『壹』 石油是由哪些元素組成的,是否全部元素都有存在的意義
石油的元素組成:
石油是埋藏於地下的天然礦產物八聖過勘探、開采出的未經煉制的石油也叫做原油。在常溫下,原油大都呈流體或半流體狀態,顏色多為黑或深棕色,少教為暗綠、赤褐或黃色,並且有特殊氣昧。原油經過煉制後的成品叫做石油產品。如需了解詳情可登錄油品知識網站
不同產地的原油,其相對密度也不相同,但一般都小於l,多在0.8一0.98之間,個別低於0.70。凝點的差異也較大,有的高達30『c以上,有的卻低於一50『c。
原油之所以在外觀和物理性質上存在差異,根本原因在於其化學組分不完全相同。原油既不是由單一元索組成的單質,也不是由兩種以上元素組成的化合物,而是由各種元素組成的多種化合物的混合物。因此,其性質就不象單質和純化合物那樣確定,而是所含各種化合物性質的綜合體現。
原油的主要組成成分是碳和氫,碳氫化合物也簡稱為烴,烴是原油加工和利用的主要對象。
原油中所含各種元索並不是以單質形式存在,而是以相互結合的各種碳氫及非碳氫化合物的形式而存在。
原油中含有的硫、氧、氮等元素與碳、氫形成的硫化物、氮化物、氧化物和膠質、瀝青質等非烴化合物,其含量可達10%一20%,這些非烴化合物大都對原油的加工及產品質量帶來不利影響,在石油的煉制過程中應盡可能將它們除去。此外,原油中所含微量的氯、碘、砷、磷、鎳、釩、鐵、鉀等元素,也是以化合物的形式存在。其含量雖小,對石油產品的影響不大,但其中的砷會使得催化重整的催化劑中毒,鐵、鎳、釩會使催化裂化的催化劑中毒。故在進行原油的這類加工時,對原料要有所選擇或進行預處理。
『貳』 石油是由什麼組成的
經過分析,石油主要是由碳和氫構成。其中碳佔84%~87%左右,氫佔12%~14%左右。餘下的百分之一是極微量的硫、氧、氮等元素。碳和氫可以形成多種化合物,按它們的原子數從少到多排列,有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷等等。石油就是由這些化合物組成的。
組成石油的化合物復雜,它們含有相對分子質量從幾十到幾千的各種烷烴、環烷烴和芳香烴。除烴類之外,石油中還含有數量不等的非烴類化合物,主要是含硫、含氮、含氧的化合物以及一些膠狀瀝青質。石油的大部分是液態烴,同時在液態烴里溶有氣態烴和固態烴。
石油的成油機理有生物沉積變油和石化油兩種學說。
前者較廣為接受,認為石油是古代海洋或湖泊中的生物經過漫長的演化形成,屬於生物沉積變油,不可再生。
後者認為石油是由地殼內本身的碳生成,與生物無關,可再生。石油主要被用來作為燃油和汽油,也是許多化學工業產品,如溶液、化肥、殺蟲劑和塑料等的原料。
石油的性質因產地而異,密度為0.8-1.0g/cm3,粘度范圍很寬,凝固點差別很大(30℃~-60℃),沸點范圍為常溫到500攝氏度以上,可溶於多種有機溶劑,不溶於水,但可與水形成乳狀液。不過不同油田的石油成分和外貌可以區分很大。石油主要被用作燃油和汽油,燃料油和汽油在2012年組成世界上最重要的二次能源之一。
『叄』 新人向科普向,原來石油大有用處哦,要趁早認識它!
