石油及其产品的组成和性质

第二章石油的化学组成1【一】石油的一般性状、元素组成、馏分组成21．颜色及密度石油通常是黑色、褐色或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2．我国主要原油的特点

相对密度（d204）>0.86，属较重原油；凝点(CP)高，含蜡量高；凝固点：大庆原油24℃,玉门原油15℃含硫量较低，大庆0.15%含氮量偏高，大部分原油N>0.3%

一、石油的一般性状3二、石油的元素组成83～87%

11～14%

原油中除C、H外，还有S、N、O及其他微量元素(1～5%)微量元素：

金属元素：Pb,K,Na,Ca,Fe,Ni,V，…非金属元素：Si，P，Cl，I，…后两项共约1～4％，一般不超过5%。石油中各种元素多以化合物的形式存在。石油中的非碳氢原子称为杂原子。与国外原油相比，我国原油的含硫低、含氮量高。原油中的主要元素是C、H4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5各种油品的H/C（原子比）天然气3.90液化气2.20汽油1.90～2.20柴油1.60～1.80轻质油1.80～2.0普通原油1.50～1.90重质油～1.50减压渣油1.40～1.70沥青1.10～1.20石油焦0.30～0.40利用原油生产汽油、柴油，从质量守恒原理来考虑，有哪些办法？61.馏分：是指用分馏方法把原油分成的不同沸点范围的组分。石油是一个多组分的复杂混合物，每个组分有其各自不同的沸点。用分馏的方法，可以把石油馏分分成不同温度段，如<200℃、200～350℃等，称为石油的一个馏分。馏分不等同于产品。2.馏分与产品的区别：石油产品是石油的一个馏分，但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。

三：石油的馏分组成73.直馏馏分：从原油直接分馏得到的馏分。它基本保留了石油化学组成的本来面目，如：不含不饱和烃，在化学组成中含有烷烃、环烷烃、芳香烃等4.石油中含有的馏分，一般规定：

小于180℃的馏分为汽油馏分（也称为低沸点馏分，轻油或石脑油馏分）180～350℃的馏分为煤、柴油馏分（中间馏分，AGO）350～500℃的馏分为减压馏分（也称高沸点馏分,VGO）大于500℃的馏分为减渣馏分(VR)

8（三）馏分组成分馏石油时，在一定温度范围内蒸馏出来的成分原油蒸馏

气体﹤200℃汽油馏分石脑油(常压瓦斯油AGO)200～350℃煤柴油馏分350～500℃润滑油馏分减压瓦斯油VGO＞500℃减压渣油(VR)＞350℃常压渣油(AR)9石脑油（naphtha/petroleumnaphthaligroin）粗汽油

）：一部分石油轻馏分的泛称。因用途不同有各种不同的馏程。我国规定馏程自初镏点至200℃左右。主要用作重整和化工原料。70~145℃馏分，称轻石脑油；90~180℃馏分，称重石脑油。用作溶剂时，则称溶剂石脑油，来自煤焦油的芳香族溶剂也称重石脑油或溶剂石脑油。主要成分：C5～C12烷烃和环烃类

石脑油在常温、常压下为无色透明或微黄色液体，有特殊气味，不溶于水。密度在650-750kg/m3

10常压瓦斯油（atmosphericgasoil；ＡＧＯ）简称AGO。指原油蒸馏所得的沸程范围约为200～400℃的馏分,是一种轻质油。沸程范围内包括煤油馏分、轻柴油馏分及重柴油馏分，它们都是重要的发动机燃料。较重的部分（如300～400℃部分），常作为催化裂化的原料，用以进一步生产轻质油品。随着石油化工的发展，已较广泛地将常压瓦斯油作为石油化工原料用于烃类裂解制取乙烯。11减压瓦斯油（vacuumgasoil；ＶＧＯ）

简称VGO,指原油经减压蒸馏所得到的沸程范围约为350～500℃的馏分油的总称，是一种重质油。石油炼厂中减压瓦斯油常作为制取润滑油的原料；也作为催化裂化、加氢裂化及热裂化等过程的原料，以得到更多的轻质石油产品。随着石油化工的发展，要求不断扩大裂解原料范畴，近年来，已采用减压瓦斯油作为石油化工原料用于烃类裂解。一般硫含量低的减压瓦斯油，例如低于0.5％(质量)，可以不经预处理,即可直接进行裂解制取乙烯。以减压瓦斯油为裂解原料的乙烯收率较低，裂解技术较复杂。

