石油炼制工程第02章－石油的化学组成2.ppt

第四节 石油中的微量元素 自1922年最早对墨西哥原油中12种微量元素的检测结果报导以来，已从石油中检测出59种微量元素，其中金属元素为45种。可分为三类:（1）变价金属，如V、Ni、Fe、Mo、Co、W、Cr、Cu、Mn、Pb、Ga、Hg等；（2）碱金属和碱土金属：如Na、K、Ba、Ca、Sr、Mg等；（3）卤素和其它元素：如C1、Br、Si、A1、As等。,一、含量与分布从世界范围来看，石油中含量最高的微量元素是钒，最高可达1000ppm以上；其次是镍，最高可达100ppm以上。微量元素的分布规律与S、N相似，即随沸点升高含量增加，而且主要浓集在渣油中。,大部分国外原油中钒含量显著高于镍含量，根据美国、加拿大、前苏联、委内瑞拉、中东等地64种原油的统计，平均含钒63ppm、含镍18ppm，也就是说，NiV小于1。我国迄今为止所开采的原油除新疆塔里木原油外，其NiV都大于1，含镍量一般为几十ppm，最高的为辽河高升原油，其含镍已超过 1OOppm，而含钒量一般只有几个ppm，甚至不到lppm；镍含量高、钒含量低是我国大部分原油化学组成的特点之一。,有的地球化学工作者把NiV作为判断石油成因的指标之一，认Ni/V1陆相生油的特征,Ni/V1，则为海相生油。一般来说，在含硫石油中含钒较多，镍在低硫高氮的石油中较多；我国原油基本属于低硫陆相成油，所以其镍含量都大于钒含量。,二、存在形态一是以乳化状态分散于原油中的水中所含的盐类，如K、Na、Ca、Mg的氯化物；二是结合于有机化合物或络合物中，如V、Ni、Fe、Cu等；三是悬浮于原油中的极细的矿物质微粒。,第四节 渣油以及渣油中的胶质、沥青质我国原油中，大于500 的减压渣油一般为4050；减渣是原油中沸点最高、分子量最大、杂原子最多、结构最复杂的部分，必须对其深入研究，才能合理加工。,一、渣油的性质、组成1、性质我国渣油的特点：收率高，4050以上；H/C比高，1.6左右，国外1.5左右；低硫高氮；高镍低钒。,我国主要原油减压渣油的性质(500),国外原油减压渣油的性质,2、减压渣油的化学组成常用SARA方法分析渣油的化学族组成。分离原理：,减压渣油的化学组成,与国外减渣相比，我国减压渣油的组成有以下特点：饱和分含量差别很大；芳香分含量不太高，一般在30左右；庚烷沥青质含量低，一般3%；胶质含量高，占4050，其转化和利用是核心问题。,二、渣油中的胶质和沥青质 石油中所包含的胶状、沥青状物质，是一大类非烃化合物，它们在组成中除含C、H外，还有S、O、N及金属元素，根据其在各种溶剂中的溶解度和其它性质的差别，可分为以下几类：,1、胶质胶质是深棕色至深褐色的，极为粘稠不易流动的液体或无定形固体；其相对密度略小于1.0；有很强的着色能力；H/C：1.41.5；受热时熔化，对热不稳定，能转化成沥青质。,胶质 沥青质,常温空气中,胶质 沥青质,260300无空气,胶质 气体液体沥青质焦炭,350,易溶于硫酸，与金属氯化物反应生成络合物；是沥青产品的重要组分；在油品中易生成炭渣，造成零件磨损和堵塞；,2、沥青质黑色至深褐色的无定形固体；其相对密度略大于1.0；全部集中在渣油中，一般不挥发；H/C：1.11.3；,沥青质 气体液体焦炭,300350,3、胶质、沥青质的结构 由于胶质、沥青质的组成和结构十分复杂，虽然进行了大量研究工作，但还没有完全搞清楚，迄今不少问题尚有争议。比较有代表性的观点是：胶质和沥青质由以下基本结构单元构成：以稠合的芳香环系为核心，并合若干环烷环，在环上带有若干个长度不等的烷基侧链，杂有S、O、N基团，并络合Ni、V、Fe等金属。,胶质和沥青质分子由若干个结构单元组成，胶质13个，沥青质46个。胶质和沥青质存在差别，但没有截然的不同，从胶质到沥青质是一个渐变的过程。,