第2章石油的化学组成优秀课件
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石油综述第二章石油的组成及性质
第二章油气的组成及性质第一节油气在地层中，油气则是指原油与天然气混合形成的矿藏能源。
油气的组成则是要把原油的组成与天然气的组成分开讲解。
原油即石油，也称黑色金子，是一种粘稠的、深褐色（有时有点绿色的）液体。
习惯上称直接从油井中开采出来未加工的石油为原油，它是一种由各种烃类组成的黑褐色或暗绿色黏稠液态或半固态的可燃物质。
地壳上层部分地区有石油储存。
它由不同的碳氢化合物混合组成，其主要组成成分是烷烃，此外石油中还含硫、氧、氮、磷、钒等元素。
可溶于多种有机溶剂,不溶于水,但可与水形成乳状液。
按密度范围分为轻质原油、中质原油和重质原油。
不过不同油田的石油成分和外貌可以有很大差别。
石油主要被用来作为燃油和汽油，燃料油和汽油组成世界上最重要的一次能源之一。
石油也是许多化学工业产品——如溶剂、化肥、杀虫剂和塑料等的原料。
原油是一种黑褐色的流动或半流动粘稠液，略轻于水，是一种成分十分复杂的混合物；就其化学元素而言，主要是碳元素和氢元素组成的多种碳氢化合物，统称“烃类”。
原油中碳元素占83%一87%，氢元素占11%一14%，其它部分则是硫、氮、氧及金属等杂质。
虽然原油的基本元素类似，但从地下开采的天然原油，在不同产区和不同地层，反映出的原油品种则纷繁众多，其物理性质有很大的差别。
原油的分类按组成分类：石蜡基原油、环烷基原油和中间基原油三类；按硫含量分类：超低硫原油、低硫原油、含硫原油和高硫原油四类；按比重分类：轻质原油、中质原油、重质原油以三类。
第二节原油的组成及物理化学性质原油的性质包含物理性质和化学性质两个方面。
物理性质包括颜色、密度、粘度、凝固点、溶解性、发热量、荧光性、旋光性等；化学性质包括化学组成、组分组成和杂质含量等。
密度原油相对密度一般在0.75～0.95之间，少数大于0.95或小于0.75，相对密度在0.9～1.0的称为重质原油，小于0.9的称为轻质原油。
粘度原油粘度是指原油在流动时所引起的内部摩擦阻力，原油粘度大小取决于温度、压力、溶解气量及其化学组成。
化学课件《石油》优秀ppt 苏教版
主要反应：C + H2O == CO + H2 ——生产气体燃料 C + O2 == CO2 —— 提供必要的反应温度
在空气中燃烧 低热值气 煤的气化
在氧气中燃烧 中热值气
成分 成分
CO、H2、N2 CO、H2、CH4
煤
催化剂 高热值气 成分 CH4
煤的液化 液体燃料
催化剂
甲醇 乙醇 乙二醇
液体燃料
的汽油质量 不够高,还常
C4H10
Δ
会发生结焦 C4H10 Δ
现象．
C4H8 Δ
C8H18 + C8H16 辛烷 辛烯 C4H10 + C4H8
C2H6 + C2H4
CH4 + C3H6 C2H4 + C2H4
石油的裂化
催化裂化
催化裂化的反应过程很复杂，当裂化 成较小的烃分子时，其中有烯烃生 成．
炉 煤
粗氨水
NH3、铵盐等
气
苯
NO2
燃料、化工原料
氮肥
NH2
染料、药物等
粗 苯 分馏 甲苯
CH3
O 2N
NO2
炸药等
二甲苯
NO2 HOOC
COOH 合成材料
苯、甲苯、二甲苯
煤
焦
酚类、萘、蒽等
油
沥青
染料、药物、炸药、合成材料等 染料、药物、合成材料等 筑路材料、制碳素电极等
焦炭 高温
Fe2O3 + 3CO == 2Fe + 3CO2
H、O、N、S （少量） 以及无机矿物质
各种煤的含碳量范围
含碳量越高 发热量越高
我国是最大 的耗煤国家
占总产量70%的 煤都被直接烧掉
石油炼制工程-2化学组成
第二章 石油的化学组成
§2.1
石油的元素组成和馏分组成
一、石油的一般性状
∆∆石油(或称原油)通常是黑色、褐色或黄色的流动或半 流动的粘稠液体，相对密度一般介于0.8-0.98之间。
颜色：黑色、褐色或黄色
温状态：流动或半流动的粘稠液体 相对密度：0.80～0.98
表 2-1 我国原油的一般性质