大家好,我就是向你們科普石油大有用處的作者,然而為了讓你們真真切切的知道石油是有很重要性的,我會以我的角度和順序為你們介紹它,保證是實用的,也懂得的了。
石油的實質:是一種油質液體,是粘稠的,有色的、可燃性的,還是具有可工業分解性的化學物質結合體。
石油的成分:主要是由碳元素、氫元素構成的化合物,具有烷烴、環烷烴、芳香烴等化學結構成分,它的物質狀態成分有,油質、膠質、瀝青質、碳質,其中油質占這種成分大部分。
石油的顏色:它的顏色可不只是黑色那種哦,當然黑色是佔大部分的,它的其他顏色有紅色、金黃色、墨綠色、褐色,甚至還有透明的顏色,透明的情況是最少的。而主要能影響決定它的顏色構成的就是膠質和瀝青質,含有越多,顏色深度就越高。
石油形成的兩種學說
第一種生物死亡形成學說:這種學說,說石油是動物和藻類的屍體經過死亡後,因各種原因沉澱在地底下、深海里很長時間,慢慢在高溫高壓無氧環境下,所形成的屍水,是大部分人支持的第一學說,目前還沒有其它學說替代它,屬於很高機率不可再生資源,必須要符合很多以上所說形成的條件才能生
第二種地球自然形成學說:這種學說,說石油是在地球所有生命誕生之初就已經慢慢形成了,是地球身體內部的自我自然化學反應,在含有指定化學物質的地方,就可以自行相互融合為石油。這種學說里石油是屬於可再生,就像是光合作用那樣的自然現象而已。這種學說是已經慢慢積累支持的人的學說了,是很有可能會把第一種學說掀翻在地的。
但是這兩種學說都存在說不通的地方,所以這兩種學說都不會是絕對性的正確的,只是都是有人在相信的,區別是多與少而已。
第一種學說說不通的地方是:動物跟藻類的屍體,是存在自然分解和細菌分解的,還有非常有可能會被其它生物和腐食生物吃掉,而這兩種情況發生完之後,它們的屍體還有可能留存下來的,就是骨頭跟難搞的部位而已,分解的慢又不想吃。而這個學說最說不通的地方就是,骨頭和這些部位都需要很長時間融化才行,才能融化到地底下深海里,奇怪的是骨頭和難搞的部位它們兩個含有的物質,是只有不多組成石油成分的化學物質存在的,就算有量也不多。組成石油化學物質的成分,一般都在肉上,跟被吃掉和分解的部位里。
第二種學說說不通的地方是:偶爾才能見到它自然形成流露出來(如在采完石油的油田裡,靜置一段時間後,偶爾又會看見多出一部分石油出來,概率小,不具有統一性)但是這種學說,它是有指定的物質所在的(地底下海底里都有),但可能所必須的形成石油條件質量不好(如微生物,細菌等等),形成的慢。
石油的用處
第一:可做成燃油,提供燃燒的能量,讓交通工具具有可動性,比如柴油,汽油,飛機輪船專用油等等,都是燃油的分類
第二:可做成塑料,沒有聽錯,大吃一驚吧,石油確實是具有做成塑料的化學成分在的,要專門挑那些成分出來提煉,就可做成塑料,為我們的日常生活所用了。如洗臉盆、牙刷、牙杯、飲料瓶等等等都可以做成
第三:可以做成瀝青,瀝青也叫柏油,它是現代社會上,大部分交通道路所構成的成分之一,其他主要成分有,水泥、石材等。沒有石油提供的瀝青,很難大面積的做道路出來。而恰好石油也是具有很多瀝青質的,可以專門提煉出來做
第四:可以做成衣服,你還是沒有聽錯,也是能做成衣服的,因為它能提供我們所穿的日常衣服,有些原材料纖維面料,如條綸晴綸錦綸等。石油它的這一些物質,佔一件衣服大部分纖維,如需這一些物質,那要很依賴石油合成的纖維。
