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。
天然气在高温、低压下可与水形成类似雪或散 装冰的固体结晶（可燃冰）
石油及石油馏分的烃类组成
2、炼厂气：因加工过程、操作条件及原料等的 不同有很大差异。 催化裂化：C3、C4>>C1、C2，稀烃50%左右

对高沸点馏分可得到22类组分的含量
石油及石油馏分的烃类组成
3．结构族组成
高沸点石油馏分及减压渣油中烃类结构十分复杂， 往往在一个分子中同时含有芳香环、环烷环及相当 长度的烷基侧链。用单体烃组成表示不可能，若按 族组成表示，也很难准确说明属于哪一类。
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
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
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 3. 石油中的芳烃 芳烃在石油中以单环、双环、多环形式普遍存
石油及石油馏分的烃类组成
某石油馏分中烃类分布示意图
1、天然气
天然气 干气（贫气）—丁烷以上液态烃<100g/m3 为干气，主要含C1、C2 湿气（富气）—丁烷以上液态烃>100g/m3 为湿气，除含C1、C2外还含有少量易挥发 的液态烃
伴生气：组成与凝析气类似，含有C1～Ｃ6的烃类。 纯气田气：主要成分是甲烷（一般为90%以上）， 少量的乙、丙、丁烷及非烃气体，如：N2、H2S、 CO2等，为干气。
前苏联杜依玛兹原 油
墨西哥原油 伊朗原油 印度尼西亚原油
83.9
84.2 85.4 85.5
12.3
11.4 12.8 12.4
0.74
0.80 0.74 0.68
2.67
3.6 1.06 0.35
0.33
— — 0.13
氧含量一般用差减法求得的近似值，仅供参考。
石油的一般性质、元素组成、馏分组成
个别高达1.02 或低到0.71 个别是固体或半固 体
四川盆地：黄绿色 玉门：黑褐色 大庆：黑色
一般在0.85～0.95之间， 属于偏重的常规原油 蜡含量和凝固点偏高， 流动性差 含硫相对较少，气味偏淡
相对 密度
流动性 气味
有程度不同的臭味
石油的一般性质、元素组成、馏分组成
二、石油的元素组成 主要含有C、H、S、N、O五种元素，还含有一些 微量金属、非金属元素
计算过程中将烷基环侧链和环烷环看作是芳环 的取代基；
石油馏分不管有多复杂，均可以用结构族组成 表示法来描述其大致结构。
石油及石油馏分的烃类组成
三、石油气体的烃类组成
伴生气（随原油共生与原油同 石油气体
｛炼厂气
天然气
{ 非伴生气{
时采出、分离得到） 纯气田天然气 凝析气田天然气
石油及石油馏分的烃类组成
石油及石油馏分的烃类组成
1．石油中的烷烃 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% 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
石油及石油馏分的烃类组成
石油及石油馏分的烃类组成
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
RN—分子中的环烷环数
RA—分子中的芳香环数 RT—分子中的总环数 RT = RN +RA CA%—分子中芳香环上的碳原子占分子总碳原子的百分数 CN%—分子中环烷环上的碳原子占分子总碳原子的百分数 CP%—分子中烷基侧链上的碳原子占分子总碳原子的百分数
石油的一般性质、元素组成、馏分组成
国内外部分原油的主要元素组成
元素组成 ω 原油名称 大庆原油 胜利原油 克拉玛依原油 孤岛原油 C 85.74 86.28 86.1 84.24 H 13.31 12.20 13.3 11.74 O* — — 0.28 — S 0.11 0.80 0.04 2.20 N 0.15 0.41 0.25 0.47
了解石油及其产品 石油的化学组成
石油的化学组成
石油的一般性质、元素组成、馏分组成
石油及石油馏分的烃类组成 石油中的非烃化合物 石油中的微量元素 渣油及渣油中的胶质、沥青质
石油的一般性质、元素组成、馏分组成
一、石油的一般性状 外观组成 石油是碳氢化合物的复杂混合物，其外观性质主 要表现在石油的颜色、密度、流动性、气味上
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 单、双、多环芳烃
减压渣油
石油及石油馏分的烃类组成
五、石油固态烃的化学组成 由C16以上的正构烷烃、某些分子量很大的异构烷 烃、环烷烃芳香烃组成，工业上称为蜡。 蜡对油品的低温流动性影响很大,从而影响油品的 使用性能。石油加工过程中,将蜡从油品中分离出来, 改善油品的低温流动性,又使蜡得到充分利用。 蜡具有良好的绝缘及化学安定性，广泛用于电气、 化学、医药和日用品工业。
三、石油的馏分组成 馏分：将石油按沸点的不同，用蒸馏的方法把石 油切割成几个部分，每个部分叫做一个馏分。馏分 仍然是一个混合物，只是化合物的数目比石油的少 一些。通常在不同的馏分前加上名称或馏出温度。 馏分与产品的区别：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。
C H 83～87% 11～14% Ｓ 0.05～8.00%
S、N、O
金属元素 非金属元素
1～8%
Ｎ Ｏ
0.02～2.00% 0.05～2.00%
V、Ni、Fe、Cu、 As等（以ppm/ppb表
示）
Si、As、P等（以ppm/ppb表示）
石油的一般性质、元素组成、馏分组成
我国原油特点： H/C原子比高，油品轻油收率高 含S量偏低，多数<1% 含N量偏高，多数>0．3% 大多数原油Ni多，V少
石油及石油馏分的烃类组成
2．族组成 ：石油馏分中各族烃含量的数据
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
石油馏分分成那些族，取决于分析方法和分析要求 以及实际应用的需要

例如对于中间馏分，利用质谱法可得到链烷、单环 环烷、双环环烷、三环环烷、烷基苯、萘、萘类、 三环芳烃等共12种烃的含量。
加
石油及石油馏分的烃类组成
2．石油中间馏分的烃类组成 石油中间馏分(200～350℃)中的烷烃主要包括从 C11～C20左右的正、异构烷烃。 环烷烃和芳香烃以单环和双环为主，单环环状烃 的侧链数目或侧链长度明显增多和增长
石油及石油馏分的烃类组成
3.石油高沸点馏分的烃类组成 石油高沸点馏分(350～500℃)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左右的正、 异构烷烃
催化重整：主要是H2
热裂化：C1、C2>C3、C4，稀烃50%以上
石油及石油馏分的烃类组成
四、石油馏分中的烃类组成
1. 汽油馏分的烃类组成 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 直馏汽油馏分的族组成 正构烷烃和支链较少（具有一个甲基）的异构烷 烃是直馏汽油的主要组成部分。
石油及石油馏分的烃类组成
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