第九章石油的化学组成.ppt

1 石油的化学组成 教学目的 熟悉石油的化学组成及其地球化学分类，掌握影响石油化学组成的主要因素 教学内容 石油的元素组成和馏分组成 石油的化学组成 石油的地球化学类型 影响石油化学组成的主要因素 重点及难点 影响石油化学组成的主要因素 * 一、石油的物理性质 原油是从地下深处开采出来的黄色、褐色乃至黑色的可燃性粘稠液体，不同地区所产出原油的相对密度、粘度、凝固点等都不一样 。 一、石油的物理性质 0.4 0.64 0.44 0.35 0.41 0.72 氮含量,% 4.9 4.4 5.7 0.15 0.26 0.82 硫含量,% 18.5 13.1 15 5.4 4.8 9.7 残碳,% / / / 7.4 2.2 3.4 蜡含量,% 10 15.6 / -18 -20 5 凝固点,℃ / 670(100℃) 1832(60℃) 381 287 8108 粘度 (50℃),mpa.s 1.03 1.0013 0.9991 0.9273 0.9434 0.9732 相对密度 (20℃) 加拿大阿 萨巴斯卡 青海冷湖 委内瑞拉 博斯坎 新疆 九区 欢喜岭 单家寺 原油产地 国内外几种重质原油的一般性质 一、石油的物理性质 原油的性质与有机质的类型、热演化程度和成藏后的次生变化有关。一般情况下正常原油的形成与有机质成熟阶段生成的油气有关，轻质原油与有机质在高演化阶段的生油有关，而重质原油则与低演化阶段或生物降解、泄漏等因素有关。根据原油物性可将原油划分为不同类型。 大于25 特高蜡原油 大于1.0 高硫原油 10～25 高蜡原油 大于0.934 重油 0.5～1.0 中硫原油 5～10 中蜡原油 0.80～0.934 正常原油 小于0.5 低硫原油 小于5 低蜡原油 小于0.80 轻质油 含硫量（%） 含蜡量（%） 密度（g/cm3） 原油物性分类标准（黄第藩等,2003） 一、石油的物理性质 从化学组成上，石油与天然气都是以烃类化合物为主的混合物，但天然气和原油基本性质具有明显的差别： ①天然气产出类型具有多样性。既形成游离的常规气藏，又能形成多种非常规气藏，也可与原油伴生形成伴生气藏。 ②天然气的分子量较小，结构较简单，而原油的分子量大，结构也较复杂。天然气中烃类的H/C 原子比高，一般为3～4 ，而原油的H/C 原子比为1.4～2.2，平均约为1.8，显然天然气比原油更富集氢元素。 ③天然气的物理性质明显有别于原油。天然气分子长度和有效直径比原油小得多；天然气的粘度与原油相比差3～4个数量级，在标准状态下，一般天然气的粘度仅n×10-2～10-3mPa·s ，而原油的粘度为n～n10mPa·s；天然气的密度远比原油低，易被压缩，也易膨胀；天然气的扩散能力远大于原油；天然气在水中的溶解度也远大于原油在水中的溶解度，特别是在高压条件下，具有较高的溶解度；天然气中碳同位素的分馏作用远比原油显著。 一、石油的物理性质 油气的主要物性对比表（李明诚，2004） 二、石油的元素组成 元素组成是化学组成的基础。世界上各油田所产石油的性质虽然千差万别，但它们的元素组成是一致的，基本是由碳、氢、硫、氮、氧等五种元素组成，而且主要是碳和氢。它们在石油中含量的一般范围是：碳83.0%～87.0%，11.0%～14.0％，硫0.05％～8.00%，氮0.02%～2.00%，氧0.05%～2.00%，除此之外，还含有微量金属元素如镍、钒、铁、铜、铀、钙、镁、铝、锶等和微量的非金属元素如磷、溴、碘等 三、石油的馏分组成 原油是由分子量为数十到数千的、数目众多的烃类和非烃类化合物组成的复杂混合物。其分子量范围很宽、沸点范围也很宽，从常温一直到500℃ 以上，所以无论是对原油进行研究或是要进行加工利用，都必须首先用分馏的方法，将原油按沸点的高低切割成若干部分，即所谓馏分，每个馏分的沸点范围称为馏程或沸界。从原油直接蒸馏得到的馏分称为直馏馏分，一般把原油中从常压蒸馏开始馏出的温度（初馏点）到200℃（或180℃）之间的轻馏分称为汽油馏分；常压蒸馏200℃（180℃）～350℃之间的中间馏分称为柴油馏分；而大于350℃的馏分称为重馏分。由于一般原油从350℃开始即有明显的分解现象，所以对于沸点高于350℃的馏分必须在减压下馏出，350～500℃之间的减压馏分称为润滑油馏分，大于500℃称为减压渣油。 原油的馏分与化学组成(Hunt,1979) 石油的馏分组成分类 三、石油的馏分组成 四、石油的化学组成 原油是由数目众多的烃类和非烃类化合物所组成的混合物，其物理性质和化学性质都与其化学组成有密切的联系，在油气地球化学中，常将原油的族组成分为饱和烃、芳烃、非烃（胶质）和沥