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石油又被稱為什麼其主要組成元素

發布時間: 2023-01-31 18:56:10

① 石油的組成

石油的主要組成成分是碳和氫。

石油指的是液態、固態以及氣態的烴類混合物,是具有天然的產狀,又可以分為天然氣、天然氣液、原油以及天然焦油等形式,但習慣上仍然會將石油作為原油的定義使用。石油是一種深褐色且黏稠的液體,被稱之為「工業的血液」。地殼上層部分地區是有石油儲存的,主要成分是各種烷烴、芳香烴、環烷烴的一種混合物,也是地質勘探的主要對象之一。

石油的顏色較為豐富,我們看到的石油大部分顏色都是黑色的,其實還是有的別顏色,有深紅、褐紅、金黃、墨綠,至透明,石油的顏色是根據它本身所含的瀝青質以及膠質的含量來決定的,含量越高則顏色越深。

② 石油被人稱為什麼

石油又稱原油,是從地下深處開採的棕黑色可燃粘稠液體。主要是各種烷烴、環烷烴、芳香烴的混合物。它是古代海洋或湖泊中的生物經過漫長的演化形成的混合物,與煤一樣屬於化石燃料。石油主要被用來作為燃油和汽油,燃料油和汽油組成目前世界上最重要的一次能源之一。石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。

③ 簡述石油是由哪些元素組成的

石油的主要元素有:碳、氫;其它的非金屬元素有:氧、氮、硫、磷等,還有金屬元素:鎳、釩等,還有非生物質等等。石油的成分很負責,不同的石油有的成分差別很大。

④ 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。

⑤ 石油的成分主要有什麼

石油中碳氫兩種元素所組成的化合物,成分很復雜,並且隨產地不同而異。按其結構又分為烷烴(包括直鏈和支鏈烷烴)、環烷烴(多數是烷基環戊烷、烷基環己烷)和芳香烴(多數是烷基苯),一般石油中不含有烯烴。 石油中含硫化合物主要有硫醇(RSH)、硫醚(RSR)、二硫化物(RSSR)和噻吩等。在石油的某些加工產物中還含有硫化氫(H2S)。 石油中含氧化合物主要有環烷酸和酚類(以苯酚為主),此外還含有少量脂肪酸。環烷酸是指含有11~30個碳原子的羧酸,分子中含有一個或多個駢合脂環,羧基可以在脂環上或在側鏈上。如: 在煉油生產中常把環烷酸和酚叫做石油酸。 石油中含氮化合物主要有吡啶、吡咯、喹啉和胺類(RNH2)等。因吡咯在空氣中易氧化,顏色逐漸變深,這踉汽油久存顏色變深有關。 石油的化學組成是沒有一定的,隨產地不同而異。根據含烴的成分不同一般將石油分為烷烴基石油、環烷基石油、混合基石油和芳烴基石油等幾大類。但許多產油國家常根據本國的資源情況而有不同的分類。

⑥ 組成石油的化學元素主要是什麼

石油的元素組成是:碳、氫、氧、氮、磷、硫、氯、碘、鈉、鉀、鈣、鐵、鎳等元素。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攝氏度),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。不過不同的油田的石油的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。石油也是許多化學工業產品如溶劑、化肥、殺蟲劑和塑料等的原料。2012年開採的石油88%被用作燃料,其它的12%作為化工業的原料。實際上,石油是一種不可再生原料。

世界海洋面積3.6億平方 千米,約為陸地的2.4倍。大陸架和大陸坡約5500萬平方千米,相當於陸上沉積盆地面積的總和。地球上已探明石油資源的1/4和最終可采儲量的45%, 埋藏在海底。世界石油探明儲量的蘊藏重心,將逐步由陸地轉向海洋。

⑦ 石油的主要成分是什麼

主要成分是各種烷烴、環烷烴、芳香烴的混合物。
石油又稱原油,是一種粘稠的、深褐色液體。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,屬於化石燃料,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」這個中文名稱是由北宋大科學家沈括第一次命名的。

⑧ 石油的主要元素是

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。

⑨ 石油怎麼形成的

石油的形成有兩種說法,一種是古代海洋裡面的生物在地底經過漫長的變化形成的,一種是由地殼裡面的炭演變而成的。前者的說法相比後者更廣為接受,因此石油也被定義為不可再生資源,價格趨於昂貴。

石油又被稱為是「工業的血液」,它是一種粘稠的、近似於黑色的液體,石油液態、奇台以及固態組成的烴類混合物,而現在石油基本上可以分為原油、天然氣等等形態。

特點:

石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。石油既不是由單一元素組成的單質,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。

石油的主要組成成分是碳和氫,碳氫化合物也簡稱為烴,烴是石油加工和利用的主要對象。

石油中所含各種元素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。

⑩ 石油的概念及化學組成

(一)石油的概念

石油是存在於地下岩石孔隙中的以液態烴為主體的可燃有機礦產。地下油氣藏中的石油是氣態、液態及固態烴類及其衍生物的混合物,在成分上以烴類為主,含有數量不等的非烴化合物及多種微量元素。在相態上以液態為主,溶有大量烴氣及少量非烴氣,以及數量不等的固態烴類及非烴類物質。油氣藏中組成石油的各種成分和相態的比例因地而異,因此,石油沒有確定的化學成分和物理常數。