12减压渣油（vacuumresidue;ＶＲ）：也称减压蒸馏渣油。从炼油厂减压塔底抽出的残渣油。常压渣油（atmospheric

residue；ＡＲ）：从常压蒸馏塔底所得的重油。渣油（residualoil）色黑粘稠，常温下呈半固体状。其性质与原油性质有关。在石油炼厂中，渣油常用于加工制取石油焦、残渣润滑油、石油沥青等产品，或作为裂化原料。在石油化工生产中，渣油可通过部分氧化法生产合成气或氢气，或作为蓄热炉裂解制乙烯的原料。渣油另一重要用途是用作燃料油。

13原油名称＜200℃200～350℃350～500℃＞500℃大庆11.519.726.042.8胜利7.617.527.547.4孤岛6.114.927.251.8辽河9.421.529.239.9华北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也门（麦瑞波）31.530.623.214.7英国（北海）29.027.625.418.0印尼（米纳斯）11.930.224.833.114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（40%～50%），＜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。15图中香从17内5℃到35造2℃，每25耻℃切割恢一个缝窄馏罪分1635呼0℃到50猪0℃，每25辜℃切割亩一个弄窄馏牺分，扔以及梦＞50骗0℃馏分17含有蜜碳和遍氢两汤种元灾素的富化合闯物称覆为碳罚氢化猜合物惊，简斜称为疤烃(H乞yd白ro钞ca旋rb粱on登)一：沫石油形中烃展类的枝类型覆及分愈布规悠律石油育中的盟烃类励主要君有烷喊烃、俱环烷愤烃和柔芳烃原油扇中一字般不筐含烯符烃，范炔烃乳更少(二)石油南馏分您的烃图类组突成181．石舌油中愿的烷馋烃石油读中带栗有直苍链或散支链以，而眠无任絮何环盼结构睛的饱档和烃源称为升烷烃仅或链医烃。C4常温扩常压瓦下为旅气态潜，C5～C15为液树态，C16以上纽奉的正增构烷浪烃为秀固态闸。石油慕中的偿烷烃舟根据伶石油健类型调的不哥同含梨量可颗达50～70狼%或低稀到10～15姐%。石油少中的困正构助烷烃奋一般忆比异领构烷窃烃含舅量高随沸考点的播增高也，石堤油中眠的正阵构烷隆烃和师异构泊烷烃促的含急量逐箱渐降沈低。192．石疲油中献的环梅烷烃环烷扮烃是衰环状均的饱发和烃锣，其膛性质呢较稳照定石油灵中大郑量存垦在的棚环烷签烃只镜有含外五碳梅环的或环戊桂烷系辰和含隶六碳婆环的筐环己赤烷系我国贱的几归种主袖要原初油中笛一般冒环己护烷系摆多于陕环戊斧烷系石油克中的涛环烷与烃除砖单环迅外，狸还有驴双环秃及多表环环贪烷烃淡，环筒的连败接方亮式以蜜并联歌为主3．石昨油中纸的芳栗烃芳烃找在石备油中控普遍悼存在20C5-C10的正春构烷悼烃原油汽油煤、柴油减压馏分油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、多环芳烃减压渣油21某石照油馏绿分中月烃类火分布妖示意饰图22二、桑石油荷中的排气态庆烃石油气态烃天然气炼厂气伴生气非伴生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)23三、共石油检液态财烃1．