原油名称 密度，g/cm3 运动粘度，mm2/s 凝点，℃ 蜡含量，% 庚烷沥青质，% 残炭，% 灰分，% 硫含量，% 氮含量，% 大庆 0.8854 20.19 30 26.2 0 2.9 0.0027 0.10 0.16 胜利 0.9005 83.36 28 14.6 <1 6.4 0.02 0.80 0.41 孤岛 0.9495 333.7 2 4.9 2.9 7.4 0.096 2.09 0.43 辽河 0.9204 109.0 17 9.5 0 6.8 0.01 0.24 0.40 华北 0.8837 57.1 36 22.8 <0.1 6.7 0.0097 0.31 0.38 中原 0.8466 10.32 33 19.7 0 3.8 --0.52 0.17 新疆吐哈 鲁宁管输 0.8197 2.72 16.5 18.6 0 0.90 0.014 0.03 0.05 0.8937 37.8 26.0 15.3 0 5.5 --0.80 0.29
平均分子（Average Structure）
一、石油烃类组成表示方法
• 从结构族组成的观点，任何烃类化合物，不论其结构 如何复杂，都可以看成是由烷基、环烷基、和芳香基 三种结构单元所组成。
C10H21
C10H21
结构参数：
芳香碳原子百分数CA％=6/20*100=30 环烷碳原子百分数CN％=4/20*100=20 烷基碳原子百分数CP％=10/20*100=50 总环数RT=2
§2.1
石油的元素组成和馏分组成
一、石油的一般性状
∆∆石油(或称原油)通常是黑色、褐色或黄色的流动或半 流动的粘稠液体，相对密度一般介于0.8-0.98之间。
颜色：黑色、褐色或黄色
温状态：流动或半流动的粘稠液体 相对密度：0.80～0.98
表 2-1 我国原油的一般性质
原油名称 密度，g/cm3 运动粘度，mm2/s 凝点，℃ 蜡含量，% 庚烷沥青质，% 残炭，% 灰分，% 硫含量，% 氮含量，% 大庆 0.8854 20.19 30 26.2 0 2.9 0.0027 0.10 0.16 胜利 0.9005 83.36 28 14.6 <1 6.4 0.02 0.80 0.41 孤岛 0.9495 333.7 2 4.9 2.9 7.4 0.096 2.09 0.43 辽河 0.9204 109.0 17 9.5 0 6.8 0.01 0.24 0.40 华北 0.8837 57.1 36 22.8 <0.1 6.7 0.0097 0.31 0.38 中原 0.8466 10.32 33 19.7 0 3.8 --0.52 0.17 新疆吐哈 鲁宁管输 0.8197 2.72 16.5 18.6 0 0.90 0.014 0.03 0.05 0.8937 37.8 26.0 15.3 0 5.5 --0.80 0.29
平均分子（Average Structure）
一、石油烃类组成表示方法
• 从结构族组成的观点，任何烃类化合物，不论其结构 如何复杂，都可以看成是由烷基、环烷基、和芳香基 三种结构单元所组成。
C10H21
C10H21
结构参数：
芳香碳原子百分数CA％=6/20*100=30 环烷碳原子百分数CN％=4/20*100=20 烷基碳原子百分数CP％=10/20*100=50 总环数RT=2
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。
中国石油大学石油加工基础2 石油的化学组成
2、族组成
族是化学结构相似的一类化合物 族组成简单实用，可根据分析方法和实际需要进行划分
馏分 汽油馏分 分析方法 气相色谱 族组成划分 烷烃、环烷烃、芳香烃，裂化汽油增加不饱和烃的分 析 饱和烃（烷烃和环烷烃）、 轻芳香烃（单环）、中芳 香烃（双环）、重芳香烃（多环）及非烃组分 烷烃（正构、异构）、环烷烃（一环、二环、多环） 、芳香烃（一环、二环、多环）和非烃化合物
国内原油 原油名称 大庆 胜利 孤岛 新疆 大港 欢喜岭 高升 井楼 二连 江汉
11
国外原油 N，m% 0.16 0.41 0 43 0.43 0.13 0.23 0.41 0.72 0.74 0.47 高 高 低
12
S，m% 0.10 0.80 2 09 2.09 0.05 0.12 0.26 0.56 0.32 2.09 低
一、石油烃类组成表示方法
3、结构族组成
石油中的较重馏分及渣油的分子量大，结构复杂，所含单 体化合物不可胜数；不仅无法测定其单体化合物的组成， 即使用族组成的方法也难以确切表达其结构特征
C10H21 C10H21
煤 油 、 柴 油 及 液固色谱法 减压馏分 质谱法
烃类归属？ 相关性质是否与归属的烃类一致？
一、石油的一般性质
石油与原油？什么是石油？石油是什么样？
颜色： 黑色、褐色、黄色 状态： 流动、半流动、粘稠、液体 相对密度： 0.80~0.98 燃烧性： 可燃
3 4
一、石油的一般性质