第五:可以做成合成橡膠,廣泛可以運用在社會各種方面,如可做成鞋子的一些部位和可做成某些體育用具跟交通工具輪胎加上電線電纜等等物品,而這些都需要從石油那裡,獲取合成橡膠的主要原材料,石油是具有的
第六:可以用於醫學制葯,石油它的某些成分是做某些葯的主要原材料,和醫學里的一些技術,如做假肢、人造器官、x光片、處理溶液等也要借鑒石油石化技術,所以這一領域對石油是需求的。
第七:可以做成清潔用品,如洗滌劑、洗發水、沐浴露、肥皂等,所以現代人的干凈是要綁定上它了
第八:可以做成食物和食物相關的用品,如化肥、殺蟲劑、口香糖、合成蛋白質、甘油、石蠟等等,那一種都是需要石油幫助的,所以石油也是能掌控人類食品相關的,不可小看。
第九:可以做成潤滑油,有工業潤滑油和交通工具潤滑油,工業的有工廠的機械潤滑油,交通工具的有汽車潤滑油,而潤滑油所構成的主要成分,石油那裡來的成分佔90%以上,又是一件剛需的事。
第十:可以做成化妝品,女孩們聽到這別驚訝,也別不相信,這是確實有的事,石油做出來的一些成分確實可以做到,如染料、石蠟、香精等等都可製成化妝品,所以有時候化妝,化的也有石油的部分。
石油的格局與今後發展
格局:是如今所有國家所必需的戰略資源,可應用於社會各方面,但是儲量各有不同,屬中東地區最多,其它地區依次排開,所以根據儲量的不同,各個國家對石油的定奪方式也不同,有點賣出,有的存著,有的買進,這種情況叫做所謂各有千秋,能有則有。
今後發展:隨著人類社會逐步向前,各種智慧成果紛紛涌現,如新能源(太陽能、風能、水能、核能等)新材料(頁岩氣和油,可燃冰等等)石油大概率會在今後歲月里被這些東西所替代。
石油能做成什麼類型
可以做股票石油概念股,可以做工業合成工業提煉工業,可以做期貨專門的石油期貨,可以做商店如加油站,可以做商品很多種類型的油,最重要的是做成為公司石油巨型公司。
『肆』 淺談明確石油的化學組成的意義和作用
石油是碳氫化合物的復雜混合物,它的外觀性質主要表現的石油的顏色密度,流動性和氣味上。 石油是重要的能源,也是重要的戰略儲備資源。
『伍』 石油化學成分是什麼,產生條件是什麼
是用石油作原料生產各種化工原料和產品是石油化學成分、產生條件高溫高壓催化劑、精餾、加氫、重整產生
『陸』 石油的成分有哪些都有什麼用
組成石油的化學元素主要是碳
(83%
~
87%)、氫(11%
~
14%),其餘為硫(0.06%
~
0.8%)、氮(0.02%
~
1.7%)、氧(0.08%
~
1.82%)及微量金屬元素(鎳、釩、鐵等)。由碳和氫化合形成的烴類構成石油的主要組成部分,約佔95%
~
99%,含硫、
氧、氮的化合物對石油產品有害,
在石油加工中應盡量除去。不同產地的石油中,各種烴類的結構和所佔比例相差很大,
但主要屬於烷烴、環烷烴、芳香烴三類。
通常以烷烴為主的石油稱為石蠟基石油;以環烷烴、芳香烴為主的稱環烴基石油;介於二者之間的稱中間基石油。我國主要原油的特點是含蠟較多,凝固點高,硫含量低,
鎳、氮含量中等,釩含量極少。除個別油田外,原油中汽油餾分較少,渣油佔1/3。組成不同類的石油,加工方法有差別,產品的性能也不同,應當物盡其用。大慶原油的主要特點是含蠟量高,凝點高,硫含量低,屬低硫石蠟基原油。
