第2章石油物性和化學(xué)組成

第二章石油的化學(xué)組成本章的主要內(nèi)容為：原油的一般性質(zhì)石油的烴類組成石油中的非烴化合物石油中的微量元素石油中的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)第一節(jié)石油的一般性質(zhì)、元素組成和餾分組成一、石油的一般性質(zhì)石油（Petroleum）或稱原油（CrudeOil）是一種從地下深處開采出來的黃色、褐色乃至黑色的可燃性粘稠液體，它常與天然氣并存，有“黑色金子”之稱。一、石油的一般性質(zhì)石油（Petroleum）或稱原油（CrudeOil）是一種從地下深處開采出來的黃色、褐色乃至黑色的可燃性粘稠液體，它常與天然氣并存，有“黑色金子”之稱。Definition我國主要原油的一般性質(zhì)原油名稱大慶勝利孤島遼河中原新疆密度(20℃)g/cm30.85540.90050.94950.92040.84660.8538運動粘度(50℃)mm2/s20.1983.36333.70109.0010.3218.80凝點，℃30282173312庚烷瀝青質(zhì)m%0<12.900---殘?zhí)?m%2.96.47.46.83.82.6國外幾種原油的一般性質(zhì)原油名稱伊朗(輕質(zhì))伊朗(重質(zhì))沙特(輕質(zhì))沙特(重質(zhì))密度(20℃)g/cm30.85540.87070.85750.8871運動粘度（37.8℃）mm2/s6.419.406.2519.00傾點，℃-29-15-34-29庚烷瀝青質(zhì)m%0.641.90------殘?zhí)?，m%3.55.33.67.9國內(nèi)外幾種重質(zhì)原油的一般性質(zhì)原油名稱單家寺雙喜嶺井樓加拿大冷湖阿薩巴斯卡密度(20℃)g/cm30.97310.94340.95311.00131.030運動粘度(50℃)mm2/s81082871539670----凝點，℃5-201115.610庚烷瀝青質(zhì)m%1.20015.016.9殘?zhí)縨%2.96.46.83.82.6常規(guī)原油的相對密度在0.80~0.95之間。而我國原油的相對密度大多在0.85~0.95之間，屬偏重的常規(guī)原油。

（我國原油的特點）重質(zhì)原油的相對密度均在0.93以上，有的還大于1.0。二、原油的元素組成幾種原油的元素組成原油名稱C,m%H,m%S,m%N,m%大慶85.8713.730.100.16勝利86.2612.200.800.44孤島85.1211.612.090.43遼河85.8612.650.180.31新疆86.1313.300.050.13大港85.6713.400.120.23江漢83.0012.812.090.47伊朗輕質(zhì)85.1413.131.350.17阿薩巴斯卡83.4410.454.190.48格羅茲尼85.5913.000.140.07杜依瑪茲83.912.32.670.33如何利用我們已經(jīng)學(xué)過的知識分析原油中各元素的含量？C和H含量的測定石油中的C、H元素含量的測定都是先經(jīng)過燃燒將它們轉(zhuǎn)化成CO2和H2O后來進(jìn)行測定的。1、重量法將盛有一定量試樣的瓷舟放入燃燒管，并通入氧氣，在800℃下充分燃燒。燃燒后生成的CO2和H2O分別用二氧化碳吸收劑和吸水劑來吸收，最后根據(jù)吸收劑的增重來計算樣品中的C和H的百分含量。2、元素分析儀其燃燒原理和重量法是相同的。為了能夠同時測定氮的含量，樣品不用空氣燃燒而是采用高純氧和氦的混合氣，對于燃燒后生成的氮氧化物則用銅還原成氮氣，最后用熱導(dǎo)檢測氣相色譜法檢測出C、H、N的含量。硫含量的測定1、燃燒法(燈法定硫)適用于測定輕質(zhì)石油產(chǎn)品（汽油、煤油、柴油）的硫含量。燃燒后生成的二氧化硫用碳酸鈉水溶液吸收，過盛的碳酸鈉用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液滴定。2、管式爐法適用于測定潤滑油、原油、焦炭及渣油中的硫含量。測定方法：將試樣在900～950℃的高溫下通過一定流速的空氣進(jìn)行燃燒生成SO2和SO3，再用過氧化氫和硫酸溶液吸收它們。最后用標(biāo)準(zhǔn)的氫氧化鈉溶液滴定酸的含量。3、微庫侖法適用于測定硫含量為0.1～3000ppm的石油餾分。常用的微庫侖法是氧化法，其原理為：氮含量的測定石油中氮含量的測定方法有：克達(dá)爾法（NH3）杜馬法（N2）微庫侖法（NH3）化學(xué)發(fā)光法（NO2*）

H/C原子比對定性判斷石油組成特別重要，包含著許多結(jié)構(gòu)信息。同一系列的烴類，其H/C原子比隨著分子量的增加而降低；烷烴的變化幅度較小，環(huán)狀烴的隨分子量的變化幅度較大。不同結(jié)構(gòu)的烴類，碳數(shù)相同時，烷烴的H/C原子比最大，而芳烴最小。對于環(huán)狀烴而言，相同碳數(shù)時，環(huán)數(shù)增加，其H/C原子比降低。分子結(jié)構(gòu)不同的C16烴的H/C原子比我國H/C原子比偏低（特點）石油加工過程中的H/C比平衡

重質(zhì)油改質(zhì)的目的是將其變?yōu)檩p餾分。這一過程可以認(rèn)為是H/C增大的過程，其主要途徑為：無外來H2：脫碳過程（不外加氫而借助產(chǎn)生部分H/C比低的產(chǎn)物來獲取一部分H/C高的產(chǎn)物的過程。有外來氫：加氫過程在脫碳過程中，雖然轉(zhuǎn)化后的H/C比在各產(chǎn)物中分配起了變化，但總的H/C應(yīng)該守恒。2.S、N、O雜原子

S：硫含量也作為衡量原油質(zhì)量的一個指標(biāo)：>2%高硫原油、0.5～2%含硫原油、<0.5%低硫原油腐蝕、產(chǎn)生SOx、催化劑中毒 N：產(chǎn)品安定性 、催化劑失活O：以環(huán)烷酸形式存在

環(huán)烷酸鹽是表面活性劑，易乳化，使油含水高

腐蝕設(shè)備催化重整催化劑屬于負(fù)載型催化劑，即用金屬組分載在用鹵素改性的氧化鋁上。主要有如下三部分組成：金屬組分載體鹵素催化重整過程中最基本的反應(yīng)是脫氫和異構(gòu)化，烷烴的脫氫環(huán)化是這兩者的結(jié)合，這兩類反應(yīng)的歷程以及所需的催化劑活性物質(zhì)是不同的。原料中的含硫化合物在催化重整反應(yīng)條件下會產(chǎn)生H2S，H2S能與重整催化劑上的活性組分鉑反應(yīng)生成金屬硫化物，從而降低催化劑中脫氫－加氫活性，這個反應(yīng)是可逆的，當(dāng)原料中不含有硫時，在氫壓下鉑的活性可以恢復(fù)。但是錸對于硫更加敏感，一旦中毒則不易恢復(fù)。研究表明，如果催化劑長時間與硫接觸，也會產(chǎn)生永久性中毒。對于新鮮或剛剛再生過的鉑錸、鉑銥系列催化劑，在開工初期為了抑制其過高的氫解活性，還需要加硫進(jìn)行預(yù)硫化，但不能過度。原料中含氮化合物在重整反應(yīng)條件下會產(chǎn)生NH3，NH3能吸附在催化劑的酸性中心或與氯反應(yīng)生成氯化銨，從而使催化劑的酸性功能減弱，異構(gòu)化活性降低。只要原料中不再含有氮，同時適當(dāng)補氯，催化劑的活性就能恢復(fù)。含氧化合物在重整條件下會轉(zhuǎn)化成水，水會使催化劑上的鹵素流失，酸性減弱，從而導(dǎo)致芳烴收率和產(chǎn)物辛烷值下降，在高溫下水還能使鉑晶粒變大，并破壞氧化鋁的微孔結(jié)構(gòu)，使催化劑的穩(wěn)定性降低。我國原油國外部分原油原油名稱S，m%N，m%原油名稱S，m%N，m%大慶0.100.16沙特輕質(zhì)1.910.09勝利0.800.41沙特中質(zhì)2.420.12孤島2.090.43沙特輕重混合2.550.09新疆0.050.13伊朗1.400.12大港0.120.23科威特2.300.14歡喜嶺0.260.41英國（北海）0.350.07高升0.560.72俄羅斯（杜依瑪斯）2.670.33井樓0.320.74美國（勘薩斯）1.900.45二連0.160.44江漢2.090.47我國低硫高氮（第三特點）3.微量元素變價金屬：Ni、V、Fe、Cu等