• 密度、粘度、凝点 • 蜡含量、沥青质含量 • 残炭、灰分 • 酸值 • 碳含量、氢含量 • 硫含量、氮含量、氧含量 • 金属含量：Ni、V、Fe、Cu等
8
我国原油的特点之二： 84.00 12.70 H/C原子比偏低 13.00
族是化学结构相似的一类化合物 族组成简单实用，可根据分析方法和实际需要进行划分
馏分 汽油馏分 分析方法 气相色谱 族组成划分 烷烃、环烷烃、芳香烃，裂化汽油增加不饱和烃的分 析 饱和烃（烷烃和环烷烃）、 轻芳香烃（单环）、中芳 香烃（双环）、重芳香烃（多环）及非烃组分 烷烃（正构、异构）、环烷烃（一环、二环、多环） 、芳香烃（一环、二环、多环）和非烃化合物
国内原油 原油名称 大庆 胜利 孤岛 新疆 大港 欢喜岭 高升 井楼 二连 江汉
11
国外原油 N，m% 0.16 0.41 0 43 0.43 0.13 0.23 0.41 0.72 0.74 0.47 高 高 低
12
S，m% 0.10 0.80 2 09 2.09 0.05 0.12 0.26 0.56 0.32 2.09 低
一、石油烃类组成表示方法
3、结构族组成
石油中的较重馏分及渣油的分子量大，结构复杂，所含单 体化合物不可胜数；不仅无法测定其单体化合物的组成， 即使用族组成的方法也难以确切表达其结构特征
C10H21 C10H21
煤 油 、 柴 油 及 液固色谱法 减压馏分 质谱法
烃类归属？ 相关性质是否与归属的烃类一致？
一、石油的一般性质
石油与原油？什么是石油？石油是什么样？
颜色： 黑色、褐色、黄色 状态： 流动、半流动、粘稠、液体 相对密度： 0.80~0.98 燃烧性： 可燃
3 4
一、石油的一般性质
• 密度、粘度、凝点 • 蜡含量、沥青质含量 • 残炭、灰分 • 酸值 • 碳含量、氢含量 • 硫含量、氮含量、氧含量 • 金属含量：Ni、V、Fe、Cu等
8
我国原油的特点之二： 84.00 12.70 H/C原子比偏低 13.00
石油讲义2..
国内外几种轻质原油的一般性质
新疆 (塔南) 0.7864 2.28 9
____
青海 (冷湖5号) 0.8042 1.46 -9
____
新疆 (塔中1号) 0.7632
____
南海西部 (涠州北2#) 0.7719 1.72 17 11.9 0.05 0.3
____
也门 (麦瑞波) 0.7986 1.52 -24 3.94 0.12 0.82 0.08
含硫低、含氮高
-16-
2018年10月13日星期六
非碳氢元素在石油中的含量较少，但在石油中，含有 这些元素的化合物所占的比例就大得多。对于石油的 性质和石油加工过程有很大的影响，必须充分予以重 视。 原油中的微量金属和非金属元素，含量一般为百万分 之几甚至十亿分之几，但它们对石油加工有很大的影 响，必须引起充分重视
-5-
2018年10月13日星期六
轻质石油
轻质石油：相对密度小于0.80 该类石油的特点是相对密度小、轻油收率高、渣 油含量少，这类原油目前在世界上的探明储量及产量 均较少。
-6-
2018年10月13日星期六
表2.4
原 油 名 称
密度（20℃) 3 g/cm 运动粘度（50℃） 2 mm /s 凝点，℃ 蜡含量 (质量分数)，% 庚烷沥青质 (质量分数), % 残炭 (质量分数)，% 硫含量 (质量分数)，% 氮含量 (质量分数)，%
-12-
2018年10月13日星期六
表2.6
分子式 H/C原子比 分子式 H/C原子比 1.71 C6H14 2.33
氢碳原子比与烃类结构的关系
C10H22 2.20 C14H30 2.14 C18H38 2.1l 2.00 1.80
石油、天然气、油田水的化学组成和物理性质PPT(共56页)
呈元素硫(S)、硫化氢(H2S)、硫醇(RSH)、硫醚(RSR’)、环硫醚、二 硫化物、噻吩及其同系物等形态出现。
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。
8
轻质石油中胶质<5%， 重质石油中胶质可达20%以上。 （3）沥青质
不溶于石油醚。为黑色固体粉末。为含杂原子的高分 子化合物，分子量37000—1000000，是稠环芳香烃和烷基侧 链组成的复杂结构。重质石油中沥青质含量高。
15
组份 油质 苯胶质 酒精-苯胶质 沥青质
族份 饱和烃（烷烃、环烷烃） 芳香烃 非烃 沥青质
1
第1节 石油的化学组成和物理性质
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 S 、O、N
