第一章石油、天然气、油田水 的成分和性质
第一章 石油、天然气、油田水 的成分和性质
第一章石油、天然气、油田水的成分和性质 第一节石油的成分和性质 一、石油的化学成分 石油(又称原油)是以液态形式存在于地下岩石孔隙中的可燃有机矿 产。在地下油气藏中,石油无论在成分上还是在相态上都是极其复 杂的混合物。石油是由各种碳氢化合物与少量杂质组成的液态可燃 矿物。 1、石油的元素组成 C84-87%;H11-14%;0,S,N1-4% 除上述五种元素外,在石油中还发现其他微量元素,构成了石油的灰 分
第一章 石油、天然气、油田水的成分和性质 第一节 石油的成分和性质 一、石油的化学成分 石油(又称原油)是以液态形式存在于地下岩石孔隙中的可燃有机矿 产。在地下油气藏中，石油无论在成分上还是在相态上都是极其复 杂的混合物。石油是由各种碳氢化合物与少量杂质组成的液态可燃 矿物。 1、石油的元素组成： C 84-87％ ；H 11-14％； O ，S，N 1-4％ 除上述五种元素外，在石油中还发现其他微量元素，构成了石油的灰 分
元紊组成,% 石油产地 c N 大庆(萨尔图混合油) 85741331 0.11 0.15 0.69 胜利(101混合油) 86.26 12.20 0.80 0.41 弧岛 842411.74 2.20 0.47 中 大港 85.67 13.40 0.12 0.23 江汉(混合油) 83.00 1281 2.09 0.47 1.63 克拉玛依(混合油) 86.13 13.30 0.05 0.25 0.283 雅雷克苏 80.61 10.36 1.05 8.97 乌克兰 84.60 14.00 0.14 1.25 1.25 原苏联 老格罗兹尼 86.42 12.62 0.32 0.68 卡拉·布拉克 777 877 1237 0.46 文图拉(加利福尼亚州) 84.00 127 1.70 1.20 科林加(加利福尼亚州) 86.40 11.7 0.60 博芒特(得克萨斯州 85.70 11.00 0.70 2.61 堪萨斯州 84.20 13.00 0
堪萨斯州 84．20 13．00 1．60 0．45 0．45 博芒特(得克萨斯州) 85.70 11.00 0.70 2.61 科林加(加利福尼亚州) 86.40 11.7 0.60 美 国 文图拉(加利福尼亚州) 84.00 12.7 0.4 1.70 1.20 卡拉·布拉克 87.77 12.37 0.46 老格罗兹尼 86.42 12.62 0.32 0.68 乌克兰 84.60 14.00 0.14 1.25 1.25 雅雷克苏 80.61 10.36 1.05 8.97 原 苏 联 克拉玛依(混合油) 86.13 13.30 0.05 0.25 0.28 江汉(混合油) 83.00 12.81 2.09 0.47 1.63 大港 85.67 13.40 0.12 0.23 弧岛 84.24 11.74 2.20 0.47 胜利(101混合油) 86.26 12.20 0.80 0.41 中 国 大庆(萨尔图混合油) 85.74 13.31 0.11 0.15 0.69 C H S N、 O 元素组成，％ 石油产地
2、石油的烃类组成: 碳和氢两种主要元素组成各种碳氢化合物存在于石油中。按本身结 构的不同可分为三类烷烃、环烷烃、芳香烃。 烷烃分子结构的特点是碳原子与碳原子都以单键C一C相连,排列成 直链式。无支链者,为正构烷烃或正烷烃;有支链者,为异构烷烃 或异烷烃。 C-C-C-C-C 在石油中不同碳原子数正烷烃相对含量呈一条连续的分布曲线,称 为正烷烃分布曲线如图所示
2、石油的烃类组成： 碳和氢两种主要元素组成各种碳氢化合物存在于石油中。按本身结 构的不同可分为三类烷烃、环烷烃、芳香烃。 烷烃分子结构的特点是碳原子与碳原子都以单键C—C相连，排列成 直链式。无支链者，为正构烷烃或正烷烃；有支链者，为异构烷烃 或异烷烃。 C-C-C-C-C- 在石油中不同碳原子数正烷烃相对含量呈一条连续的分布曲线，称 为正烷烃分布曲线如图所示
2.5 2.0 求世 斯塔特莱恩 1.5 1约翰溪 尤因塔盆 10 送雷厄斯 0.5 庞卡城 北斯米尔 0 25 3035 每个分子的碳原子数 这说明石油中正烷烃同系物是一个连续系列。由于石油中 正烷烃低分子比高分子多,因而在正烷烃系列的G5以内有 一个极大值
