石油是一種有氣味的棕黑色或黃褐色粘稠狀液體，密度與組成有關(guān)，相對密度大約在0.75～1.0。有些油田常伴生油田氣。石油是由分子量。不同、組成和結(jié)構(gòu)不同、數(shù)量眾多的化合物構(gòu)成的混合物，其中化合物的沸點從常溫到500℃以上均有。石油中含量最大的兩種元素是c和H，其質(zhì)量含量分別為碳83％～87％、氫11％～14％，兩者主要以碳?xì)浠衔镄问酱嬖凇Ｆ渌氐暮恳虍a(chǎn)地不同而有較大的波動，硫含量0.02％～5.5％，氮含量0.02％～1.7％，氧含量0.08％～1.82％。而Ni、V、Fe、Cu等金屬元素只含微量，由十億分之幾到百萬分之幾。在地下與石油共存的水相中溶有 K、Na、Ca、Mg等的氯化物，易于脫除。石油中的化合物可以分為烴類、非烴類以及膠質(zhì)和瀝青三大類。
(1)烴類化合物烴類即碳?xì)浠衔铮谑椭姓冀^大部分，約幾萬種。
①鏈?zhǔn)斤柡蜔N。含量最多，有正構(gòu)烷烴和異構(gòu)烷烴，前者多于后者，兩者在石油中約占50％～70％(質(zhì)量)，僅有極少數(shù)油田的石油中鏈烷烴低于10％～15％。C1～C4烷烴是溶解在石油中的氣態(tài)烴，C5～C16烷烴為液態(tài)，C17及以上烷烴為溶解在液態(tài)烴中的固態(tài)烴。
②環(huán)烷烴。含量僅次于鏈烷烴，具飽和環(huán)狀結(jié)構(gòu)，多為五員環(huán)和六員環(huán)的單環(huán)結(jié)構(gòu)，例如環(huán)戊烷和環(huán)己烷及其帶側(cè)基的衍生物，此外還有少量雙環(huán)和三環(huán)結(jié)構(gòu)的環(huán)烷烴。
③芳香烴。具不飽和環(huán)狀結(jié)構(gòu)，有單環(huán)的苯系芳烴(苯、甲苯、二甲苯、乙苯及其他苯的衍生物)、雙環(huán)的萘及其衍生物(例如甲基萘、其他烷基萘)和聯(lián)苯系芳烴，以及三個或三個以上苯環(huán)疊合在一起的稠環(huán)芳烴。
以上烴類化合物都是有機化工的基本原料，許多烴類還是汽油、航空煤油、柴油的組分。
石油中幾乎沒有烯烴和炔烴這兩類化合物，然而它們卻是石油化工的重要原料.尤其是烯烴更為重要，只有通過對石油的化學(xué)加工才能獲得這些化合物。
(2)非烴化合物含有碳、氫及其他雜原子的有機化合物。
①硫化物。多為有機硫化物，例如硫醇(RSH)、硫醚(RSR)、二硫化物(RSSR)、噻吩(C4H4S硫雜環(huán)化合物)及其衍生物等。硫醇沸點較低，原油經(jīng)蒸餾加工后，硫醇多存在于汽油、煤油產(chǎn)品中；硫醚和部分二硫化物則在中等沸程餾分(如柴油)中；二硫化物、噻吩等則多留在高沸程的重油、渣油和瀝青中。
②氮化物。多為吡啶、喹啉、氮雜蒽、吡咯、咔唑等不飽和氮雜環(huán)結(jié)構(gòu)的有機物，它們的沸點較高，石油加工后多留在沸點高于500℃的渣油中。
③含氧化合物。有環(huán)烷酸、酚類和很少量的脂肪酸，總稱為石油酸。其中環(huán)烷酸含量較多，在石油加工分離后，環(huán)烷酸多存在于250～400℃沸程的餾分中。分離出來的石油酸是很有用的化工原料。
④金屬有機化合物。含量甚微，主要以金屬絡(luò)合物的形式存在，像金屬卟啉(一種含C、H、N和金屬元素的大分子結(jié)構(gòu))就是一種重要結(jié)構(gòu)單元。有機金屬絡(luò)合物的沸點也較高，在高溫加熱處理中發(fā)生分解，生成的金屬沉積在設(shè)備內(nèi)或催化劑表面，造成污垢，并使產(chǎn)品產(chǎn)率下降。
非烴化合物的含量雖然很低，但對石油加工過程以及石油產(chǎn)品的性質(zhì)有很大影響，有的還使催化劑中毒，有的會腐蝕管道和設(shè)備，有的使用時污染環(huán)境等等。所以在石油加工時均應(yīng)該預(yù)先將其脫除和回收利用。脫硫、脫氮、脫金屬是石油化學(xué)加工重要的過程之一。
(3)膠質(zhì)和瀝青質(zhì)原油經(jīng)蒸餾加工后，沸點高于500℃的餾分是渣,油，在渣油中含有相當(dāng)數(shù)量的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，它們是由各種結(jié)構(gòu)不同、分子量很大的化合物組成的混合物，多為稠環(huán)環(huán)烷烴、稠環(huán)芳香烴和含S、N等雜原子的環(huán)狀化合物。

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