C：84%-87%；H：11%-14% （二）化合物组成：烃类组成占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。
(2)压力加大，粘度也随之增加。 (3)分子量小的烷烃、环烷烃含量高，粘度低； 高分子化合物含量高，粘度高； (4)而原油中溶解气量的增加则会使粘度降低。
石油粘度是一个很重要的物理特性，它直接 影响石油流入井中及在输油管线中的流动速度， 所以在油田开采和石油集输方面都有重要意义。
20
按粘度、密度的原油分类
香烃。例如：联苯稠环芳香烃: 是指分子中含两个或多个 苯环，彼此之间通过共用两个相邻碳原子稠合而成的芳香 烃。例如萘、蒽、菲
石油的化学组成(全套课件370P)
石油中各族烃类的分布规律
精品课件
17
烃类
汽油馏分 ＜180℃ BP
煤油–柴油馏分 180~350℃
润滑油馏分 350~500℃
BP
烷 烃
正构烷烃
C5~C10
C10~C20
油含量少，但储量及产量均较少
精品课件
➢石油的元素组成
化学组成的含义 元素组成 化合物组成
为什么要研究化学组成？ 石油化学组成的特殊性
组成石油的主要元素
五种：C、H、O、N、S C、H含量
C含量83%~87% H含量11%~14% 合计一般为95%~99%
3 精品课件
4
S、N、O的含量 合计含量大多占1%~4% S含量：0.02%~5.5%。我国原油一般为0.12%~2.0% N含量：0.02%~0.77%。我国原油一般偏高，＞0.3% O含量：0.2%~1.7%甚至2%~3% （差额 ，误差大） 以化合物的量计，所占的比例相当可观
IBP~200℃ 11.5 7.6 6.1 9.4 6.1 19.4 15.4 19.6 2.4 1.2 23.3 20.7 31.5 29.0 11.9
11
馏分组成（），%
200~350 ℃ 350~500 ℃
19.7
26.0
17.5
27.5
14.9
27.2
＞500 ℃ 42.8 47.4 51.8
轻柴油 (＞170)~350℃ (C11~C20) 重柴油 300~350℃ (C18~C36)
精品课件
10
馏分组成 馏分组成 一系列馏分在原油或油品中的百分含量，称 为该原油或油品的馏分组成
精品课件
原油名称
大庆 胜利 孤岛 辽河 华北 中原 新疆 新疆库尔勒 新疆九区 单家寺 沙特（轻质） 沙特（混合） 也门（麦瑞波） 英国（北海） 印尼（米纳斯）
精品课件
17
烃类
汽油馏分 ＜180℃ BP
煤油–柴油馏分 180~350℃
润滑油馏分 350~500℃
BP
烷 烃
正构烷烃
C5~C10
C10~C20
油含量少，但储量及产量均较少
精品课件
➢石油的元素组成
化学组成的含义 元素组成 化合物组成
为什么要研究化学组成？ 石油化学组成的特殊性
组成石油的主要元素
五种：C、H、O、N、S C、H含量
C含量83%~87% H含量11%~14% 合计一般为95%~99%
3 精品课件
4
S、N、O的含量 合计含量大多占1%~4% S含量：0.02%~5.5%。我国原油一般为0.12%~2.0% N含量：0.02%~0.77%。我国原油一般偏高，＞0.3% O含量：0.2%~1.7%甚至2%~3% （差额 ，误差大） 以化合物的量计，所占的比例相当可观
IBP~200℃ 11.5 7.6 6.1 9.4 6.1 19.4 15.4 19.6 2.4 1.2 23.3 20.7 31.5 29.0 11.9
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馏分组成（），%
200~350 ℃ 350~500 ℃
19.7
26.0
17.5
27.5
14.9
27.2
＞500 ℃ 42.8 47.4 51.8
轻柴油 (＞170)~350℃ (C11~C20) 重柴油 300~350℃ (C18~C36)
精品课件
10
馏分组成 馏分组成 一系列馏分在原油或油品中的百分含量，称 为该原油或油品的馏分组成
精品课件
原油名称
大庆 胜利 孤岛 辽河 华北 中原 新疆 新疆库尔勒 新疆九区 单家寺 沙特（轻质） 沙特（混合） 也门（麦瑞波） 英国（北海） 印尼（米纳斯）
必修二有机化学石油、乙烯47页PPT
2、组成化合物：主要是由各种烷烃、环烷烃 和芳香烃所组成的混合物
3、状态：大部分是液态烃，同时溶有少量 的气态烃、固态烃。没有固定的沸点.