Ni/V高二次加工催化劑中毒 #Ni多，V少（第四特點）堿金屬和堿土金屬：

Na、K、Ca、Mg

二次加工時，催化劑活性中心被堿中和，失去活性。

鹵素和其他元素：ClFAs。

As是催化重整催化劑致命的毒素，汽油中要測。

對于重整催化劑而言，砷是影響最大的永久性毒物，當(dāng)原料中砷的含量大于200μg/g時，它能與鉑形成砷化鉑而使催化劑永久性失活，此外砷還能與氯形成AsCl3，破壞催化劑的正常組成。為此必須嚴(yán)格控制原料中的砷含量。此外，鉛、銅、鐵、汞、鈉等也是永久性毒物。

三、原油的餾分組成原油是由各種類型的烴類和非烴類化合物所組成的復(fù)雜混合物，其分子量從幾十到幾千，因而其沸點范圍也很寬，從常溫到500℃以上。要研究或利用原油，必須先進(jìn)行分餾，就是按沸點高低將其分離（切割）成不同的餾分。初餾點：加熱時餾出的第一滴液體時的溫度。初餾點～200℃或～180℃汽油餾分200～350℃煤、柴油餾分350～500℃(560℃)減壓瓦斯油（潤滑油餾分、催化裂化原料）>500℃(560℃)減壓渣油>350℃常壓渣油

餾分并不代表石油產(chǎn)品，只是從沸程上看有可能作為生產(chǎn)汽油、煤油、柴油、潤滑油的原料，它們往往需要經(jīng)過適當(dāng)加工才能生產(chǎn)出符合相應(yīng)的質(zhì)量規(guī)格要求的產(chǎn)品。原油的餾分組成原油名稱IBP～200℃200～350℃350～500℃>500℃大慶11.519.726.042.8勝利7.517.627.547.4遼河12.324.329.933.5中原19.425.123.232.3新疆15.426.028.929.7單家寺1.711.521.265.6歡喜嶺1.720.635.440.3印尼米納斯11.930.224.833.1伊朗輕質(zhì)24.925.724.624.8阿薩巴斯卡016.028.056.0#輕餾分少，重餾分多（特點）四、原油的分類世界上原油的性質(zhì)千差萬別，究其根源在于其化學(xué)組成和餾分組成的不同，即組成原油的分子大小和類型的分布不同。對于性質(zhì)與組成不同的原油，在開采、儲存運輸及加工過程中要區(qū)別對待，以達(dá)到合理利用資源，提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。1、美國礦務(wù)局原油分類法這是以原油中具有特定餾程的輕、重兩個餾分的相對密度為依據(jù)進(jìn)行分類的。第一關(guān)鍵餾分（輕關(guān)鍵餾分）：常壓下原油的250～275℃餾分。第二關(guān)鍵餾分（重關(guān)鍵餾分）：通過減壓蒸餾出來的餾分，換算至常壓下的395～425℃的餾分。美國礦務(wù)局原油分類指標(biāo)關(guān)鍵餾分指標(biāo)石蠟基中間基環(huán)烷基輕關(guān)鍵餾分API度≥4033.1～39.9≤33密度≤0.82510.8256～0.8597≥0.8602重關(guān)鍵餾分API度≥3020.1～29.9≤20密度≤0.87620.8767～0.9334≥0.9340按美國礦務(wù)局劃分的原油類別原油類別輕關(guān)鍵餾分重關(guān)鍵餾分石蠟基石蠟基石蠟基石蠟-中間基石蠟基中間基中間-石蠟基中間基石蠟基中間基中間基中間基中間-環(huán)烷基中間基環(huán)烷基環(huán)烷-中間基環(huán)烷基中間基環(huán)烷基環(huán)烷基環(huán)烷基2、特性因數(shù)K值分類法特性因數(shù)K值又稱WastonK值或UOP（環(huán)球油品公司）K值，其定義如下：式中：T—油品中平均沸點，T＝t＋273.15(k)研究表明，K值與油品的化學(xué)組成有關(guān)，當(dāng)沸點相近時，K值大小順序為：烷烴＞環(huán)烷烴＞芳香烴。根據(jù)K值可以對原油進(jìn)行分類：K值＞12.1為石蠟基K值＝11.5～12.1為中間基K值＝10.5～11.5為環(huán)烷基（1）按相對密度分類（2）按含硫量分類（3）按含蠟量分類

我國目前主要采用美國礦務(wù)局原油分類法，同時還附加硫含量指標(biāo)。硫含量低于0.5%的為低硫原油，0.5%～2%的為含硫原油，高于0.5%的為高硫原油。我國若干原油的分類原油名稱硫含量m%輕關(guān)鍵餾分重關(guān)鍵餾分類別大慶0.100.8140.850低硫石蠟基中原0.520.8110.852含硫石蠟基長慶0.080.8230.866低硫中間-石蠟基勝利0.800.8320.881含硫中間基遼河0.180.8370.875低硫中間基孤島2.090.8790.930含硫環(huán)烷-中間基羊三木0.330.8830.941低硫環(huán)烷基第二節(jié)石油餾分的烴類組成一、石油的化學(xué)組成石油化學(xué)組成烴類：C、H組成。非烴類:含有S、N、O及微量元素。決定了石油的物理化學(xué)性質(zhì)目前研究石油化學(xué)組成的物理和化學(xué)的分析方法主要有：GCLCMSNMR要了解石油的化學(xué)組成，首先從元素組成入手，元素組成是反映石油本質(zhì)的最基本數(shù)據(jù)，尤其是H/C原子比是反映其平均結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)。但是元素組成遠(yuǎn)不能反映石油化學(xué)組成的本質(zhì)問題，為此有必要從單體化合物組成、族組成、結(jié)構(gòu)族組成的角度來進(jìn)一步認(rèn)識石油。1、單體化合物組成到目前為止，利用氣相色譜技術(shù)僅對石油氣體和輕汽油餾分的單體化合物組成有了比較明確的了解，而對于柴油及其以上的較重餾分已無法從單體化合物的角度來進(jìn)行分析。氣態(tài)烴的組成

C1-C4FIDTCD大慶原油初餾－130℃餾分的單體烴組成2、族組成由于無法用單體烴組成來了解石油的組成，因此常用族組成來表示石油的化學(xué)組成。所謂族是指化學(xué)結(jié)構(gòu)相似的一類化合物。如果僅限于烴類化合物，則稱之為烴族組成。石油中的烴類化合物烷烴：正構(gòu)烷烴和異構(gòu)烷烴環(huán)烷烴：五員環(huán)和六員環(huán)系，包括單環(huán)至六環(huán)的環(huán)烷烴芳香烴：單環(huán)至六環(huán)的芳香烴環(huán)烷-芳香混合烴：單環(huán)至多環(huán)的混合環(huán)狀烴

