原油是从地下深处开采出来的、未经加工的石油。原油经炼制加工后得到各种燃料油、润滑油、蜡、沥青、石油焦等石油产品。了解石油及其产品的化学组成和物理性质,对于原油加工产品使用以及石油的综合利用等具有重要意义。
第一节石油的化学组成
一、石油的外观性质
石油通常是一种可燃性黏稠液体,常与天然气并存。石油主:要是由远古海洋或湖泊中的生物在地下经过漫长的地球化学演化而形成的烃类和非烃类的复杂混合物。世界各地所产的石油在外观性质上有不同程度的差别。从颜色看,大部分石油是黑色,也有暗绿或暗褐色,少数显赤褐、浅黄色,甚至无色。相对密度般都小于1,绝大多数石油的相对密度在0.80~0.98之间,但也有个别的高达1.02或低到0.71。我国主要油田的原油相对密度都在0.85以上。不同石油的流动性差别也很大,有的石油其50℃运动黏度为1.46mm2/S,有的却高达20000mm2/S。石油组成相当复杂,其中含有相对分子质量很小的气体烷烃,也含有相对分子质量为1500~2500的烃类。石油的性质因产地不同而异,加工后的产品品种、产率、性质等也不尽相同。许多石油都有不同程度的臭味,这是含有硫化物的缘故。石油外观性质的差异反映了其化学组成的不同。
二、石油的元素组成
世界上各油田所产原油的性质虽然千差万别,但它们的元素:组成大体上是一致的,基本是由碳氢、硫、氮氧5种元素组成,而且主要是碳和氢。它们在原油中含量范围一般是:碳(83.0%~87.0%)、氢(10.0%~14.0%)、硫(0.05%~8.00%)、氮(0.02%~2.00%)、氧(0.05%~2.00%)。
由碳和氢两种元素组成的碳氢化合物称为烃,在石油炼制过:程中它们是加工的主要对象。虽然石油中硫氮和氧元素的含量很少,但是它们对石油的性质、石油加工过程以及产品的使用性能有很大的影响。
石油中除含有碳氢、硫、氮、氧五种元素外,还有微量的金属和其他非金属元素,如钒、镍、铅、铁、铜、锌、镁钙钠、钾、砷、硅、氯磷、碘等,每克石油中它们的含量一般只几十微克甚至几纳克。虽然这些元素含量极微,但对石油加工过程影响很大。
以上各种元素并非以单质出现,而是相互以不同形式结合成烃类和非烃类化合物存在于石油中,所以,石油的组成是极为复杂的。
三、石油的烃类组成石油主要是由各种不同的烃类组成的。石油中究竟有多少种烃,至今尚无法说明。但已确定石油中的烃类主要是由烷烃、环烷烃和芳香烃这三种烃类构成。天然石油中一般不含烯烃、炔烃等不饱和烃,只有在石油的二次加工产物和利用油页岩制得的页岩油中才含有不同数量的烯烃。
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