注意：石油的化学成分随产地的不同而不同。
从油田里开采出来的没有经 过加工处理的石油叫原油
油田
原油
杂质成分：水，氯化钙，氯化镁
等盐类
处理： 脱水 脱盐
目的： 水--浪费燃料
分子内各原 子的相对位 置
2个碳原子和4 个氢原子在
上
2个碳原子和6 个氢原子在
上
分子式
C2H4
C2H6
电子式 结构式 结构简式
H.. H.. H:C::C:H
HH
H-C=C-H
CH2=CH2
H.. H.. H:C..:C..:H
HH HH
H-C-C-H
HH
CH3-CH3
分子内各原子 2个碳原子和4 2个碳原子和6 的相对位置 个氢原子在 个氢原子不在
原油 脱盐脱水 石油 分馏
石油气(C1～C4) 汽油(C5~C12) 煤油(C12~C16) 柴油(C15~C18) 重油(C20以上)
【思考】通过石油的分馏获得的汽油、煤油、柴 油等轻质油的产量仅占石油总产量的25%左右,但 社会需求的石油产品主要是这些轻质油,特别是汽 油, 在工业采用什么方法来提高轻质油的产量?
石 1、蒸馏烧瓶中液体体积不
油 得超过容积的 2/3
蒸 2、加少量瓷片，以防止液
馏 体在沸腾时剧烈跳动(暴沸)
应 3、因是测定气体的温度， 注 意 所以温度计的水银球不能插入液体中
事 应把温度计的水银球与烧瓶的支管口相平行(或相切)
项
4、冷凝水要从低处向高处逆流，却不可颠倒 5、得到的汽油和煤油是混合物.
3、状态：大部分是液态烃，同时溶有少量 的气态烃、固态烃。没有固定的沸点.
注意：石油的化学成分随产地的不同而不同。
从油田里开采出来的没有经 过加工处理的石油叫原油
油田
原油
杂质成分：水，氯化钙，氯化镁
等盐类
处理： 脱水 脱盐
目的： 水--浪费燃料
分子内各原 子的相对位 置
2个碳原子和4 个氢原子在
上
2个碳原子和6 个氢原子在
上
分子式
C2H4
C2H6
电子式 结构式 结构简式
H.. H.. H:C::C:H
HH
H-C=C-H
CH2=CH2
H.. H.. H:C..:C..:H
HH HH
H-C-C-H
HH
CH3-CH3
分子内各原子 2个碳原子和4 2个碳原子和6 的相对位置 个氢原子在 个氢原子不在
原油 脱盐脱水 石油 分馏
石油气(C1～C4) 汽油(C5~C12) 煤油(C12~C16) 柴油(C15~C18) 重油(C20以上)
【思考】通过石油的分馏获得的汽油、煤油、柴 油等轻质油的产量仅占石油总产量的25%左右,但 社会需求的石油产品主要是这些轻质油,特别是汽 油, 在工业采用什么方法来提高轻质油的产量?
石 1、蒸馏烧瓶中液体体积不
油 得超过容积的 2/3
蒸 2、加少量瓷片，以防止液
馏 体在沸腾时剧烈跳动(暴沸)
应 3、因是测定气体的温度， 注 意 所以温度计的水银球不能插入液体中
事 应把温度计的水银球与烧瓶的支管口相平行(或相切)
项
4、冷凝水要从低处向高处逆流，却不可颠倒 5、得到的汽油和煤油是混合物.
石油的化学组成PPT学习教案
150～200 65.0 25.3 9.7 52.0 35.5 12.5 44.9 34.6 20.5 13.3 72.4 14.3
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二、石油馏分的烃类组成
二、石油气体及石油馏分的烃类组成 2、石油汽油馏分的单体烃组成
（2）直馏汽油馏分的烃族组成 烷烃和环烷烃占直馏汽油馏分的大部分，芳香烃
0.31 0.52
氮含量，%
0.16 0.41 0.43
0.40
0.38 0.17
镍含量，μg/g
3.1
26.0 21.1
32.5
15.0 3.3
钒含量，μg/g
0.04
1.6
2.第0 1页/共102.6页
0.7
2.4
吐哈 0.8197
2.72
16.5 18.6
0 0.90 0.017
0.03 0.05 0.50 0.03
第8页/共12页
二、石油馏分的烃类组成
二、石油气体及石油馏分的烃类组成 2、石油汽油馏分的单体烃组成
（2）直馏汽油馏分的烃族组成（质量分数）
沸点范围， ℃ 烷烃
大庆
环烷 烃
芳香 烃
烷烃
胜利
环烷 烃
芳香 烃
烷烃
大港
环烷 烃
芳香 烃
烷烃
孤岛
环烷 烃
芳香 烃