汽油餾分的族組成？？直餾汽油餾分的族組成：以烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴含量來表示。裂化汽油的族組成：用烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴、的含量來表示。不飽和烴煤柴油餾分和減壓餾分的族組成液相色譜法：飽和烴（烷烴＋環(huán)烷烴）、輕芳烴、中芳烴、重芳烴、非烴組分。質(zhì)譜法：正構(gòu)烷烴、異構(gòu)烷烴、不同環(huán)數(shù)的環(huán)烷烴、不同環(huán)數(shù)的芳烴、非烴化合物。常壓渣油與減壓渣油的族組成：四組分組成：用溶劑處理和液相色譜法相結(jié)合，分成飽和分、芳香分、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)。六組分組成：將膠質(zhì)可以進(jìn)一步分為輕、中、重膠質(zhì)。八組分組成：可以將芳香分進(jìn)一步分成輕、中、重芳烴。3、結(jié)構(gòu)族組成在較高沸點的石油餾分中，有的烴類分子結(jié)構(gòu)中同時含有芳香環(huán)、環(huán)烷環(huán)及烷基鏈三種基團(tuán)。如下面兩個化合物：為此提出了用結(jié)構(gòu)族組成的概念來描述這種混合類型化合物的結(jié)構(gòu)。按照此種概念，任何烴類化合物，不論其結(jié)構(gòu)如何復(fù)雜，都可以看成是由烷基、環(huán)烷基和芳香基三種結(jié)構(gòu)單元所構(gòu)成的。結(jié)構(gòu)族組成只表示在分子中這三種結(jié)構(gòu)單元的含量，而不涉及它們在分子中的結(jié)合方式。結(jié)構(gòu)族組成%CA：芳香碳數(shù)占總碳數(shù)的百分?jǐn)?shù)%CP：烷基碳數(shù)占總碳數(shù)的百分?jǐn)?shù)%CN：環(huán)烷碳數(shù)占總碳數(shù)的百分?jǐn)?shù)RT：總環(huán)數(shù)＝RA+RNRA：芳香環(huán)數(shù)RN：環(huán)烷環(huán)數(shù)對于石油餾分而言，也可以用結(jié)構(gòu)族組成來表示，只是在此處將整個餾分（各種烴類分子組成的復(fù)雜混合物）用一種能代表其平均結(jié)構(gòu)組成的“平均分子”來表示。32%（摩爾）的25%（摩爾）的43%（摩爾）的某混合物其結(jié)構(gòu)族組成可表示如下：CA=32%625%10=4.42CN=32%425%443%10=6.58CP=32%525%343%8=5.79CT=CA+CP+CN=4.42+5.79+6.58=16.79％CA=4.42/16.79＝26.3％％CN=6.58/16.79＝39.2％％CP=5.79/16.79＝34.5％RA=132%225%=0.82RN=130%125%243%=1.43RT=0.821.43=2.25結(jié)構(gòu)族組成廣泛應(yīng)用于石油高沸點餾分的組成分析，可以借此表示不同原油的化學(xué)特征，并考察潤滑油餾分或減壓渣油在加工過程中平均化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律。油品的折射率、相對密度與其化學(xué)組成之間存在一定的內(nèi)在聯(lián)系，包含了組成結(jié)構(gòu)的信息，這樣便可用n

、d和M關(guān)聯(lián)出平均分子結(jié)構(gòu)中碳的分布和環(huán)的分布。n-d-M法計算公式20℃時測定70℃時測定V=2.51(n-1.4750)-(d-0.8510)W=(d-0.8510)-1.11(n-1.4750)X=2.42(n-1.4600)-(d-0.8280)Y=(d-0.8280)-1.11(n-1.4600)V>0,%CA=430V+3660/MV<0,%CA=670V+3660/MX>0,%CA=410X+3660/MX<0,%CA=720X+3660/MW>0,%CR=820W-3S+10000/MW<0,%CR=1440W-3S+10600/MY>0,%CR=775Y-3S+11500/MY<0,%CR=1400Y-3S+12100/M%CN=%CR-%CA%CP=100-%CR%CN=%CR-%CA%CP=100-%CRV>0,RA=0.44+0.055MVV<0,RA=0.44+0.08MVX>0,RA=0.41+0.055MXX<0,RA=0.41+0.08MXW>0,RT=1.33+0.146M(W-0.005S)W<0,RT=1.33+0.180M(W-0.005S)Y>0,RT=1.55+0.146M(Y-0.005S)Y<0,RT=1.55+0.180M(Y-0.005S)RN=RT-RARN=RT-RAn-d-M法的適用條件

M>200，不含不飽和烴RT≤4，RA≤2或％CA≤75（％）

CA/CN≤1.5

含S≤2％，含N≤0.5％，含O≤0.5％二、石油及天然氣的單體烴組成1、石油氣體的單體烴組成天然氣石油煉廠氣石油氣體（1）天然氣的組成天然氣的定義：廣義：埋藏于地層中自然形成的氣體總稱。狹義：儲存于地層深部的可燃性氣體。天然氣的分類：油田伴生氣：與石油共生的天然氣。非伴生氣：純氣田天然氣和凝析氣田天然氣。天然氣的烴類組成(m%)類型產(chǎn)地天然氣烴類的組成，v%CH4C2H6C3H8i-C4H10n-C4H10i-C5H12n-C5H12純氣田氣四川自流井97.760.530.07---------四川陽高寺96.151.540.430.050.0690.151四川威遠(yuǎn)87.580.170.07----凝析氣田氣四川遂南84.769.583.0414.13四川中壩88.607.021.900.0240.2470.1150.057美國賓州87.845.382.510.300.730.180.22油田伴生氣大慶油田82.765.765.882.60.4勝利油田86.64.23.50.71.90.60.5華北油田74.3111.906.753.561.31純氣田天然氣：CH4為主，90v%以上，C2H6、C3H8、C4H10占1～3v%，亦稱干氣。凝析氣田天然氣與油田伴生氣：CH4為主，約占80v%，C2H6、C3H8、C4H10含量較高，占10～20v%，含有少量的戊烷和己烷，亦稱濕氣。在天然氣中除了含有氣體烴類外，還含有一些非烴氣體，如：CO2、H2S、N2、He、Ar、H2等，其中CO2和H2S是酸性組分，對管線和設(shè)備有腐蝕作用，應(yīng)予以脫除。天然氣除了可以作為清潔燃料外，還是很重要的化工原料。從甲烷出發(fā)可以制取一系列的化工產(chǎn)品，即所謂的碳一化學(xué)?；瘜W(xué)反應(yīng)過程中反應(yīng)物只含一個碳原子的反應(yīng)統(tǒng)稱為一碳化學(xué)。一碳化學(xué)的主要目的是節(jié)約煤炭和石油資源，用少的碳原料生成多的燃料，提供給人類！