(二)石油的元素組成

石油沒有確定的化學成分,因而也就沒有確定的元素組成。但組成石油的化學元素主要是碳(C)和氫(H),其次是硫(S)、氮(N)、氧(O)。不同產地的石油元素組成含量存在差異(表1-1)。

石油中碳含量一般為80%~88%,氫含量為10%~14%,兩種元素占絕對優勢,一般含量在95%~99%之間。硫、氮、氧總量在0.3%~7%之間變化,一般含量低於2%~3%,個別石油含硫量可高達10%。

由於硫具有腐蝕性,因此含硫量的高低關繫到石油的品質。原油中含硫量變化很大,從萬分之幾(克拉瑪依,0.05%)到百分之幾(委內瑞拉,5.48%)。根據含硫量可把原油分為高硫原油(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。

原油的含氮量在0.1%~1.7%之間,平均值0.094%。90%以上的原油含氮量小於0.2%。原油的含氧量在0.1%~4.5%之間,主要與其氧化變質程度有關。

表 1 -1 石油的元素組成 ( 質量分數/%)

( 據石毓程,1980,有改動)

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) 中發現有鐵 ( Fe) 、鈣 ( Ca) 、鎂 ( Mg) 、硅 ( Si) 、鋁 ( Al) 、釩 ( V) 、鎳 ( Ni) 、銅 ( Cu) 、銻 ( Sb) 、錳( Mn) 、鍶 ( Sr) 、鋇 ( Ba) 、硼 ( B) 、鈷 ( Co) 、鋅 ( Zn) 、鉬 ( Mo) 、鉛 ( Pb) 、錫( Sn) 、鈉 ( Na) 、鉀 ( K) 、磷 ( P) 、鋰 ( Li) 、氯 ( Cl) 、鉍 ( Bi) 、鈹 ( Be) 、鍺( Ge) 、銀 ( Ag) 、砷 ( As) 、鎵 ( Ga) 、金 ( Au) 、鈦 ( Ti) 、鉻 ( Cr) 、鎘 ( Cd) 等 30多種元素。這些元素雖然種類繁多,但總量僅占石油質量的萬分之幾,在石油中屬微量元素,或稱之為灰分元素。

在石油微量元素中,以釩 ( V) 、鎳 ( Ni) 兩種元素含量高,分布普遍,且鑒於其與石油成因有關,最為石油地質學家所重視。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 V/Ni > 1 被認為是海相環境,V/Ni < 1 為陸相環境。

( 三) 石油的化合物組成

組成石油的主要元素是碳 ( C) 、氫 ( H) 、硫 ( S) 、氮 ( N) 、氧 ( O) ,但由這 5 種元素構成的化合物卻是龐大的。籠統地說,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。石油的化合物組成,歸納起來可以分為烴和非烴兩大類,其中烴類是主要的,這與元素組成以碳 ( C) 、氫 ( H) 占絕對優勢相一致。

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。原油的大半是由 150 種烴類組成的。

1. 烴類化合物

在化學上,烴類可以分為兩大類: 飽和烴———烷烴、環烷烴,不飽和烴———烯烴、芳香烴和環烷-芳香烴。

(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%。可細分為烷烴和環烷烴。

在常溫常壓下,烷烴C1—C4為氣態,C5—C15為液態,C16以上為固態(天然石蠟)。

圖1-1 異戊二烯型烷烴同系物立體化學結構圖

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,且以異戊二烯型烷烴最重要。石油中的異戊二烯型烷烴(圖1-1),一般被認為是由葉綠素的側鏈———植醇演化而來的,因而是石油為生物成因的標志化合物。現已從石油中分離出多種異戊二烯型化合物,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。因而常用作油源對比的標志。

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)及其衍生物為石油的重要組成部分,且一般環己烷多於環戊烷。中等到高分子量(C10—35)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,平均占原油質量的20%~45%。此外原油中偶見有直鏈烯烴。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),以及苯並蒽和崫(四環稠合)。

芳香烴在石油中以苯、萘、菲三種化合物含量最多,其主要分子也常常是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-芳香烴,其含量和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碳、氫兩種主要元素外,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。石油中這些元素含量不多,但含這些元素的化合物卻不少,有時可達石油質量的30%。其中又主要是含硫、氮、氧的化合物。

(1)含硫化合物

硫是石油中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(H2S)和噻吩(以含硫的雜環化合物的形式存在,在重質石油中含量較為豐富)。

(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的形式存在。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發現的(C.Treibs,1934)。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葉綠素和動物氯化血紅素轉化來的。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4個吡咯核為基本結構,由甲川橋聯結的含氮化合物。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1-2)。

圖1-2 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.Hobsohetal.,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,而古生代地層中的原油中的卟啉含量甚低或不含。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C1—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)統稱為石油酸,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。環烷酸易與鹼金屬化合作用生成環烷酸鹽,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。

(四)石油的餾分組成

石油是數以百計的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,將石油分餾成不同沸點范圍的若幹部分,每一部分就是一個餾分。分餾所用的溫度區間(餾程)不同,餾出物(餾分)有所差異(表1-2)。

表1-2 石油產品的大致餾程范圍

通常石油的煉制過程可以看做是對石油的分餾,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。

(五)石油的組分分析

石油的組分分析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。

一般在做組分分析之前,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。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(主要為含硫、氮、氧的多環芳烴)。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。