60～95 56.8 41.1 2.1 52.9 44.6 2.5 51.5 42.3 6.2 47.5 51.4 1.1 95～122 56.2 39.0 4.8 45.9 49.8 4.3 42.2 47.6 10.2 36.3 59.6 4.1 122～150 60.5 32.6 6.9 44.8 43.6 11.6 44.8 36.7 18.5 27.2 64.1 8.7
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《石油加工》教学课件
第2章石油的化学 组成
杨淑清
本章主要内容
第一节 石油的一般性质、元素组成和馏分组成 第二节 石油馏分的烃类组成 第三节 石油中的非烃化合物 第四节 各类化合物的分布
第一节 石油的一般性质、元素组成和馏分组成
一、石油的一般性质
石油（原油）
➢ 颜色：黑色、褐色或黄色 ➢ 常温状态：流动或半流动的粘稠液体 ➢ 相对密度：0.80～0.98
➢ 国内炼厂在加工国产油和进口油时要采用不同的技术
三、石油的馏分组成
原油是一个多组分的复杂混合物，沸点范围很宽， 从常温一直到500℃以上 无论是对原油进行研究或进行加工利用，都必须对 原油进行分馏
分馏－－按照组分沸点的差别将原油“切割”成若 干“馏分”，每个馏分的沸点范围简称为馏程或沸 程
初馏点－－加热时馏出第一滴液体时的温度
第二节 石油馏分的烃类组成
石油主要由烃类和非烃类组成
➢ 石油因产地及种类不同，烃类和非烃类的相对含量差别 很大
➢ 轻质石油的烃类含量可高达90%以上，但重质石油的烃 类含量甚至低于50%
➢ 在同一原油中，随着馏分沸程增高，烃类含量降低而非 烃类含量逐渐增加
石油中的烃类包括：烷烃、环烷烃、芳香烃和分子 中兼有这三类烃结构的混合烃组成
2.55
伊朗
1.40
科威特
2.30
英国（北海）
0.35
前苏联（杜依玛斯） 2.67
美国（勘萨斯）
1.90
N，wt% 0.09 0.12 0.09 0.12 0.14 0.07 0.33 0.45
低
高
高
低
硫、氮、氧的含量
我国原油的特点之二
➢ 与国外原油相比，我国原油的硫含量低、氮含量高（低 硫高氮）
气和硫化氢
炼厂气：因加工工艺、条件及原料的不同，组成差 别很大，且普遍含有烯烃
2、汽油馏分
单体烃－表示直馏汽油C5～C10范围的烃 单体烃检测达200个，其中20种主要单体烃的总含 量>50% 直馏汽油的烷烃含量很高，一般在50%左右，且主 要成分是正构及支链较少的烷烃 环烷烃只含环戊烷和环己烷系；在环己烷系中，以 甲基环己烷的含量为最高 不含烯烃
烷烃 是石油的主要组分之一，包括正构烷烃和异构烷烃 由于分子大小及异构化程度不同，存在的形态也不 同
一、石油烃类组成表示方法
1、单体烃组成 2、族组成 3、结构族组成
二、石油馏分的烃类组成
1、石油气体的烃类组成－用单体烃表示 天然气
➢ 伴生气：伴随原油共生、与原油同时采出 ➢ 非伴生气：纯气田，甲烷>90 v% 干气 ➢ 凝析气田，甲烷 ，C2+C3+C4=10~20 v% 湿气 ➢ 天然气中还经常杂有非烃气体，主要包括二氧化碳、氮
石油中碳氢含量之和一般大于95%，单纯用碳氢含 量不易进行比较，用氢碳原子比更能反映其属性
轻质原油或石蜡基原油，如大庆原油和印尼米纳斯 原油的氢碳原子比较高，约为1.9 重质原油或环烷基原油，如欢喜岭原油的氢碳原子 比较低，约1.5左右
2、硫、氮、氧的含量
石油中非碳氢元素也称杂原子，其含量一般不超过 5wt%，大多数原油的氮含量很低，一般为千分之 几至万分之几
原油名称 S，wt% N，wt%
大庆
0.10
0.16
胜利
0.80
0.41
孤岛
2.09
0.43
新疆
0.05
0.13
大港
0.12
0.பைடு நூலகம்3
欢喜岭 0.26
0.41
高升
0.56
0.72
井楼
0.32
0.74
二连
0.16
0.44
江汉
2.09
0.47
国外部分原油
原油名称
S，wt%
沙特轻质
1.91
沙特中质
2.42
沙特轻重混合
高
石油的馏分组成
我国原油的特点之三
➢ 与国外原油相比，我国原油的汽油馏分含量低、减压渣 油含量高
从原油直接分馏得到的馏分称为直馏溜分，它们基 本上保留着石油原来的性质，基本上不含不饱和烃
石油直馏馏分经过二次加工（如延迟焦化、催化裂 化等）后，所得的馏分与相应直馏馏分的化学组成 不同，产物的化学组成中含有不饱和烃
低
馏分组成，%
200～350℃ 350～500℃
19.7
26.0
17.5
27.5
14.9
27.2
21.5
29.2