一碳化學(xué)是從一碳?xì)浠磻?yīng)開始的。以含一個碳原子的化合物－甲烷(CH4)、合成氣(CO和H2)、CO2、CH3OH、HCHO等為初始反應(yīng)物，反應(yīng)合成一系列重要的化工原料和燃料的化學(xué)。其核心是選擇催化化學(xué)轉(zhuǎn)化、小分子的活化和定向轉(zhuǎn)化CO、CO2是從煤的氣化得到的、而CH4是天然氣的主要成分。因此一碳化工實際上就是一種新一代的煤化工和天然氣化工。其作用是解決石油利益短缺的問題，利用煤來制備液體燃料。此種，涉及從一碳物質(zhì)轉(zhuǎn)化成為烴類的反應(yīng)，即F-T合成。因此把握一碳化學(xué)的關(guān)鍵是催化劑，如何開發(fā)優(yōu)良的催化劑左右著一碳化學(xué)的成敗。一碳化學(xué)的基干物質(zhì)是CO和H2，是從任何含碳資源都能夠容易得到的，因此，是一碳化學(xué)能夠處于未來化學(xué)產(chǎn)業(yè)的核心的最大理由。下一代的一碳化學(xué)的發(fā)展方向和研究重心，主要集中于：由甲烷合成甲醇（甲醛）；由甲烷制造乙烯；CO2的固定；甲醇、甲醛的多樣化展開；以及由此所引發(fā)的對新催化劑的探索。尿素是CO2間接化學(xué)利用的重要途徑之一！CO2的利用率最高：1噸尿素消耗至少740千克二氧化碳技術(shù)最成熟：2002年世界產(chǎn)量9000萬噸(中國1000萬噸)CO2規(guī)模固定和化學(xué)利用的典范及CO2的有效載體CO2+NH3

（O）NH2-C-NH2CO2作為碳氧資源的利用受到高度重視CO2環(huán)氧化合物碳酸乙/丙烯酯單醇線型有機碳酸酯二醇環(huán)狀有機碳酸酯尿素環(huán)狀的碳酸酯環(huán)狀碳酸苯酯甲醇碳酸二甲酯乙醇碳酸二乙酯丙醇碳酸二丙酯丁醇碳酸二丁酯長鏈醇長鏈碳酸酯苯酚碳酸二苯酯乙二醇碳酸乙烯酯丙二醇碳酸丙烯酯1，3-丙二醇碳酸丙酯多元醇鄰二苯酚形成二氧化碳作為碳資源合成高附加值化學(xué)品的產(chǎn)業(yè)鏈CO2的直接或間接化學(xué)利用CO2環(huán)氧乙/丙烷碳酸亞乙/丙烯酯碳酸乙/丙烯酯碳酸二甲酯氨氣尿素碳酸二苯酯芳香性聚碳酸酯苯氨基甲酸甲酯異氰酸酯聚氨酯碳酸二甲酯甲醇甲醇乙/丙二醇苯酚苯酚苯胺雙酚A苯酚苯胺甲醇H2工業(yè)排放純化（2）石油煉廠氣的組成石油煉廠氣就是在石油加工過程中所產(chǎn)生的氣體，因加工過程的不同，其組成也千差萬別。這些氣體組成的主要特點是除了含有烷烴外，還含有烯烴和氫氣。原油主要加工過程的煉廠氣體組成（m%）氣體組成延遲焦化高溫裂解催化裂化催化重整H20.660.80.1683.62CH426.6115.34.218.55C2H621.233.751.033.76C3H818.090.2511.042.37C4H10----9.322.81.16C2H43.9729.87.86----C3H610.5514.127.64----C4H87.5326.6525.26----2、直餾汽油餾分的單體烴組成汽油餾分中主要的單體烴含量(m%)原油名稱大慶勝利新疆大港沸程，℃IBP～130IBP～130IBP～150IBP～165正戊烷7.692.898.33.53正己烷10.156.374.74.47正庚烷12.128.775.54.41正辛烷11.075.405.24.63正壬烷----------0.44.24合計41.0323.4324.121.28原油名稱大慶勝利新疆大港沸程，℃IBP～130IBP～130IBP～150IBP～1652-甲基戊烷2.463.674.92.323-甲基戊烷1.482.680.81.502-甲基己烷1.462.731.31.323-甲基己烷1.913.061.81.532-甲基庚烷2.283.046.01.80合計9.5915.1814.88.47原油名稱大慶勝利新疆大港沸程，℃IBP～130IBP～130IBP～150IBP～165甲基環(huán)戊烷3.916.211.42.56環(huán)己烷5.294.353.13.13甲基環(huán)己烷9.619.125.27.18二甲基環(huán)戊烷3.282.602.52.90二甲基環(huán)己烷0.871.025.71.36合計22.9623.3017.917.13原油名稱大慶勝利新疆大港沸程，℃IBP～130IBP～130IBP～150IBP～165苯----0.800.20.85甲苯0.784.981.32.67對-二甲苯0.490.960.5----間-二甲苯2.270.311.82.10鄰-二甲苯0.270.380.81.20合計3.817.434.66.82在直餾汽油中：烷烴主要是正構(gòu)烷烴和只帶一個甲基的異構(gòu)烷烴，而帶兩個或三個甲基鏈的異構(gòu)烷烴含量較低。環(huán)烷烴只有環(huán)戊烷系和環(huán)己烷系兩類化合物，在環(huán)戊烷系中主要是甲基環(huán)戊烷和二甲基環(huán)戊烷的異構(gòu)體，在環(huán)己烷系中主要是環(huán)己烷和甲基環(huán)己烷。芳香烴以甲苯和二甲苯尤其是間-二甲苯的含量較高，苯、對-二甲苯及鄰-二甲苯的含量顯著較少。汽油餾分中的單體烴組成與其使用和加工性能都有直接的關(guān)系，因而它是重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。3、原油中正構(gòu)烷烴的含量及分布從應(yīng)用的角度：碳數(shù)<16的正構(gòu)烷烴在常溫下是液態(tài)，稱之為液體石蠟。碳數(shù)>16的正構(gòu)烷烴在常溫下是固態(tài)，稱之為石蠟。從地球化學(xué)的角度：正構(gòu)烷烴是一類與石油的成因有關(guān)的生物標(biāo)志化合物。大慶原油的200～500℃的餾分中單體烴以C19正構(gòu)烷烴含量最高，占原油的0.94%。華北原油200～500℃的餾分中C23正構(gòu)烷烴的含量最高，占原油的1.05%。勝利原油的200～500℃的餾分中正構(gòu)烷烴含量分布呈雙峰形。4、直餾柴油餾分及減壓餾分中的環(huán)烷烴與芳香烴化合物單環(huán)環(huán)烷烴：及其衍生物。與包括雙環(huán)環(huán)烷烴：包括十氫萘與氫化茚滿等類型。三環(huán)環(huán)烷烴：包括等類型。雙環(huán)芳烴：包括萘系和聯(lián)苯系三環(huán)芳烴：包括蒽系和菲系單環(huán)芳烴：含較長側(cè)鏈的烷基苯四環(huán)芳烴：渺位縮合迫位縮合環(huán)烷-芳香混合烴：三、石油餾分的烴族組成1、汽油餾分的烴族組成氣相色譜測定方法液相色譜苯胺點法苯胺與油品的體系屬于部分互溶的雙液系，其相互的溶解度隨著溫度的升高而增加，當(dāng)溫度升高到某一溫度時，二者完全互溶，這個溫度稱之為臨界溶解溫度，臨界溶解溫度隨苯胺與油品的比例而變化。苯胺點的定義：苯胺與油品以等體積混合時所測得的臨界溶解溫度（即等體積混合的苯胺與油品完全互溶時的最低溫度）。由于苯胺具有芳香結(jié)構(gòu)，根據(jù)相似相溶原理，苯胺對芳香烴的溶解度較大，而對于結(jié)構(gòu)差別較大的烷烴溶解度較小。1--烷烴2--單環(huán)環(huán)烷烴3--雙環(huán)環(huán)烷烴4--單環(huán)芳烴對于不同的烴類分子分子量相近而結(jié)構(gòu)不同的烴類，烷烴的苯胺點最高，環(huán)烷烴次之，而芳香烴的苯胺點最低。同一系列的烴類，苯胺點隨著分子量的增加而增加。苯胺點的應(yīng)用測定汽油餾分中的芳烴含量。測定原理：汽油脫除芳烴前的苯胺點為T1