如果給石油加熱,由於組成石油的各物質的沸點不同,它們就會被先後蒸餾出來而分離。這是石油煉制的基本原理。石油可煉制出
溶劑油,汽油,航空煤油,煤油,柴油,潤滑油,石蠟及瀝青等。
『柒』 石油的化學組成是什麼
石油中主要由烴類化合物組成,有烷烴、環烷烴、芳香烴等
『捌』 石油的化學組成
石油的化學組成可以從組成石油的元素、化合物、餾分和組分加以認識,必須明確這是從不同側面去認識同一問題。
(一)石油的元素組成
由於石油沒有確定的化學成分,因而也就沒有確定的元素組成。但其元素組成還是有一定的變化范圍。
石油的元素組成主要是碳(C)和氫(H),其次是硫(S)、氮(N)、氧(O)。世界上大多數石油的元素組成一般為:碳含量介於80%~88%之間,氫含量佔10%~14%,硫、氮、氧總量在0.3%~7%之間變化,一般低於2%~3%,個別石油含硫量可高達10%。世界各地原油的元素組成盡管千差萬別,但均以碳、氫兩種元素占絕對優勢,一般在95%~99%之間。碳、氫元素重量比介於5.7~7.7之間,平均值約為6.5。原子比的平均值約為0.57(或1∶1.8)。
石油中硫含量,據蒂索(B.P.Tissot,1978)等對9347個樣品的統計,平均為0.65%(重量),其頻率分布具雙峰型(圖2-2),多數樣品(約7500個)的含硫量小於1%,少數樣品(1800個)的含硫量大於1%,1%處為兩峰的交叉點。根據含硫量可把原油概略地分為高硫原油(含硫量大於1%)和低硫原油(含硫量小於1%)。原油中的硫主要來自有機物的蛋白質和圍岩的含硫酸鹽礦物如石膏等,故產於海相環境的石油較形成於陸相環境的石油含硫量高。由於硫具有腐蝕性,因此含硫量的高低關繫到石油的品質。含硫量變化范圍很大,從萬分之幾到百分之幾。
圖2-2 不同時代和成因的9347個石油樣品中含硫分布(據Tissot&Welte,1978)
石油中含氮量在0.1%~1.7%之間,平均值0.094%。90%以上的原油含氮量小於0.2%,最高可達1.7%(美國文圖拉盆地的石油),通常以0.25%作為貧氮和富氮石油的界限。
石油的含氧量在0.1%~4.5%之間,主要與其氧化變質程度有關。
石油的元素組成,不同研究者的估算值不甚一致。通常碳、氫兩元素主要賦存在烴類化合物中,是石油的主體,而硫、氮、氧元素組成的化合物大多富集在渣油或膠質和瀝青質中。
除上述5種主要元素之外,還從原油灰分(石油燃燒後的殘渣)中發現有50多種元素。這些元素雖然種類繁多,但總量僅占石油重量的十萬分之幾到萬分之幾,在石油中屬微量元素。石油中的微量元素,以釩、鎳兩種元素含量高、分布普遍,且由於其與石油成因有關聯,故最為石油地質學家重視。V/Ni比值可作為區分是來自海相環境還是陸相環境沉積物的標志之一。一般認為V/Ni>1是來自海相環境,V/Ni<1是來自陸相環境。
(二)石油的化合物組成
概要地說,組成石油的化合物多是有機化合物,作為雜質混入的無機化合物不多,含量甚微,可以忽略不計。組成石油的5種主要元素構成的化合物是一個龐大的家族———有機化合物。現今從全世界經過分析的不同原油中分離出來的有機化合物有近500種,還不包括有機金屬化合物。其中約200種為非烴,其餘為烴類。原油的大半部分是由150種烴類組成。石油的化合物組成,歸納起來可以分為烴類和非烴類化合物兩大類,其中烴類化合物是主要的,這與元素組成以C、H占絕對優勢相一致。