19.9
34.9
25.1
23.2
26.0
29.9
31.1
26.1
19.3
29.6
12.2
18.3
26.3
25.1
24.5
23.2
30.6
23.2
27.6
25.4
30.2
24.8
>500℃ 42.8 47.4 51.8 39.9 39.1 32.3 29.7 23.2 51.1 68.3 25.3 31.6 14.7 18.0 33.0
与国外原油相比，我国原油的硫含量较低，大多数 低于1wt%
与国外原油相比，我国原油的氮含量偏高，一般在 千分之三以上，例如井楼及高升原油的氮含量高达 千分之七以上，属于较少见的高氮原油
原油中的杂原子含量虽少，但以碳氢化合物的衍生 物形式存在，比例较大，对油品性质和加工过程影 响很大
硫、氮的含量
我国原油
国内外部分原油的馏分组成
原油 名称
大庆 胜利 孤岛 辽河 华北 中原 新疆 新疆库尔勒 新疆九区 单家寺 沙特轻质 沙特混合 阿联酋 英国北海 印尼米纳斯
～200℃ 11.5 7.6 6.1 9.4 6.1 19.4 15.4 19.6 2.4 1.2 23.3 20.7 31.5 29.0 11.9
二、石油的元素组成
世界上各种原油的性质虽然差别甚远，但基本上由 五种元素即碳、氢、硫、氮、氧所组成
➢ 碳：83.0～87.0 wt% ➢ 氢：11.0～14.0 wt% ➢ 硫：0.05～8.0 wt% ➢ 氮：0.05～2.0 wt% ➢ 氧：0.05～2.0 wt%
1、碳氢含量和氢碳比（H/C）
原油的分类
原油 轻质原油
密度， g/cm3 <0.852
APIO 粘度，cp >34
常规原油 0.852~0. 931
重质原油 0.931~0. 998
特稠原油 >0.998
20~34 10~20
<10
100~100 00
>10000
原油的一般性质
我国原油的特点之一
➢ 粘度高、凝点高、蜡含量高、庚烷沥青质含量低 ➢ 相对密度在0.85～0.95之间，属偏重的常规原油
石油的馏分组成
馏程(℃)
馏分名称
初馏点～180（200） 汽油馏分（石脑油馏分）
180（200）～350 ）
煤 柴 油 馏 分 （ 常 压 瓦 斯 油 、 AGO
350～500
减压馏分（润滑油馏分、减压瓦斯 油、减压蜡油、VGO）
>500
减压渣油（VR）
>350
常压渣油（常压重油、AR）
常压渣油实际上包含了减压馏分和减压渣油
第2章石油的化学 组成
杨淑清
本章主要内容
第一节 石油的一般性质、元素组成和馏分组成 第二节 石油馏分的烃类组成 第三节 石油中的非烃化合物 第四节 各类化合物的分布
第一节 石油的一般性质、元素组成和馏分组成
一、石油的一般性质
石油（原油）
➢ 颜色：黑色、褐色或黄色 ➢ 常温状态：流动或半流动的粘稠液体 ➢ 相对密度：0.80～0.98
➢ 国内炼厂在加工国产油和进口油时要采用不同的技术
三、石油的馏分组成
原油是一个多组分的复杂混合物，沸点范围很宽， 从常温一直到500℃以上 无论是对原油进行研究或进行加工利用，都必须对 原油进行分馏
分馏－－按照组分沸点的差别将原油“切割”成若 干“馏分”，每个馏分的沸点范围简称为馏程或沸 程
初馏点－－加热时馏出第一滴液体时的温度
第二节 石油馏分的烃类组成
石油主要由烃类和非烃类组成
➢ 石油因产地及种类不同，烃类和非烃类的相对含量差别 很大
➢ 轻质石油的烃类含量可高达90%以上，但重质石油的烃 类含量甚至低于50%
➢ 在同一原油中，随着馏分沸程增高，烃类含量降低而非 烃类含量逐渐增加
石油中的烃类包括：烷烃、环烷烃、芳香烃和分子 中兼有这三类烃结构的混合烃组成
2.55
伊朗
1.40
科威特
2.30
英国（北海）
0.35
前苏联（杜依玛斯） 2.67
美国（勘萨斯）
1.90
N，wt% 0.09 0.12 0.09 0.12 0.14 0.07 0.33 0.45
低
高
高
低
硫、氮、氧的含量
我国原油的特点之二
➢ 与国外原油相比，我国原油的硫含量低、氮含量高（低 硫高氮）
气和硫化氢
炼厂气：因加工工艺、条件及原料的不同，组成差 别很大，且普遍含有烯烃
2、汽油馏分
单体烃－表示直馏汽油C5～C10范围的烃 单体烃检测达200个，其中20种主要单体烃的总含 量>50% 直馏汽油的烷烃含量很高，一般在50%左右，且主 要成分是正构及支链较少的烷烃 环烷烃只含环戊烷和环己烷系；在环己烷系中，以 甲基环己烷的含量为最高 不含烯烃