汽油脫除芳烴后的苯胺點為T2利用T2－T1關(guān)聯(lián)汽油餾分中的芳烴含量。汽油餾分的族組成原油名稱沸程，℃烷烴環(huán)烷烴芳香烴大慶IBP～18057.040.03.0勝利60～18048.442.19.5孤島IBP～18029.463.07.6中原IBP~18057.227.315.5遼河IBP～18044.042.413.6伊朗，輕質(zhì)40～20057.925.816.3美國得克薩斯80～180473320美國賓夕法尼亞60～18070228烷烴含量范圍在30～70%；環(huán)烷烴含量范圍在20～60%；芳烴含量一般在20%以下。一般石蠟基原油的汽油餾分中烷烴含量較高，環(huán)烷基原油中的環(huán)烷烴含量較高，而中間基原油中的烷烴與環(huán)烷烴的含量差不多。2、柴油餾分及減壓餾分的烴族組成測定方法液相色譜質(zhì)譜減壓餾分的族組成(m%)原油名稱沸程，℃飽和烴輕芳烴中芳烴重芳烴膠質(zhì)大慶350～40086.57.52.12.40.7400～45084.08.62.12.71.6450～50076.29.93.83.23.7羊三木350～40056.024.48.93.24.0400～45057.819.48.95.44.9450～50061.48.68.66.67.2雙喜嶺350～40054.222.710.54.93.0400～45057.317.39.47.45.0450～50059.012.49.18.89.0減壓餾分中，飽和烴含量高于芳烴及非烴含量，輕芳烴含量比較高，并含有少量的重芳烴和膠質(zhì)。石蠟基原油的減壓餾分飽和烴含量明顯高于環(huán)烷基原油，而環(huán)烷基的原油中的芳烴和膠質(zhì)含量則高于石蠟基原油。用液相色譜法得到的數(shù)據(jù)還不夠細(xì)致，它把烷烴和環(huán)烷烴歸并為飽和烴，而輕、中、重芳烴也并不能完全對應(yīng)于單、雙、多環(huán)芳烴。用質(zhì)譜法可以得到更為細(xì)致的烴族組成信息。大慶200～500℃餾分的烴族組成(m%)沸點范圍℃200～250250～300300～350350～400400～450450～500烷烴55.762.064.563.152.844.7正構(gòu)烷烴32.640.245.141.123.715.7異構(gòu)烷烴23.121.819.422.029.129.0環(huán)烷烴36.627.625.624.833.239.0一環(huán)環(huán)烷25.618.217.111.813.617.4二環(huán)環(huán)烷9.76.95.76.88.410.6三環(huán)環(huán)烷1.32.52.82.65.37.3芳香烴7.749.911.813.815.9單環(huán)芳烴5.26.66.86.57.89.0雙環(huán)芳烴2.53.62.53.23.33.8三環(huán)芳烴00.20.61.51.41.6隨著餾分沸點的升高，烷烴尤其是正構(gòu)烷烴的含量趨于減少，而芳烴的含量趨于增加。在環(huán)烷烴和芳烴中，多環(huán)的趨于增加。不同原油400～450℃餾分的烴族組成(m%)原油名稱大慶勝利華北中原羊三木烷烴52.827.538.849.10.8正構(gòu)烷烴23.713.931.430.20異構(gòu)烷烴29.113.67.418.90.8環(huán)烷烴33.245.643.831.551.9一環(huán)環(huán)烷烴13.67.45.69.91.6二環(huán)環(huán)烷烴8.47.55.35.410.9三環(huán)環(huán)烷烴5.38.86.93.617.1四環(huán)環(huán)烷烴3.319.423.512.418.7芳香烴13.820.615.415.842.2單環(huán)芳烴7.89.56.88.314.6雙環(huán)芳烴3.36.24.74.312.1噻吩0.20.40.30.21.0膠質(zhì)----5.91.73.44.1石蠟基如大慶和中原原油烷烴含量高達(dá)50%左右，而芳烴含量僅15%左右；環(huán)烷基如羊三木原油幾乎不含烷烴，而芳烴含量高達(dá)42.2%；中間基如勝利和華北原油烴族組成介于石蠟基與環(huán)烷基之間。大慶原油200～500℃餾份的烴族組成分布勝利原油200～500℃餾份中烴族組成分布華北原油200～500℃餾份的烴族組成分布烷烴含量在200～350℃的沸點范圍內(nèi)隨著沸點的升高而增加，而在350～500℃的沸點范圍內(nèi)隨著沸點的升高而降低。大慶原油200～450℃餾分中烷烴含量均高于50%，而450～500℃餾分中下降至45%。大慶原油200～500℃餾分中環(huán)烷烴含量為25～39%，芳烴含量為8～16%，以單環(huán)為主。勝利原油200～500℃餾分中烷烴含量均低于50%，而環(huán)烷烴含量在400～500℃餾分中較多，為46～49%，芳烴含量在200～500℃餾分中為20～25%

。華北原油200～350℃餾分中烷烴含量很高，為57～73%，350℃以上的餾分中芳烴含量逐漸降低。華北原油450～500℃餾分中環(huán)烷烴含量較高，總芳烴含量為10～20%

。3、減壓渣油的族組成減壓渣油是原油中沸點最高、分子量最大、非烴化合物含量最高的部分。比較常用的方法是四組分法，即將減壓渣油分成飽和分、芳香分、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)四個組分，稱之為減壓渣油的四組分組成。減壓渣油的四組分組成(m%)原油名稱飽和分芳香分膠質(zhì)C7-瀝青質(zhì)大慶40.832.226.9<0.1勝利19.532.447.90.2孤島15.733.048.52.8華北19.529.251.10.2中原23.631.644.60.2印尼米納斯46.828.822.61.8科威特15.755.622.66.1沙特哈夫奇13.350.822.313.6減壓渣油中非烴化合物含量比較高，有的甚至高達(dá)一半以上，不同的渣油飽和分含量相差懸殊，芳香分的含量差別較小。我國幾種原油的減壓渣油膠質(zhì)含量高達(dá)40%以上，正庚烷瀝青質(zhì)含量較低，芳香分含量約占30%，飽和分含量約占20%。將芳香分和膠質(zhì)進(jìn)一步分成輕、中、重芳烴和輕、中、重膠質(zhì)，這樣可以得到減壓渣油的八組分組成。減壓渣油的八組分組成(m%)原油名稱大慶勝利孤島華北中原飽和分40.819.515.719.523.6輕芳烴8.97.86.25.46.1中芳烴6.56.96.15.36.0重芳烴17.418.322.818.914.3輕膠質(zhì)11.114.216.014.112.1中膠質(zhì)6.17.78.28.97.4重膠質(zhì)8.811.913.717.715.0戊烷瀝青質(zhì)0.413.711.310.115.5我國減壓渣油中戊烷瀝青質(zhì)含量除大慶減渣外均高于10%。重芳烴含量顯著高于輕芳烴和中芳烴含量之和。輕膠質(zhì)和重膠質(zhì)含量較高，中膠質(zhì)含量明顯低于輕膠質(zhì)、重膠質(zhì)的含量。四、石油餾分的結(jié)構(gòu)族組成對于石油中較重的餾分和減壓渣油，由于其分子量大、分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所含的單體化合物的數(shù)量數(shù)不勝數(shù)，用單體烴組成來表示是不可能實現(xiàn)的，而烴族組成又無法描述其結(jié)構(gòu)特征。勝利原油200～500℃各餾分以及減壓渣油的結(jié)構(gòu)族組成沸程，℃CP%CN%CA%RNRA200～25055.433.611.00.770.24250～30062.125.412.50.620.31300～35064.724.610.70.710.31350～40062.226.411.40.990.38400～45059.727.113.21.620.58450～50058.627.813.61.890.68>5006117223.13.2200～500℃各餾分的%CA、%CP、%CN的分布情況差別不大，%CP在60%左右，%CN在25%左右，%CA在12%左右，這表明同一原油的化學(xué)屬性是相似的；RA和RN隨著沸點的升高而增加。不同原油350～500℃餾分的結(jié)構(gòu)族組成原油名稱CP%CN%CA%RNRA大慶70.120.29.71.020.40勝利62.425.112.51.500.56孤島50.532.017.52.200.80中原74.515.99.60.800.43遼河62.523.514.01.410.62新疆64.029.46.61.800.32石蠟基原油(大慶和中原原油)的%CP顯著較高，而%CN和%CA較低；RA和RN也較低。環(huán)烷-中間基原油(如孤島原油)的%CP較低，而%CN和%CA較高；RA和RN也較高。中間基原油(如勝利、華北、遼河原油)的%CP、%CN、%CA、RA、RN介于石蠟基原油和環(huán)烷基原油之間。第四節(jié)石油非烴化學(xué)含硫化合物，含氮化合物，含氧化合物金屬化合物含以上多元素的化合物膠狀、瀝青狀物質(zhì)石油中的非烴化合物，在石油中含量相當(dāng)可觀。影響：油品精制、催化劑、環(huán)境保護(hù)、油品貯存使用。