1.烴類化合物
在化學上,烴類可以分為兩大類:飽和烴和不飽和烴。
(1)飽和烴
在石油中飽和烴在數量上佔大多數,一般占石油所有組分的50%~60%。可細分為正構烷烴、異構烷烴和環烷烴。
正構烷烴平均占石油體積的15%~20%,輕質原油可達30%以上,而重質原油可小於15%。石油中已鑒定出的正烷烴為C1—C45,個別報道曾提及見有C60的正烷烴,但石油大部分正烷烴碳數≤C35。在常溫常壓下,正烷烴C1—C4為氣態,C5—C15為液態,C16以上為固態(天然石蠟)。
不同類型原油的正構烷烴分布情況如圖2-3所示。由圖可見,盡管正構烷烴的分布曲線形態各異,但均呈一條連續的曲線,且奇碳數與偶碳數烴的含量總數近於相等。根據主峰碳數的位置和形態,可將正烷烴分布曲線分為三種基本類型:①主峰碳小於C15,且主峰區較窄;②主峰碳大於C25,主峰區較寬;③主峰區在C15—C25之間,主峰區寬。上述正烷烴的分布特點與成油原始有機質、成油環境和成熟度有密切關系,因而常用於石油的成因研究和油源對比。
石油中帶支鏈(側鏈)的異構烷烴以≤C10為主,常見於C6—C8中;C11—C25較少,且以異戊間二烯型烷烴最重要。石油中的異戊間二烯型烷烴(圖2-4),一般被認為是從葉綠素的側鏈———植醇演化而來,因而它是石油為生物成因的標志化合物。這種異構烷烴的特點是每四個碳原子帶有一個甲基支鏈。現已從石油中分離出多種異戊間二烯型烷烴化合物,其總量達石油的0.5%。其中研究和應用較多的是2,6,10,14-四甲基十五烷(姥鮫烷)和2,6,10,14-四甲基十六烷(植烷)。研究表明,同一來源的石油,各種異戊二烯型化合物極為相似,因而常用之作為油源對比的標志。
圖2-3 不同類型石油的正構烷烴分布曲線圖(據Martin,1963)
圖2-4 類異戊間二烯型烷烴同系物立體化學結構圖
環烷烴在石油中所佔的比例為20%~40%,平均30%左右。低分子量(≤C10)的環烷烴,尤以環戊烷(C5-五員環)和環己烷(C6-六員環)及其衍生物是石油的重要組成部分,且一般環己烷多於環戊烷。中等到大分子量(C10—C35)的環烷烴可以是單環到六環。石油中環烷烴以單環和雙環為主,占石油中環烷烴的50%~55%,三環約佔20%,四環以上佔25%左右。在石油中多環環烷烴的含量隨成熟度增加而減少,故高成熟原油中1~2環的環烷烴顯著增多。
在常溫常壓下,環丙烷(C3H6)和甲基環丙烷(C4H8)為氣態,除此之外所有其他單環環烷烴均為液態,兩環以上(>C11)的環烷烴為固態。
(2)不飽和烴
石油中的不飽和烴主要是芳香烴和環烷芳香烴,平均占原油重量的20%~45%。此外原油中偶可見有直鏈烯烴。烯烴及不飽和環烴,因其極不穩定,故很少見。
石油中已鑒定出的芳香烴,根據其結構不同可以分為單環、多環和稠環三類,而每個類型的主要分子常常不是母體,而是烷基衍生物。
單環芳烴包括苯、甲苯、二甲苯等。
多環芳烴有聯苯、三苯甲烷等。
稠環芳烴包括萘(二環稠合),蒽和菲(三環稠合)以及苯並蒽和屈(四環稠合)。
芳香烴在石油中以苯、萘、菲三種化合物含量最多,其主要分子也常常以烷基的衍生物出現。如前者通常出現的主要是甲苯,而不是苯。
