① 汞、氧氣、石油分別都是以什麼形態存在的呢
汞、氧氣、石油分別都是以什麼形態存在的呢？
石油是十分復雜的烴類及非烴類化合物的混合物，主要的組成元素是碳和氫，還有少量的硫、氧等雜原子，以及五十種微量元素如鎳、釩、鐵、鈉等。組成石油的化合物的相對分子質量從幾十到幾千，其分子結構也是多種多樣。合理、完整地描述石油混合物中各分子結構與含量，對於煉廠在分子層次管理石油加工過程，有著重大的意義。
01.石油分子模型構建背景
要想在數萬種分子的混合物中定量各分子組成，仍是一個極大的挑戰。目前，對於沸點高於汽油的組分，主流的分析方法無法給出所有分子細節上的定性與定量信息。為了在缺乏完整實驗數據的情況下，仍能得到油品的分子組成信息，對石油混合物進行相平衡和物性計算，學術界先是發展了不同的石油組分特徵化方法，後又逐漸摸索出了一條石油分子組成模型的技術路線，即基於模型化合物的虛擬分子集的方法。
本文先對石油組分特徵化方法進行介紹，隨後對虛擬分子集法作闡述。
02.石油組分特徵化方法
為了對復雜的石油體系進行表徵，揭示其結構特性，研究者提出了多種簡化的表徵方法，這些簡化方法可以看作早期的石油分子特徵化工作內容，有些至今仍被廣泛使用。
2.1 虛擬組分法
虛擬組分法是把石油或石油餾分按沸程分為一系列窄餾分，每個窄餾分都被看作一個組分，稱為虛擬組分，同時以窄餾分的平均沸點、密度、平均相對分子量等表徵各虛擬組分的性質。
如此，石油餾分這一復雜混合物就可以看成是由一定數量虛擬組分構成的混合物，然後按多元氣液平衡的處理方法進行計算。可以說，傳統石油加工的流程模擬方法學基本上是建立在已超過80年歷史的虛擬組分理論之上。
圖1：虛擬組分示例
虛擬組分方法是現在的流程模擬軟體廣泛採用的方法，該方法處理石油混合物的優點在於虛擬組分數目可以根據需要進行任意劃分，臨界性質關聯式的選擇可根據體系不同而進行選擇。可以說，傳統石油加工的流程模擬方法學基本上是建立在已超過80年歷史的「虛擬組分」理論之上。
2.2 真分子法
真分子法使用某個真實分子來代表一個石油餾分。該方法使用真實分子代表餾分組成，計算結果的精度較高，但是對於復雜餾分則需要選擇數量龐大的真實分子，且代表重質餾分的真實分子性質仍需要估算，增加了模型運算量和復雜程度。
2.3 連續熱力學法
連續熱力學法是將石油當作含有無限多組分的混合物，通過適當的分布函數來描述其分子組成。
連續熱力學法計算過程嚴格，理論基礎較為完善，不需要臨界性質關聯式進行估算，可在一定程度上提高相平衡計算過程的效率。但是該方法不足之處是簡化了進料分布函數，認為該函數與氣、液相分布函數同類型，因此只能近似計算，精度並沒有十分明顯的提升。
03.基於模型化合物的虛擬分子集
傳統的石油組分特徵化方法對於不同餾分的適應性較差，且劃分方法過於粗糙，導致包含的分子組成細節信息過少。隨著石油分子檢測分析方法的發展，全二維氣相色譜（GC×GC）、高效液相色譜（HPLC）、核磁共振譜（NMR）以及傅立葉變換離子迴旋共振質譜（FT-ICR-MS）等測量方法也用來描述油品性質及雜原子分布情況，人們對石油分子的理解變的更為深刻。雖然目前並沒有單一的儀器分析手段能夠實現對所有分子的定性和定量表徵，但已在石油中鑒定出數種分子芳香環系核心，顯示出石油分子核心具有較明顯的連續性，根據這些性質，研究者開發了多種基於計算機輔助表示分子的方法。
圖2：125種常見於石油餾分中的多環核心，圖片來自文獻①
3.1 結構導向集總法
1992年，Mobil公司的Quann和Jaffe提出了結構導向集總法（Structure-Oriented Lumping, SOL），使用22個結構向量來清晰地描述石油分子的結構。結構導向集總的核心概念是結構向量，即認為石油中的分子都可以用向量表示。下表展示了各個結構向量及其對不同元素的貢獻值。
② 石油的主要成分是什麼
石油，地質勘探的主要對象之一，是一種粘稠的、深褐色液體，被稱為「工業的血液」。地殼上層部分地區有石油儲存。主要成分是各種烷烴、環烷烴、芳香烴的混合物。
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。
古埃及、古巴比倫人在很早以前已開采利用石油。「石油」這個中文名稱是由北宋大科學家沈括第一次命名的。
2017年10月27日，世界衛生組織國際癌症研究機構公布的致癌物清單初步整理參考，石油煉制（職業暴露）在2A類致癌物清單中。
石油的成分主要有：油質（這是其主要成分）、膠質（一種粘性的半固體物質）、瀝青質（暗褐色或黑色脆性固體物質）、碳質。石油是由碳氫化合物為主混合而成的,具有特殊氣味的、有色的可燃性油質液體。嚴格地說,石油以氫與碳構成的烴類為主要成分。構成石油的化學物質用蒸餾能分解。原油作為加工的產品，有煤油、苯、汽油、石蠟、瀝青等。嚴格地說，石油以氫與碳構成的烴類為主要成分。分子量最小的4種烴，全都是煤氣。
元素組成：石油主要是碳氫化合物。它由不同的碳氫化合物混合組成，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、銻等）。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%，各種烴類按其結構分為：烷烴、環烷烴、芳香烴。 一般天然石油不含烯烴而二次加工產物中常含有數量不等的烯烴和炔烴。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。