1.1硫化物存在形態(tài)元素硫、H2S,硫醇(RSH)、硫醚（RSR’）、二硫化物（RSSR’)、噻吩、砜（既含硫又含氧）。1.石油中的含硫化合物硫和硫化氫：多是其它硫化物的分解產(chǎn)物；硫醇（RSH）：石油中含量不多；沸點低于相應(yīng)的醇類，多存在于低沸點餾分（汽油、煤油餾分）中；不溶于水，有特殊臭味（甲硫醇）；受熱分解生成硫醚和硫化氫。硫醚（RSR’）：石油中含量很大，在輕、中餾分中占含硫量的50～70％（m)；存在形態(tài)很多，R基可以是烷基、環(huán)烷基和芳香基；中性液體，對金屬沒有作用二硫化物（RSSR’)：含量很少，多集中于高沸點餾分中；中性液體，對金屬沒有作用；熱安定性差，受熱分解為硫醚、硫醇和硫化氫。噻吩及同系物：芳香性的雜環(huán)化合物；熱安定性較好；性質(zhì)與苯系芳烴類似高硫原油（>2.0%)含硫原油（0.5～2.0%)低硫原油（<0.5%)；隨餾分沸程升高，硫含量增加，大部分集中在重餾分和渣油中，如我國渣油中集中了70％的硫；1.2在原油中的分布規(guī)律原油各餾分中硫的分布（g/g）餾程,℃大慶勝利孤島江漢伊朗輕質(zhì)阿曼原油100080002090018300148009500<2001082001600600800300200～25014219005200440043001400250～30020839008800590093002900300～3504574600123006300144006200350～40053746001420010400170007400400～45062763001102015400170009200450～500802570013300160002000011600>5001700135002930023500340002170074.773.375.072.255.966.1俄羅斯原油蒸餾餾分硫含量隨餾分變重急劇上升俄羅斯原油蒸餾餾分硫含量隨餾分變重急劇上升汽油餾分硫含量低柴油餾分硫含量高直餾汽油中，以硫醇和硫醚為主，含少量二硫化物和噻吩；中間餾分中，主要是硫醚和噻吩類；高沸點餾分中，主要是硫醚、噻吩及其同系物；除上述含硫化合物外，原油中還有相當(dāng)大一部分硫存在于膠質(zhì)、瀝青質(zhì)中。這部分含硫化合物的分子量更大、結(jié)構(gòu)也復(fù)雜得多。1.3硫化物對加工及產(chǎn)品的影響活性硫的概念影響油品的儲存安定性；使催化劑中毒，如鉑重整催化劑最怕硫。油品燃燒生成SO2和SO3，造成環(huán)境污染；硫化氫和低分子硫醇污染空氣；1.4環(huán)境的影響1.3硫化物對加工及產(chǎn)品的影響2.含氮化合物

2.1原油中含氮化合物的分布與存在形式石油中的氮含量要比硫含量低，通常在0.05～0.5%范圍內(nèi)，很少有超過0.7%的。我國大多數(shù)原油的含氮量在0.1～0.5%之間，偏高。目前我國已發(fā)現(xiàn)的原油中氮含量最高的是遼河油區(qū)的高升原油，達(dá)0.73%。餾分,℃大慶勝利孤島中原伊朗輕質(zhì)阿曼原油160041004300170012001600<2000.10.30.20.30.70.3200～2500.30.70.50.91.00.2250～3000.96.12.43.47.80.9300～3505.512.113.39.449.407.3350～40013.225.159.323.576.113.0400～45038.196.8112.433.490.679.2450～50065.2162.4174.447.5154.594.3>5001227.33600.6488.01711.9903.91557.990.992.292.593.570.488.9原油各餾分中氮的分布(g/g)與硫在原油中的分布一樣，石油中的氮含量也是隨餾分沸程的升高而增加的，但其分布比硫更不均勻。石油中的硫約有70%是集中在其減壓渣油中，而石油中的氮則更集中，約有90%集中于其減壓渣油中。石油中的含氮化合物，尤其是較重餾分中的含氮化合物，主要是氮雜環(huán)芳香族化合物，由于在分離和鑒定上的困難，迄今尚未完全弄清楚。一般按其酸堿性分為堿性的和非堿性的兩大類。胺類和吡啶類含氮化合物的pKa值均較大，表明其堿性相對較強，而吡咯類和酰胺類的pKa值一般較小，表明其堿性較弱。非水滴定法以50/50（v/v）冰醋酸和苯的溶液中能被高氯酸滴定的為堿性含氮化合物，不能被滴定的是非堿性含氮化合物。在pKa的劃分上，一般以2為界，凡pKa＞2的為堿性含氮化合物，pKa＜2的為非堿性含氮化合物。按此定義，胺系和吡啶系屬堿性含氮化合物，酰胺系和部分吡咯系屬非堿性含氮化合物。氮化物非堿性氮：吡咯、吲哚、咔唑、卟啉類化合物堿性氮：吡啶、喹啉、氮雜蒽、氮雜菲對多數(shù)原油而言，其堿性氮含量約占總氮含量的1/4到1/3一般來說，在較輕餾分中的氮主要是堿性氮；而在較重的餾分及渣油中的氮則主要是非堿性氮原油中堿氮與總氮含量的關(guān)系原油名稱堿氮(NB)含量,m%總氮(NT)含量,m%NB/NT,%杰克遜0.010.0425東得克薩斯0.030.0825西得克薩斯0.030.1127威明頓0.140.5028蒂博比丘利0.0330.1325格依哥利歐0.020.0825科威特0.030.1225原油中的堿氮含量占總氮的25～30%。