单体绍烃组座成(可用果气相掘色谱幅技术墨进行夏鉴定)单体森烃组可成表选明了闭石油都馏分执中每么一种厉烃(单体现化合计物)，目伤前还畜仅限僚于阐镇述石卖油气稍及石袄油低夏沸点基馏分猜的组怒成石油肾中单纹体烃攀的主税要类枣型有烦：①天咱然石芒油中揭，不痕含有泪烯烃印、炔次烃，见含有营烷烃纤、环甲烷烃闸及芳艺香烃木；②单起体烃民的数箩目非袄常繁茂多；③环交状烃汉几乎亿都是揪五元若环和继六元彼环。装我国贱主要讨原油前的五宝元环似少于贝六元奏环24单体梁烃组宵成表厉示法词优皇缺点具：优点任：具油体、毁直观缺点非：适拉用范枝围很站窄，帜只适威用于享气体遇、溶相剂油侦和汽茎油252．族低组成所谓眼“族闹”就垃是化而学结随构类航似的雾一类凤化合肥物石油仁馏分菠分成陡那些娘族，摸取决妄于分辰析方姜法和制分析沙要求减压挎渣油跪，一柳般分允成饱纠和分羡、芳昂香分游、胶女质、乌沥青橡质263．结烦构族稳组成不论不石油泊烃类训的结雨构多梅么复龙杂，址都可桐以看监作是拌由三剃个基横本结倘构单份元组决成：道芳香诉环、宋环烷诊环和呜烷基晓侧链肺，用棋这些槐基本救结构字单元唐的量党来表增示复佣杂分案子混礼合物摸的组突成的旱方法字就是胡结构艺族组它成表呜示法通常晒用三耗个基坛本单舍元上党碳原牌子所围占的奔百分银数来演描述福分子肝的组兵成，壳然后去再加扶上分配子中泻的总界环数RT，芳饿环数RA和环化烷环桶数RN来表巨示石驱油馏被分的脾结构疾族组垄成27CA%=喜6÷勺20之×1印00暗%=文30卸%CN%=熊4÷晶20演×1浆00者%=相20惕%CP%=拉10冲÷2造0×拣10绘0%乓=5搁0%RT=2；RA=1；RN=1注：石油职馏分垂的结朋构族闹组成冻是把蚕一个耻馏分玻看作责是一愤个平援均分灰子，灯所以服环数专有可狠能是酿小数般；CA%、CN%、CP%、RT、RA、RN是平忠均分群子的炼结构石参数28②石做油馏鬼分结化构族散组成兄的n-到d-碌M法烃类所的物炕性与霞其结涝构单计元密肯切相触关测定功中间尺馏分希或高妙沸点望馏分香的相胃对密救度(d坐)、折乔射率(n轿)和分境子量(M果)，就俗可以睡用表2-杨9中的禾公式最算出递各结脾构参尚数(CA%、CN%、CP%、RT、RA、RN)29但使渗用该跃方法前有以植下注沟意事录项：得到占的是找平均谋分子袭结构；n-闷d-赶M法有形一定虎的适俊用范屑围：凝点>2蚂0℃时，么用表2-茅9中70枣℃时的店公式鉴；在计失算CR、CT用到锯硫含典量，S含量给需代疤入百猾分含铺量，扇例如估：0.诉8%代入梨公式将计算膛时用0.抖8而不追是0.厦00筛8；公式恋的准戴确性虹：C%的分铁布误及差～1.李5%，环汪数的击误差0.猴1环M>200，不含不饱和烃RT≯4，RA≯2，或CR≯75%CA/CN≯1.5含S≯2%，V≯0.5%，O≯0.5%30烃类d204η20DMCMCMC/d正己烷0.65941.374986.176.014.3621.78环己烷0.77851.426284.166.014.0318.02苯0.87891.501178.116.013.0214.81不同衣结构偿烃的溜性质伯比较314．汽桂油馏丛分的眼烃类壳组成①直杆馏汽坑油馏镜分的誓单体理烃组驾成：组成构汽油制馏分彩的单皮体烃叼的数的目相银当繁级多；切但大蛛多数虫汽油鹿馏分脂中，潜往往20种主团要的裤单体位烃的累含量烤就占爱该直煤馏汽登油馏喊分总衬量的胃一半很以上芝。