環烷芳香烴包含一個或幾個縮合芳環,並與飽和環及鏈烷基稠合在一起。石油中最豐富的環烷芳香烴是兩環(一個芳環和一個飽和環)構成的茚滿和萘滿以及它們的甲基衍生物。而最重要的是四環和五環的環烷芳烴,其含量及分布特徵常用於石油的成因研究和油源對比。因為它們大多與甾族和萜族化合物有關(芳構化),而甾族和萜族化合物是典型的生物成因標志化合物。
2.非烴化合物
石油中的非烴化合物是指除C、H兩種主要元素外,還含有硫或氮或氧,抑或金屬原子(主要是釩和鎳)的一大類化合物。石油中這些元素的含量不多,但含這些元素的化合物卻不少,有時可達石油重量的30%。其中又主要是含硫、氮、氧的化合物。
(1)含硫化合物
硫是碳和氫之後的第三個重要元素,含硫的化合物也最為多見。目前石油中已鑒定出的含硫化合物將近100種,多呈硫醇、硫醚、硫化物和噻吩(以含硫的雜環化合物形式存在),在重質石油中含量較為豐富。
石油中所含的硫是一種有害的雜質,因為它容易產生硫化氫(H2S)、硫化鐵(FeS)、亞硫酸(H2SO3)或硫酸(H2SO4)等化合物,對機器、管道、油罐、煉塔等金屬設備造成嚴重腐蝕,所以含硫量常作為評價石油質量的一項重要指標。
通常將含硫量大於2%的石油稱為高硫石油;低於0.5%的稱為低硫石油;介於0.5%~2%之間的稱為含硫石油。一般含硫量較高的石油多產自碳酸鹽岩系和膏鹽岩系含油層,而產自砂岩的石油則含硫較少。我國原油多屬低硫石油(如大慶、任丘、大港、克拉瑪依油田)和含硫石油(如勝利油田)。原蘇聯伊申巴石油含硫量高達2.25%~7%,其他如墨西哥、委內瑞拉和中東的石油含硫量也較高。
(2)含氮化合物
石油中含氮化合物較為少見,平均含量小於0.1%。目前從石油中分離出來的含氮化合物有30多種,主要是以含氮雜環化合物形式存在。可將其分為兩組,一組為鹼性化合物,有吡啶、喹啉、異喹啉、吖啶及其同系物;另一組為非鹼性化合物,有卟啉、吲哚、咔唑及其同系物,其中以含釩和鎳的金屬卟啉化合物最為重要。
原油中的卟啉化合物首先是由特雷勃斯(C.Treibs,1934)發現的。包括初卟啉和脫氧玫紅初卟啉,並提出石油中的卟啉是由植物的葉綠素和動物的氯化血紅素轉化而來。這個發現為石油有機成因說提供了有力的證據,引起了廣泛的注意和重視。目前對卟啉的研究已逐步深入並發現了多種類型。卟啉是以四個吡咯核為基本結構,由4個次甲基(—CH)橋鍵聯結的含氮化合物,又稱族化合物。在石油中卟啉常與釩、鎳等金屬元素形成絡合物,因而又稱為有機金屬化(絡)合物,其基本結構與葉綠素結構極為相似(圖2-5)。
圖2-5 葉綠素(A)與原油中的卟啉(B)、植烷(Ph)、姥鮫烷(Pr)結構比較圖(據G.D.Hobson等,1981)
但是,並不是所有原油中都含有卟啉,有相當一部分原油中不含或僅含痕量。一般中新生代地層中形成的原油含卟啉較多,而古生代地層中石油含卟啉甚低或不含。這可能與卟啉的穩定性差有關。在高溫(>250℃)或氧化條件下,卟啉將發生開環裂解而遭破壞。
此外,原油中的卟啉類型還與沉積環境有密切關系,海相石油富含釩卟啉,而陸相石油富含鎳卟啉。
(3)含氧化合物