原油名稱餾程℃堿氮(NB)含量,ppm總氮(NT)含量,ppmNB/NT

%勝利204～3609116057360～48033678543>4802580920028加利福尼亞204～36029945066360～4801351370037堿氮與總氮的比值隨著餾分沸點的升高而降低，因而在原油的較輕餾分中主要是堿氮，而在較重餾分及減壓渣油中主要是非堿氮。原油各餾分中堿氮占總氮的份額原油中各類型氮的分布原油名稱類型氮的分布，m%強堿氮弱堿氮非堿氮威明頓311455薩波開克301555杜馬292843龐德拉21790特斯萊帕275122威遜303040里德沃克431740哈恩伯利292843威明頓原油各餾分中類型氮的分布餾程，℃含氮量，m%類型氮分布，%強堿氮弱堿氮非堿氮原油0.64311455300～3500.0410000350～40005000.49331651>5001.03341056不同類型的氮化物在不同原油中的分布是不同的。在同一種原油中強堿氮和弱堿氮的分布隨著沸點的升高而減少，非堿氮分布則隨著沸點的升高而增加。對石油中含氮化合物的系統(tǒng)研究始于1926年，迄今已從石油中分離出50多種堿性含氮化合物，其中大部分是吡啶和喹啉的衍生物，而苯胺類衍生物則極少。在輕餾分中的堿性含氮化合物主要是烷基吡啶、環(huán)烷基吡啶等吡啶的衍生物，而隨著餾分的變重，其中吡啶衍生物的含量下降而喹啉衍生物的含量增多。在更重的餾分中則還發(fā)現(xiàn)有三環(huán)、四環(huán)的堿性含氮化合物，如：具有吡啶環(huán)的含氮化合物的pKa值約在5～7之間，它們能與無機強酸和有機強酸反應(yīng)生成結(jié)晶狀鹽類。吡啶環(huán)和苯環(huán)一樣具有芳香性，所以它對熱和氧化都比較穩(wěn)定，不易破裂。石油中的吡咯系含氮化合物一般歸入弱堿性或非堿性含氮化合物。目前已從石油中分離和鑒定出的吡咯系化合物有以下幾種類型：

吡咯類和吲哚類化合物是不穩(wěn)定的，易于氧化和聚合而生成棕褐色的膠狀物質(zhì)。石油產(chǎn)品中含吡咯類化合物較多時，其顏色很容易變深和產(chǎn)生沉淀。石油中還有一類含有四個吡咯環(huán)所組成的卟吩結(jié)構(gòu)的卟啉類化合物，其含量甚微，一般只有百萬分之幾十，但卻很重要。它們是與釩(VO2+)或鎳(Ni2+)以螯合物的形式存在的。石油中的卟啉化合物主要有脫氧葉紅初（Deoxophylloeretioporphrin,簡稱DPEP）和初卟啉III（EtioporphyrinIII,簡稱ETIO）兩種類型，其結(jié)構(gòu)如下：

脫氧葉紅初卟啉

初卟啉

NiNi2.2含氮化合物對加工及油品質(zhì)量的影響（1）

催化劑中毒（2）

油品安定性

見《石油非烴化學(xué)》p.138-1393.含氧化合物

氧含量一般0.1-1.0%石油中的含氧化合物酸性氧化物（石油酸）中性氧化物：酯類、醚類、呋喃類羧酸：環(huán)烷酸、脂肪酸、芳香酸酚類3.1石油中酸性氧化物的分布石油中酸性氧化物的含量是利用非水滴定法測得的酸度（mgKOH/100ml，適用于輕質(zhì)油品）或酸值（mgKOH/g，適用于重質(zhì)油品）來間接表示的。國內(nèi)外一些原油的酸值原油產(chǎn)地酸值，mgKOH/g原油類別大慶混合原油0.04低硫石蠟基勝利油區(qū)混合原油0.93含硫中間基孤島原油1.55含硫環(huán)烷-中間基單家寺原油7.40含硫環(huán)烷基遼河油區(qū)雙喜嶺2.52低硫環(huán)烷基高升0.81低硫環(huán)烷-中間基曙光1.60低硫中間基興隆臺0.24低硫中間-石蠟基大明屯0.03低硫石蠟基原油產(chǎn)地酸值，mgKOH/g原油類別新疆油區(qū)克拉瑪依0號0.08低硫中間基克拉瑪依1號1.02低硫中間基克拉瑪依2號0.74低硫中間基克拉瑪依3號1.3～1.8低硫中間基克拉瑪依九區(qū)4.87低硫環(huán)烷-中間基河南油區(qū)井樓3.28低硫環(huán)烷-中間基印尼米納斯0.06低硫石蠟基阿曼0.32含硫石蠟基伊朗輕質(zhì)0.11含硫中間基國內(nèi)外一些原油的酸值不同原油的酸值差別較大，環(huán)烷基原油的酸值較高，而石蠟基原油的酸值較低。我國遼河、勝利以及新疆克拉瑪依原油的酸值比較高。大慶、江漢、勝利原油各餾分的酸值分布大慶原油江漢原油勝利原油餾程℃酸值mgKOH/g餾程℃酸值mgKOH/g餾程℃酸值mgKOH/gIBP~1120.01IBP~900.01IBP~1140.03195～2250.04184～2140.13189～2220.06257～2890.05260～2890.22248～2780.17313～3350.09310～3200.16293～3060.17355～3740.08336～3570.43325～3420.36394～4150.22372～3860.32400～4170.21435～4560.06406～4580.11432～4460.28475～5000.03493～5070.11474～4960.39低硫石蠟基含硫石蠟基含硫中間基遼河油區(qū)原油各餾分的酸值分布餾程，℃酸值，mgKOH/g雙喜嶺原油曙光原油興隆臺原油原油2.011.950.18IBP～800.150.030.01150～1800.650.070.01200～2300.140.090.28250～2800.650.520.14300～3302.211.650.25350～4003.952.890.30400～4502.661.270.17450～5001.141.670.20500～5652.742.240.32原油類別低硫環(huán)烷基低硫中間基低硫中間-石蠟基原油中的酸值分布一般并不是隨沸點的升高而增加的。石蠟基原油在300～400℃餾分的酸值最大，而輕餾分和重餾分的酸值較低。中間基及環(huán)烷基原油在300～400℃餾分和500℃餾分左右處出現(xiàn)兩個酸值的極大值，呈現(xiàn)雙峰形的分布模式。3.2石油中含氧化合物的組成1、石油羧酸石油羧酸包括脂肪酸、環(huán)烷酸及芳香酸，分子量最小的環(huán)烷酸和芳香酸的沸點也超過200℃，因此汽油餾分中只存在脂肪酸。石油中的脂肪酸主要是正構(gòu)的，只存在少量輕度異構(gòu)化的脂肪酸。2、石油酚由于從石油中分離石油酚較困難，因而對其研究也就比較少。已經(jīng)從石油中鑒定出來的酚類有：苯酚、甲酚、二甲酚、三甲酚和萘酚等。石油中酚類的含量一般隨沸點的升高而降低。酚類不穩(wěn)定，易于氧化生成縮合產(chǎn)物。羧酸類和酚類含量與地質(zhì)年代的關(guān)系原油形成地質(zhì)年代分析樣品數(shù)酸性氧化物平均含量,m%酸性氧化物的分布,%羧酸類酚類羧酸類酚類新生代60.0370.0902971中生代290.0140.0154852古生代510.0270.0186040