②直遗馏汽懂油馏予分的丢族组饭成：烷烃初和环驳烷烃旋占直垄馏汽销油馏昨分的爽大部贫分，蜡芳香枣烃一戏般不壶超过20吧%(索wt迅)。就捡其分漆布规岸律而花言，陈一般泊随着库沸点再的升流高，闻芳香赴烃的户含量日逐渐情增加谜。325．石商油中永间馏插分及藏高沸探馏分眨的烃诊类组袭成石油鞭中间谦馏分(2号00～35伶0℃清)中的禽烷烃吹主要带包括边从C11～C20左右(以正俭构烷撒烃计)的正当、异捕构烷包烃。朗环烷颤烃和蛇芳香尺烃以犯单环丢和双毯环为每主，道三环虑及三异环以昆上的狭环烷浊烃和扎芳香殿烃的陷含量辞明显穗减少纠。33石油阴高沸层点馏桶分(3咬50～50租0℃诱)的烃盗类类翠型和击中间役馏分射相似伪，只找是在军烃分健子中宅碳原乏子数追目更抗多，锯高环稻数含虑量更眨多，派而且叉环的早侧链熟数更矛多或介更长社，高衰沸点另馏分死的烷酬烃主寻要包己括从C2份0到C3始6左右(以正佩构烷剖烃计)的正冒、异忘构烷织烃；眨环烷若烃包乓括从谣单环娃到六钱环的劝带有败环戊锯烷环少和环斥己烷核环的夕环烷忠烃，棉其结载构主胆要是县以稠急合类香型为碎主。34四：恩固态分烃石蜡微晶蜡结晶形态较大，成板状细微结晶(结晶小)来源从柴油、润滑油中分离出重润滑油和减渣分离出分子量300～500500～800碳原子数17～3535～60化学组成以正构烷烃为主，还有少量异构烷烃、环烷烃及很少量的芳烃以带正构或异构烷基侧链的环状烃为主(～80%)，正构烷烃、异构烷烃含量约占20%1．石近蜡与御微晶桑蜡的暂区别352．蜡乔的不罗利影危响及马用途不利圈影响站：温玻度下皆降时暑，蜡敲结晶丽析出掏，堵吧塞管堤道；注柴油敌中含哑蜡较堪多，界在冬沃天使峰用时箭，蜡周会堵父塞喷馆油嘴登，使兵柴油伟机不涌能正迅常供牛油，丸影响哗柴油格机的竭正常厅工作用途墨：石记蜡除盲了可转以作己为裂惊化的纹原料革以外钞，由阿于它冤具有级良好锹的绝丑缘性加能及绿化学煤安定爹性，欣可广劫泛应蛋用于洗电气崭、化再工、滋医药沿、日井化；千而微车晶蜡神可作呆为润米滑脂剩的稠油化剂川，在凤电子顿、橡奖胶、季军工炮、冶侮金等朱工业泥也有愿广泛染的用研途3．我获国原炊油的倾蜡含歼量36【三鼻】石袄油中驱的非尼烃成详分37一：贯石油锈中的弹含硫滴化合顷物低硫原油：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’)，噻吩及其同系物原油咐中的字含硫很化合富物一沈般以幕硫醚咱类和教噻吩您类为氏主1．硫打的存花在形键态382．硫贷的分皮布硫的宏分布脑的总渔趋势百是，末随沸泥点升叹高，念硫含队量增蜻加，大部腰分集捡中在坊重馏布分及登渣油蠢中.汽油过中馏压分：H2S、硫职醇、惹硫醚(环硫赤醚)及少仍量的殊二硫广化物划和噻袄吩中间锋馏分：仅系含有象比较找重的投硫化袄物，墙硫醚俱和噻棕吩高沸习点馏隔分：高另沸点勤馏分劝中硫彻的形贸态与剥中沸拼点馏要分相芬似，墓也是钥硫醚壮与噻泊吩，裕另外大还有莲四氢允噻吩39腐蚀妥性Fe为+H2S→犬Fe殃S+肝H2环境谜污染影响可产品屋的储润存安规定性影响戒燃料亭的燃魂烧性胞能硫可夏使催呆化剂夫中毒3．含袖硫化握合物洋对石促油加网工及故产品午应用涂的影扭响40石油欠中的幅氮含狂量一芦般比公硫含衔量低葵，质坛量分星数通惠常集霞中在0.泡05～0.在5%范围则内随沸岁点的子升高慕，含畅量增侧加碱性氮化物：非碱性氮化物：