烷烃 是石油的主要组分之一，包括正构烷烃和异构烷烃 由于分子大小及异构化程度不同，存在的形态也不 同
一、石油烃类组成表示方法
1、单体烃组成 2、族组成 3、结构族组成
二、石油馏分的烃类组成
1、石油气体的烃类组成－用单体烃表示 天然气
➢ 伴生气：伴随原油共生、与原油同时采出 ➢ 非伴生气：纯气田，甲烷>90 v% 干气 ➢ 凝析气田，甲烷 ，C2+C3+C4=10~20 v% 湿气 ➢ 天然气中还经常杂有非烃气体，主要包括二氧化碳、氮
石油中碳氢含量之和一般大于95%，单纯用碳氢含 量不易进行比较，用氢碳原子比更能反映其属性
轻质原油或石蜡基原油，如大庆原油和印尼米纳斯 原油的氢碳原子比较高，约为1.9 重质原油或环烷基原油，如欢喜岭原油的氢碳原子 比较低，约1.5左右
2、硫、氮、氧的含量
石油中非碳氢元素也称杂原子，其含量一般不超过 5wt%，大多数原油的氮含量很低，一般为千分之 几至万分之几
原油名称 S，wt% N，wt%
大庆
0.10
0.16
胜利
0.80
0.41
孤岛
2.09
0.43
新疆
0.05
0.13
大港
0.12
0.பைடு நூலகம்3
欢喜岭 0.26
0.41
高升
0.56
0.72
井楼
0.32
0.74
二连
0.16
0.44
江汉
2.09
0.47
国外部分原油
原油名称
S，wt%
沙特轻质
1.91
沙特中质
2.42
沙特轻重混合
高
石油的馏分组成
我国原油的特点之三
➢ 与国外原油相比，我国原油的汽油馏分含量低、减压渣 油含量高
从原油直接分馏得到的馏分称为直馏溜分，它们基 本上保留着石油原来的性质，基本上不含不饱和烃
石油直馏馏分经过二次加工（如延迟焦化、催化裂 化等）后，所得的馏分与相应直馏馏分的化学组成 不同，产物的化学组成中含有不饱和烃
低
馏分组成，%
200～350℃ 350～500℃
19.7
26.0
17.5
27.5
14.9
27.2
21.5
29.2
19.9
34.9
25.1
23.2
26.0
29.9
31.1
26.1
19.3
29.6
12.2
18.3
26.3
25.1
24.5
23.2
30.6
23.2
27.6
25.4
30.2
24.8
>500℃ 42.8 47.4 51.8 39.9 39.1 32.3 29.7 23.2 51.1 68.3 25.3 31.6 14.7 18.0 33.0
与国外原油相比，我国原油的硫含量较低，大多数 低于1wt%
与国外原油相比，我国原油的氮含量偏高，一般在 千分之三以上，例如井楼及高升原油的氮含量高达 千分之七以上，属于较少见的高氮原油
原油中的杂原子含量虽少，但以碳氢化合物的衍生 物形式存在，比例较大，对油品性质和加工过程影 响很大
硫、氮的含量
我国原油
国内外部分原油的馏分组成
原油 名称
大庆 胜利 孤岛 辽河 华北 中原 新疆 新疆库尔勒 新疆九区 单家寺 沙特轻质 沙特混合 阿联酋 英国北海 印尼米纳斯
～200℃ 11.5 7.6 6.1 9.4 6.1 19.4 15.4 19.6 2.4 1.2 23.3 20.7 31.5 29.0 11.9
二、石油的元素组成
世界上各种原油的性质虽然差别甚远，但基本上由 五种元素即碳、氢、硫、氮、氧所组成
➢ 碳：83.0～87.0 wt% ➢ 氢：11.0～14.0 wt% ➢ 硫：0.05～8.0 wt% ➢ 氮：0.05～2.0 wt% ➢ 氧：0.05～2.0 wt%
1、碳氢含量和氢碳比（H/C）
原油的分类
原油 轻质原油
密度， g/cm3 <0.852
APIO 粘度，cp >34
常规原油 0.852~0. 931
重质原油 0.931~0. 998
特稠原油 >0.998
20~34 10~20
<10
100~100 00
>10000
原油的一般性质
我国原油的特点之一
➢ 粘度高、凝点高、蜡含量高、庚烷沥青质含量低 ➢ 相对密度在0.85～0.95之间，属偏重的常规原油
石油的馏分组成
馏程(℃)
馏分名称
初馏点～180（200） 汽油馏分（石脑油馏分）
180（200）～350 ）
煤 柴 油 馏 分 （ 常 压 瓦 斯 油 、 AGO
350～500
减压馏分（润滑油馏分、减压瓦斯 油、减压蜡油、VGO）
>500
减压渣油（VR）
>350
常压渣油（常压重油、AR）
常压渣油实际上包含了减压馏分和减压渣油