石油酚的含量與石油形成的地質(zhì)年代有關(guān)，石油形成年代越久遠(yuǎn)，酸性氧化物中石油酚的含量越低。石油酸的性質(zhì)及其應(yīng)用原油中酸性氧化物對金屬設(shè)備和管線具有腐蝕作用，尤其是低分子酸其腐蝕性更強。研究表明，原油中酸值大于0.5mgKOH/g時，腐蝕趨于嚴(yán)重。在低溫下，石油酸對金屬設(shè)備的腐蝕不嚴(yán)重，而腐蝕嚴(yán)重的溫度范圍是230～400℃。石油餾分中的酸性氧化物可借助于堿洗得以分離，所得的石油酸是一種重要的化工原料，它是石油中唯一得到廣泛應(yīng)用的非烴石油產(chǎn)品。已經(jīng)在工業(yè)上應(yīng)用的主要是從煤油、輕柴油餾分中脫出的石油酸。目前應(yīng)用最為廣泛的是石油酸的鹽類。石油酸鈉鹽：表面活性劑、乳化潤滑油或乳化瀝青的乳化劑、有保水性原油破乳劑、潤滑脂的稠化劑和植物生長促進(jìn)劑。石油酸的鈣鹽和鎂鹽：潤滑脂的稠化劑和內(nèi)燃機油添加劑。石油酸的銅鹽和鋅鹽：木材與織物的防腐殺菌劑。石油酸的鋁鹽：潤滑脂的稠化劑、制取凝固汽油。石油酸的鈷和錳鹽：烴類氧化催化劑，油漆涂料催干劑。自1922年最早對墨西哥原油中12種微量元素檢測結(jié)果的報導(dǎo)以來，已從石油中檢測出59種微量元素，其中金屬元素為45種.可分為三類:(1)變價金屬如V、Ni、Fe、Mo、Co、W、Cr、Cu、Mn、Pb、Ga、Hg等;(2)堿金屬和堿土金屬：如Na、K、Ba、Ca、Sr、Mg等；(3)鹵素和其它元素：如C1、Br、I、Si、A1、As等。此外，還發(fā)現(xiàn)有Au、Ag等貴金屬的存在，但其含量甚微，一般只有十億分之幾4.微量元素

4.1石油中微量元素含量及其分布國外幾種原油的部分微量元素含量元素含量，g/g加州利比亞博斯坎阿爾伯塔阿薩巴斯卡伊朗西蘇爾古As0.6550.0770.2840.00240.1110.0950.25Fe68.94.944.770.69610.81.417Hg23.1----0.0270.0840.051--------Na13.213.020.32.923.620.60.10Ni98.449.11170.6099.381210V7.58.211100.68213.65336Zn9.7662.90.6920.6700.0460.3240.75我國幾種原油中微量元素的含量元素含量，g/g勝利孤島高升羊三木王官屯As----0.2500.2080.1400.090Ca8.93.61.63815Fe134.4227.08.2Na8126291.230Ni2617122.52592V1.62.53.10.90.5Zn0.70.50.60.50.4原油中含量最高的微量元素是釩，其次是鎳，鐵的含量也比較高。由于原油在儲存和運輸?shù)倪^程中始終與鋼鐵接觸，容易受污染而導(dǎo)致鐵含量數(shù)據(jù)偏高。鐵、銅、鎳、釩是催化裂化催化劑的毒物，砷是催化重整催化劑的毒物，鈉和鈣會使某些催化劑的活性降低。國內(nèi)幾種原油的主要微量元素組成原油名稱元素含量，g/gNi/VNiVFeCu大慶3.10.040.70.2578勝利261.03.50.126孤島21.12.012.0<0.211遼河32.50.69.30.354中原3.32.48.20.41.4華北15.00.71.8<0.321新疆5.60.07---0.5580新疆輪南6.064.03.50.60.09國外幾種原油的主要微量元素組成原油名稱元素含量，g/gNi/VNiVFeCu西德克薩斯4.87.95.10.40.61堪薩斯5.820.85.80.40.28希加包夫304431.30.33沙烏斯瓦謝夫50150170.70.39阿爾蘭70180131.70.27科威特6.022.50.70.10.27伊朗輕質(zhì)12531.40.030.23博斯坎11711104.80.20.11國外大部分原油的釩含量顯著高于鎳含量，Ni/V<1；我國絕大多數(shù)原油（除新疆塔里木地區(qū)外）的釩含量顯著低于鎳含量，Ni/V>1；鎳高、釩低是我國大部分原油化學(xué)組成的特點之一。Ni/V＞1是陸相成油的特征，形成的石油為低硫高氮、含鎳較多的石油。Ni/V＜1是海相成油的特征。形成的石油為含硫低氮、含釩較多的石油。我國大部分原油屬于低硫陸相成油，因而Ni/V＞1。新疆塔里木油田所產(chǎn)原油為高硫高釩原油，因而認(rèn)為是海相成油。我國原油各餾分幾種主要金屬含量分布原油餾程，℃含量，g/gNiVFeCuAs大慶原油3.10.040.7<0.20.900200～350<0.1<0.01<0.4<0.20.500350～500<0.1<0.01<0.4<0.20.700>500的減渣7.20.12.4<0.21.700減渣中含量占原油中含量，%>98------------勝利原油261.6130.1---200～3500.050.030.5<0.050.059350～5000.080.032.50.080.026>500的減渣754.1---0.40.054減渣中含量占原油中含量，%99.999.1---------石油中的微量元素比氮更加集中在減壓渣油中，常壓餾分和減壓餾分中Ni、V、Fe、Cu含量很低，而95%以上的Ni和V集中在＞500℃的減壓渣油中。As在常壓餾分和減壓餾分中的含量相對比較高，只有70%左右的As存在于＞500℃的減壓渣油中。4.2石油中微量元素的存在形態(tài)一般認(rèn)為，石油中的微量元素可能有三個方面的來源：以乳化狀態(tài)分散于原油中的水中的鹽類；懸浮于原油中的極細(xì)的礦物質(zhì)微粒；結(jié)合在有機物或絡(luò)合物中的金屬。5石油中的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)石油中的S、N、O及微量元素等雜原子大部分集中在減壓渣油中，因而在石油的重組分中非烴化合物的含量相當(dāng)可觀。石油中最重的部分基本上是由大分子的非烴化合物組成，這類非烴化合物統(tǒng)稱為膠狀瀝青狀物質(zhì)。按極性可分為膠質(zhì)與瀝青質(zhì)兩部分。瀝青質(zhì)與膠質(zhì)的定義：瀝青質(zhì)就是石油中不溶于非極性的低分子正構(gòu)烷烴而溶于苯的物質(zhì)。它是石油中分子量最大、極性最強的非烴組分。膠質(zhì)是石油中分子量和極性僅次于瀝青質(zhì)的大分子非烴化合物，它在組成和結(jié)構(gòu)上具有多分散性。分離瀝青質(zhì)常用的溶劑為：n-C5、n-C6、n-C7、石油醚等。用不同的溶劑分離出來的瀝青質(zhì)含量差別較大。正戊烷瀝青質(zhì)的含量要高于正庚烷瀝青。

用不同的正構(gòu)烷烴溶劑所沉淀出瀝青質(zhì)的量減壓渣油正戊烷瀝青質(zhì)，m%正庚烷瀝青質(zhì)，m%加拿大瀝青16.911.4勝利減渣13.70.2孤島減渣11.32.8華北減渣10.10.2單家寺減渣17.02.4膠質(zhì)與瀝青質(zhì)的特點：外觀：膠質(zhì)是深棕色至深褐色、極為粘稠不易流動的液體或無定形固體，受熱時易熔融，瀝青質(zhì)為深褐色至黑色的無定形固體，受熱時不熔化，易脆裂成片。密度：膠質(zhì)的密度略小于1.0，瀝青質(zhì)的密度略大于1.0。膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的元素組成和平均分子量項目C,m%H,m%S,m%N,m%H/C分子量膠質(zhì)大慶86.710.60.310.991.471780勝利84.310.21.611.441.451730孤島85.810.03.311.491.401380華北86.310.4---1.421.442260中原85.410.0---1.071.392780庚烷瀝青質(zhì)勝利84.09.02.271.731.283410孤