这说明石油中正烷烃同系物是一个连续系列。由于石油中 正烷烃低分子比高分子多，因而在正烷烃系列的C15以内有 一个极大值
在石油烷烃馏分中,最重要的异烷烃是异戊间二烯型烷烃。其特点 是在直链上每四个碳原子有一个甲基支链。在沉积物和原油中,往 往以植烷、姥鲛烷、降姥鲛烷、异十六烷及法呢烷的含量最髙 2,6,10,14—四甲基十六烷(植烷) 2,6,10,14—四甲基十五烷(姥鲛烷) 同源的石油,所含异戊间二烯型烷烃的类型和含量都非常相似,因 此近几年来常用作油源对比的标志或“指纹
在石油烷烃馏分中，最重要的异烷烃是异戊间二烯型烷烃。其特点 是在直链上每四个碳原子有一个甲基支链。在沉积物和原油中，往 往以植烷、姥鲛烷、降姥鲛烷、异十六烷及法呢烷的含量最高 2，6，10，14—四甲基十六烷(植烷) 2，6，10，14—四甲基十五烷(姥鲛烷) 同源的石油，所含异戊间二烯型烷烃的类型和含量都非常相似，因 此近几年来常用作油源对比的标志或“指纹”
环烷烃 这是一类性质与烷烃相似,但在分子中含有碳环结构的饱和烃。它们 由许多围成环的多个次甲基(-CH2-)组成。组成环的碳原子数可以是3、 4…
环烷烃 这是一类性质与烷烃相似，但在分子中含有碳环结构的饱和烃。它们 由许多围成环的多个次甲基(-CH2-)组成。组成环的碳原子数可以是3、 4……
芳香烃 指具有六个碳原子和六个氢原子组成的特殊碳环苯环的化合物,其 特征是分子中含有苯环结构,属不饱和烃。石油中已鉴定出的芳烃 的基本类型有:苯、萘、蒽和菲等。其中以苯、萘、菲三种化合物 含量最多。每个类型的主要组分常常不是母体,而是烷基衍生物, 如CnHn-6型的主要组分不是苯,常是甲苯
芳香烃 指具有六个碳原子和六个氢原子组成的特殊碳环-苯环的化合物，其 特征是分子中含有苯环结构，属不饱和烃。石油中已鉴定出的芳烃 的基本类型有：苯、萘、蒽和菲等。其中以苯、萘、菲三种化合物 含量最多。每个类型的主要组分常常不是母体，而是烷基衍生物， 如CnH2n-6型的主要组分不是苯，常是甲苯
3、石油中的非烃组成 石油所含的非烃化合物数量不少,尤其在重质馏分中含量更高。石油中的 非烃化合物主要包括含硫、含氧、含氮化合物,它们对石油的质量和炼制加 工有着重要影响。 (1)含硫化合物 硫是石油的重要组成元素之一。它在石油中的含量变化甚大,从万分之几到百分之 几。硫在石油中可以呈元紊硫、硫化氢、硫醇、硫醚、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(H2S)、硫化铁GFeS)、硫 醇、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
3、石油中的非烃组成 石油所含的非烃化合物数量不少，尤其在重质馏分中含量更高。石油中的 非烃化合物主要包括含硫、含氧、含氮化合物，它们对石油的质量和炼制加 工有着重要影响。 （1）含硫化合物 硫是石油的重要组成元素之一。它在石油中的含量变化甚大，从万分之几到百分之 几。硫在石油中可以呈元素硫、硫化氢、硫醇、硫醚、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(H2S)、硫化铁(FeS)、硫 醇、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
(2)含氮化合物 石油中的含氮量一般在万分之几至千分 C 之几。我国大多数原油含氮量均低于 0.5%,大庆原油含氮量少(0.15%),孤 岛原油最多(0.47%)。石油中的含氮化 合物包括碱性和非碱性两类。现已从石 一NH 油中鉴定出的碱性氮化物多为吡啶、喹 啉、异喹啉和吖啶及其同系物,非碱性 氮化物主要是吡咯、卟啉及其同系物。 图1-2卟啉和钒卟啉的结构式 其中以金属卟啉化合物最为重要.在石 油中,钒、镍等重金属都与卟啉分子中 的氮呈络合状态存在,形成钒卟啉和镍 卟啉
（2）含氮化合物 石油中的含氮量一般在万分之几至千分 之几。我国大多数原油含氮量均低于 0.5%,大庆原油含氮量少（0.15%），孤 岛原油最多（0.47%）。石油中的含氮化 合物包括碱性和非碱性两类。现已从石 油中鉴定出的碱性氮化物多为吡啶、喹 啉、异喹啉和吖啶及其同系物，非碱性 氮化物主要是吡咯、卟啉及其同系物。 其中以金属卟啉化合物最为重要. 在石 油中，钒、镍等重金属都与卟啉分子中 的氮呈络合状态存在，形成钒卟啉和镍 卟啉