石油中含氧化合物已鑒定出50多種,包括有機酸、酚和酮類化合物。其中主要是與酸官能團(—COOH)有關的有機酸,有C2~24的脂肪酸,C5~10的環烷酸,C10~15的類異戊二烯酸。石油中的有機酸和酚(酸性)統稱石油酸,其中以環烷酸最多,占石油酸的95%,主要是五員酸和六員酸。幾乎所有石油中都含有環烷酸,但含量變化較大,在0.03%~1.9%之間。環烷酸易與鹼金屬作用生成環烷酸鹽,環烷酸鹽又特別易溶於水。因此地下水中環烷酸鹽的存在是找油的標志之一。
(三)石油的餾分組成
石油是若干種烴類和非烴有機化合物的混合物,每種化合物都有自己的沸點和凝點。石油的餾分就是利用組成石油的化合物各自具有不同沸點的特性,通過對原油加熱蒸餾,將石油分割成不同沸點范圍的若幹部分,每一部分就是一個餾分。分割所用的溫度區間(餾程)不同,餾分就有所差異(表2-1)。
表2-1 石油的餾分組成
據亨特對美國一種相對密度為35°API(0.85g/cm3)的環烷型原油所做的分析結果,以脫氣後各餾分總和計算,各餾分的體積百分比為:汽油27%,煤油13%,柴油12%,重質瓦斯油10%,潤滑油20%,渣油18%。其與化合物組成的關系如圖2-6所示。
通常石油的煉制過程可以看作就是對石油的分餾,餾程的控制是根據原油的品質及對油品質量的具體要求來確定的。現代煉油工業為了提高石油中輕餾分的產量和提高產品質量,除了採用直餾法外,還採用催化熱裂化、加氫裂化、熱裂解、石油的鉑重整等一系列技術措施。例如在常壓下分餾出的汽油只佔原油的15%~20%,在採用催化熱裂化後,可使汽油的產量提高到50%~80%,以滿足各方面以汽油作能源燃料的需求。
圖2-6 相對密度為35°API的環烷型石油的餾分與化合物組成的關系圖(據J.M.Hunt,1979)
(四)石油的組分組成
石油組分分析是過去在石油研究中曾廣泛使用的一種方法。它是利用有機溶劑和吸附劑對組成石油的化合物具有選擇性溶解和吸附的性能,選用不同有機溶劑和吸附劑,將原油分成若幹部分,每一部分就是一個組分。
一般在作組分分析之前,先對原油進行分餾,去掉低於210℃的輕餾分,切取>210℃的餾分進行組分分析(圖2-7)。凡能溶於氯仿和四氯化碳的組分稱為油質,它們是石油中極性最弱的部分,其成分主要是飽和烴和一部分低分子芳烴。溶於苯的組分稱為苯膠質,其成分主要是芳烴和一些具有芳環結構的含雜元素的化合物(主要為含S、N、O的多環芳烴)。用酒精和苯的混合液(或其他極性更強的如甲醇、丙酮等)作溶劑,可以得到酒精-苯膠質(或其他相應組分),此類膠質的成分主要是含雜元素的非烴化合物。用石油醚分離,溶於石油醚的部分是油質和膠質。其中能被硅膠吸附的部分是膠質;不被硅膠吸附的部分是油質;剩下不溶於石油醚的組分(但可溶於苯、二硫化碳和三氯甲烷等中性有機溶劑,呈膠體溶液,可被硅膠吸附)為瀝青質;後者是渣油的主要組分,其主要成分是結構復雜的大分子非烴化合物。
顯然,石油的組分組成是一個比較模糊的概念,特別是膠質和瀝青質,在石油地質學中使用頻率較高,使用上也不是很嚴謹。膠質和瀝青質是一些分子量較大的復雜化合物的混合體。膠質的視分子量約在300~1200;瀝青的視分子量多大於10000,可能達到甚至於超過50000,其直徑平均為40~50nm。膠質和瀝青質占原油的0~40%,平均為20%。膠質和瀝青質可能主要是由多環芳核或環烷-芳核和雜原子鏈如含S、N、O等的化合物組成,其平均元素組成如表2-2所示,大量分布於未成熟以及經過生物降解和變質的原油中,尤其在天然瀝青礦物或瀝青砂岩中更為多見。