二：糖石油校中的径含氮受化合跳物①碱桥性氮光化合酷物：优吡啶燥，喹秃啉，财胺等②中枕性氮讽化合冬物：枪吡咯适，吲晌哚，宾咔唑4142含氮顷化合般物的兔危害①影帅响二排次加兽工过局程（辛如使涌催化壮剂中熄毒）②影挖响油家品质像量：遭安定北性差骑，易起生胶址。③污微染环锁境43石油核中的睁含氧战量比午硫、织氮少曾，约武为千用分之凤几；葛个别朝的可功高达2～3%个.随沸勇点升手高，酿含氧荷化合镰物增许加酸性半氧化称物：环烷横酸、删脂肪滤酸、旱芳香种酸、牙酚类(统称屈石油给酸)中性产氧化束物：醛、摘酮、芦酯等顺，含嫂量极卧少三：僚石油泽中的很含氧熄化合批物44石油些中的宴含氧船化合密物的叔含量表一般侄用酸羡度(酸值)来间哈接表纹示含氧口化合礼物的挖危害:①腐头蚀设疤备;②影成响油蜓品质敞量缎：安丢定性惑差，渴易氧斜化生骆胶。4546①石蛾油中茧的环练烷酸石蜡睬基石莲油的帝环烷膏酸含反量较松少，凯中间锯基和虎环烷涉基石免油的盆环烷勺酸含剪量较沫多石油浆中的将环烷盏酸一旦般是头一元桐羧酸环烷榨酸的国相对秒密度总一般添在0.芽93～1.史02之间笛，随伤分子东量增陡大，鸣酸值兴降低览，溶撞解度眯减小环烷乒酸易撇溶于建石油诉烃类棕和多末数有材机溶均剂，第具有则普通搏羧酸牛的一壶切性丽质47②环芬烷酸岩的分妙布中间与馏分(2壤50牙-4绕00撇℃)含量塞最高袄，低如、高坑沸点鲜馏分船含量转较低③危校害原油翼含环畏烷酸卸多，慈容易认乳化片，对洽加工器不理剂，且工腐蚀芬设备产品袜中含麻环烷蒸酸，袍对铅怜、锌烤等有兰色金纲属有更腐蚀宇性，暗对铁蜓、铝荣几乎咐无腐闭蚀；灯用碌煤油校含环杠烷酸午，可忧使灯科芯堵馒赛，筝结花④环遇烷酸粮的用北途48【四侄】石候油中撑的微苗量元头素49目前疗发现稿的石竿油中境的微卸量元破素有59种，害可分绑为三宅类：过渡(变价)金属旗元素碱金歪属和篇碱土炕金属卤素砌和其电他元移素就世特界范牌围来纠看，帆在石弦油中份含量腹最多竞的微息量元泳素是献钒，匀其次创是镍我国祖大多盏数原游油的葛镍含危量明盐显高项于钒他含量一：艘石油皆中的休微量宰元素绝类型50石油产地铁镍铜钒砷大庆4.83.99.7＜0.1―胜利11.53.70.050.29―任丘1.815.0―0.730.22阿曼2.52.40.884.7―马来西亚1.40.40.02＜0.01―石油星中的母微量百元素(pp姿m)51二：魄微量兰元素物在石秃油中逃的分疯布石油娱中的绑微量也元素匙大多种数也储是随粪着沸逆点的耽升高糟而增扒加，挽主要举集中奸在>5傲00我℃的渣锣油中三：瓶微量夜金属每在石棍油中湿的存螺在形烘态以无洲机盐尊的水真溶液给的盐狸类形予式存庸在以油坐溶性幻玉的有看机金授属化杨合物模形式尿存在52【五劣】渣的油及俊渣油各中的徒胶质取、沥有青质53渣油本是原纯油中济沸点喷最高熄、相僚对分愚子质菊量最条大、祝杂原戴子含熊量最均多和答结构鄙最为冤复杂逼的部鲜分我国节大多肆数主暂要原摔油>5计00波℃的减董压渣贿油的聚产率蛾在40～50薄%54一：券渣油玻的组脖成及腔其分黄析方靠法我国原油减渣C：85～87%(wt)H：11～12%(wt)H/C(原子比)≈1.655渣油正庚烷沥青质(不溶于正庚烷)含水量为1%的中性氧化铝吸附色谱柱上用不同溶剂进行冲洗饱和分芳香分胶质56与国格外原驱油相槐比，低我国购减渣尺：芳香介分含量大一般最不太劈燕高，著一般制在30准%左右庚烷矩沥青屋质的含稍量普始遍较保低，确多小骗于3%减渣与中的胶质含量晚一般黑较高宁，多夺在40～50杜%左右胶质慈与沥茄青质溜的比锁值的区数值宋较高，是井我国睬渣油随的特有点之妇一二：沿我国欠渣油纲的特干点57几种伍减压妖渣油勾的结凡构参暗数项目大庆胜利孤岛芳碳率，fA0.160.220.30环烷碳率，fN0.110.170.22烷基碳率，fP0.730.610.48总环数，RT5.26.39.2芳香环数，RA3.03.25.1环烷环数，RN2.33.24.1RA/RN1.31.01.2平均链长，L6.64.73.758三：急胶质幸、沥贡青质慰的比隐较主要纷是根蹄据胶识状沥临青状丙物质垮在不遣同溶隆剂中类的溶双解度武来划该分：沥青所质：不溶称于低糖分子(C5～C7)正构琴烷烃侍，但忆能溶胃于热秋苯可溶巴质：即能脂溶于乓苯又趋能溶厉于低有分子预正构躬烷烃可溶卡质实疏际上印包括创饱和凶分、狡芳香崖分和待胶质596061胶质沥青质外形褐色或暗褐色的粘稠而流动性很差的液体或无定型固体深褐色至黑色，无定形，脆性的固体存在形式在原油中形成真溶液胶体溶液分子量1000-30003000-10000H/C1.4-1.71.1-1.3芳香度CA/C0.2-0.40.4-0.6分布各馏分(馏分越重，含量越大)渣油溶解度溶于石油醚，受热缩合或氧化成沥青质不溶于石