原油是地球上天然存在的、深埋于地下的复杂混合物。它由碳、氢和氧原子组成,这些原子以不同的方式排列,形成各种各样的分子。这些分子包括烃类(由碳和氢原子组成)、非烃类(由其他元素组成的化合物)和杂质(如硫、氮和金属)。
烃类
烃类是原油中最丰富的组分,约占 90%。它们可以分为两类:烷烃和芳香烃。
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- 烷烃:烷烃是含有一定数量碳原子的饱和烃类。最简单的烷烃是甲烷(CH4),它只有一个碳原子。随着碳原子数量的增加,烷烃的沸点和密度也会增加。
- 芳香烃:芳香烃是一类不饱和烃类,其分子中含有苯环结构。苯环是一个由六个碳原子组成的环,每个碳原子都与一个氢原子相连。芳香烃比烷烃更稳定,因为苯环的共轭 π 电子体系使其具有额外的稳定性。
非烃类
非烃类约占原油的 10%。它们包括一系列化合物,如树脂、沥青质、含氧化合物和含氮化合物。
- 树脂:树脂是非晶态的固体,通常具有深色。它们易溶于有机溶剂,但难溶于水。
- 沥青质:沥青质是高分子量、稠厚的固体或半固体。它们通常呈黑色或深棕色,易溶于有机溶剂。
- 含氧化合物:含氧化合物包括醇、酚和酸。它们是影响原油质量和价值的重要因素。
- 含氮化合物:含氮化合物包括吡啶、喹啉和吲哚。它们通常浓度较低,但可以影响原油的燃烧特性和环境影响。
杂质
杂质存在于原油中,通常浓度较低。它们可以对原油的加工和使用产生重大的影响。
- 硫:硫是原油中最常见的杂质。它会造成腐蚀、空气污染和催化剂中毒。
- 氮:氮通常与含氮化合物一起存在。它会导致催化剂中毒和大气污染。
- 金属:金属杂质通常包括钒、镍和铁。它们可以导致催化剂中毒和设备腐蚀。
原油的分类
原油根据其密度和硫含量进行分类。
- 密度:原油的密度用 API 重力表示。API 重力高的原油密度较低,流动性较好,价值较高。
- 硫含量:原油的硫含量以重量百分比表示。硫含量高的原油称为酸性原油,硫含量低的原油称为甜原油。甜原油价值较高,因为它们在精炼过程中需要更少的脱硫。
原油的分类对炼油厂的选择、精炼工艺和最终产品质量至关重要。