石油的組分在石油的成因演化研究和原油品質評價中經常涉及。
圖2-7 原油組分分析流程圖
表2-2 膠質和瀝青質的平均元素組成
『玖』 與石油成因相關的化學組成有哪些
原油是由數目眾多的烴類和非烴類化合物所組成的混合物,其物理性質 和化學性質都與其化學組成有密切的聯系,在油氣地球化學中,常將原油的 族組成分為飽和烴、芳烴、非烴(膠質)和瀝青質。原油的族組成與其母質 類型、熱演化程度和成藏後的次生變化密切相關。 在原油的化學組成中,按照化學結構可進一步細分為:烴類—烷烴、環 烷烴、芳香烴;非烴—含氧化合物、含硫化合物、含氮化合物;膠質+瀝青
烷烴是原油中的重要組成部分,可分 為正構烷烴和異構烷烴。在原油中正構烷 烴的含量是較高的,其含量一般為15 40的各種正構 烷烴,還有少數超過C 40 的正構烷烴。在 大多數原油中,高碳數的正構烷烴含量隨 碳原子數增加有規律地減少。 不同類型原油中正構烷烴分布 1015 20 25 30 35 0.51.0 1.5 2.0 2.5 分子中的碳原子數州界油田 尤因塔盆地 約翰溪 正構烷烴含量在很大程度上取決於其生成條件,尤其是原始有機質的性質。高蠟原油和陸相原油往往含有大量的正構烷烴。烴源岩的熱演化程度對原油中正 構烷烴含量也有一定的影響,隨烴源岩熱演化程度的增加,正構烷烴含量增加。 受到微生物降解後的原油,正構烷烴的含量下降。
在原油中也己鑒別出許多異構烷烴。其中C 10 以內的異構烷烴含量較高,在 范圍內,最常見的構型是具有一個叔碳原子(2-甲基或3-甲基),其次是兩個叔碳原子的構型,其它類型少見。 在中等分子量范圍內最重要的異構烷烴是異戊二烯類烷烴,它們是C 25的異構烷烴,每隔三個碳原子有一個甲基支鏈,含量常占原油的1%。 最重要的是:異戊二烯型烷烴(植烷,姥鮫烷),稱謂 指紋化合物
1、含硫化合物 有害物質,對機器、管道、油罐、煉塔腐蝕。 所有原油中都含有一定量的硫,但不同原油的含硫量相差很大,從萬分之幾到 百分之幾。原油中有機硫化物已鑒定出250種。除元素硫以外,主要以硫醇、硫醚和 噻吩類等出現—評價石油質量的重要指標: 含量 2%高硫原油 (碳酸鹽岩 膏鹽岩含油層) 0.5 2%含硫原油 0.5%低硫原油 (砂岩地層)
2、含氮化合物 原油中的氮含量通常在0.05%~0.5%范圍內。原油中的氮含量 是隨餾分沸程的升高而增加的。原油中氮約有90%存在於渣油中。 對於原油中的含氮化合物,尤其是較重餾分中的含氮化合物,由 於在分離和鑒定上的困難,迄今尚未完全弄清楚,一般按酸鹼性分為 鹼性和非鹼性兩大類。對鹼性含氮化合物研究較多,已鑒定出大約80 多種單體化合物,主要是吡啶、喹啉、異喹啉的同系物和卟啉。卟啉 化合物是石油有機成因的重要生物標志物。中性含氮化合物有吡咯、 吲哚、咔唑的同系物等。 3、含氧化合物 大多數原油中的含氧量在0.1%~1.0%之間,個別的達3.0%。主 要有:醇(R—OH)、酚(Ar—OH)、醚(R—O—R)、醛(R—CO— H)、酮(R—CO—R)和酸(R—COOH)。原油中含氧化合物主要是酸 性含氧化合物,其中環烷酸最多,占酸性物質90%以上。