可少的。 （一）石油及石油产品密度和相对密度 1.密度:单位体积石油的质量，单位g/cm3、kg/m3。 2.标准密度
V= f(T) 同一油品在不同温度下有不同的密度，所以应标
明温度，通常用ρt表示t℃时油品的密度。 我国规定油品20℃时密度作为石油产品的标准密
度，表示为ρ20
三、密度和相对密度
3.液体石油产品相对密度 油品的相对密度是其密度与规定温度下水的密度
之比，无单位 油品在t℃时的相对密度通常用d4t表示。在数值
M a bt分 ct分 2
γ为体积膨胀系数 或相对密度的平均温度校正系数
当温度与20℃差别较大，则不同温度与油品比重 换算------按GB1885-1998石油密度计算换算表。
三、密度和相对密度
（二）相对密度与温度、压力关系
2. 压力的影响
液体受压后，体积变化不是太大，因而 通常压力对液体石油产品的密度的影响 可以忽略不计。但在很高的压力下油品 的密度要受到压力的影响
（3）烃类混合物的蒸气压随温度的升高而增加， 随汽化率的增加而减小
一、蒸气压
（三）烃类混合物及石油馏分的蒸气压
2.石油馏分 蒸气压是温度和组成的函数 蒸气压随温度的升高而增加，随汽化
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。
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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。
所谓“族”就是化学结构类似的一类化合物
石油馏分分成哪些族，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、不饱和烃和非烃组分等
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
19.7 17.5 14.9 21.5 19.9 25.1 26.0 24.5 30.6 27.6 30.2
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
09.10.2019
炼油工艺学
14
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
4%)
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，
09.10.201我9 国原油的含硫低、含炼油工氮艺学量高
3
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 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
09.10.2019
炼油工艺学
22
CA%=6÷20×100%=30% （芳碳率） CN%=4÷20×100%=20% （环烷碳率） CP%=10÷20×100%=50% （烷基碳率） RT=2；RA=1；RN=1 注意 ： 石油馏分的结构族组成是把一个馏分看作是一个平均分子， 该平均分子是由芳香环、环烷环和烷基侧链这三种结构单 元所构成；
原油中一般不含烯烃，炔烃更少
09.10.2019
olefine
炼油工艺学
aromatics
13
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
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%
26.0 27.5 27.2 29.2 34.9 23.2 29.9 23.2 23.2 25.4 24.8
09.10.2019
炼油工艺学
＞500℃
42.8 47.4 51.8 39.9 39.1 32.3 29.7 31.6 14.7 18.0 33.1
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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%）。
500～800 35～60 以带烷基侧链的环状烃 为主(～80%)，正构烷烃、 异构烷烃含量约占20%
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2．蜡的不利影响及用途 不利影响：温度下降时，蜡结晶析出，堵塞管道；柴油中含
蜡较多，在冬天使用时，蜡会堵塞喷油嘴，使柴油机不能正 常供油，影响柴油机的正常工作 用途：石蜡除了可以作为裂化的原料以外，由于它具有良好 的绝缘性能及化学安定性，可广泛应用于电气、化工、医药、 日化；而微晶蜡可作为润滑脂的稠化剂，在电子、橡胶、军 工、冶金等工业也有广泛的用途 3．我国原油的蜡含量：总体来说，蜡含量较高
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二、石油中的气态烃
石油气态烃
天然气
伴生气 非伴生气
炼厂气
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)
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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)，
第二章 石油及其产品 的组成和性质
第一节 石油的一般性状及化学组成
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一：石油的一般性状
1．颜色及密度
石油通常是黑色、褐色或浅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。
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。
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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)
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
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四、石油馏分中的烃类组成
1. 汽油馏分的烃类组成
①直馏汽油馏分的单体烃组成
组成汽油馏分的单体烃的数目相当繁多；但大多数汽 油馏分中，往往20种主要的单体烃的含量就占该直馏汽油 馏分总量的一半以上
②直馏汽油馏分的族组成
烷烃和环烷烃占直馏汽油馏分的大部分，芳香烃一
般不超过20%(wt)。就其分布规律而言，一般随着沸点的
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
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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。
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原油
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随沸点的升高，含量增加 ，大部分在胶质沥 青质中
碱性氮化物：
N
N
N
非碱性氮化物：
N
N
N
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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
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2．族组成
升高，芳香烃的含量逐渐增加
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2．石油中间馏分及高沸馏分的烃类组成 石油中间馏分(200～350℃)中的烷烃主要包括从C11～C20左右
(以正构烷烃计)的正、异构烷烃。环烷烃和芳香烃以单环和双 环为主，三环及三环以上的环烷烃和芳香烃的含量明显减少 石油高沸点馏分(350～500℃)的烃类类型和中间馏分相似，只 是在烃分子中碳原子数目更多，高环数含量更多，而且环的侧 链数更多或更长，高沸点馏分的烷烃主要包括从C20到C36左右 (以正构烷烃计)的正、异构烷烃；环烷烃包括从单环到六环的 带有环戊烷环和环己烷环的环烷烃，其结构主要是以稠合类型 为主
也是硫醚与噻吩，另外还有四氢噻吩
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3．含硫化合物对石油加工及产品应用的影响
腐蚀性
Fe+H2S→FeS+H2 环的燃烧性能
硫可使催化剂中毒
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二、 石油中的含氮化合物
石油中的氮含量一般比硫含量低，质量分数通 常集中在0.05～0.5%范围内
汽油
C5-C10的正构烷烃 单环及少量双环环烷烃
单环芳烃(苯系)
煤、柴油
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
减压馏分
单、双、三环以及三环以上的环烷烃
减压渣油
单、双、多环芳烃
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某石油馏分中烃类分布示意图
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对于减压渣油：一般分成 饱和分、芳香分、胶质、沥青质
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3．结构族组成
不论石油烃类的结构多么复杂，都可以看作是由三个基 本结构单元组成：芳香环、环烷环和烷基侧链，用这些 基本结构单元的量来表示复杂分子混合物的组成的方法 就是结构族组成表示法
通常用三个基本单元上碳原子所占的百分数来描述分子 的组成，然后再加上分子中的总环数RT，芳环数RA和环烷 环数RN来表示石油馏分的结构族组成
原油中的含硫化合物一般以硫醚类和噻吩类为主
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2．硫的分布 硫的分布的总趋势是，随沸点升高，硫含量增加，大部
分集中在重馏分及渣油中（75%～85%） 汽油中馏分：H2S、硫醇、硫醚(环硫醚)及少量的二硫
化物和噻吩 中间馏分：仅含有比较重的硫化物，硫醚和噻吩 高沸点馏分：高沸点馏分中硫的形态与中沸点馏分相似，
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第三节 石油中的非烃成分
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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%
1．硫的存在形态
活性硫化物：S、H2S、低分子RSH等，性质相对较 活泼，能与金属作用而腐蚀设备
非活性硫化物：硫醚(RSR’)，环硫醚，二硫化 物(RSSR’)，噻吩及其同系物