【讲堂】石油的性质及分类

第八讲：石油的性质及分类...

石油的物理性质

石油是指赋存于地下岩石孔隙、缝洞中以碳氢化合物（即烃类化合物）为主要成分的一种有机矿产。



石油的颜色

石油的颜色与原油中含有的胶质、沥青质数量的多少有密切的关系。深色原油密度大、黏度高。流动性好的原油多呈淡色，甚至无色；黏性感强的原油，大多色暗，从深棕、墨绿到黑色。

石油的臭味

石油的臭味是由于原油中所含的不同挥发组分而引起。芳香烃组分含量高的原油，具有一种醚臭味。含有硫化物较高的原油，则散发着强烈刺鼻的臭味。

石油的密度

石油的密度是指在地面标准条件下，脱气原油单位体积的质量。以吨每立方米（t/m3）或克每立方厘米（g/cm3）表示。石油相对密度（以往文献曾以比重表示）是15.5℃或20℃时原油密度与4℃时水的密度的比值。国际上常用API度作为决定油价的标准。API度与相对密度的关系式为：API度（15.5℃）=（141.5/相对密度）-131.5，API度大，相对密度小。水的API度为10。密度大小与石油的化学组成、所含杂质数量有关。胶质、沥青质含量高，密度大，颜色深；低分子量烃含量高，密度小。不同地区、不同地层所产原油密度有较大的差别。

石油的黏度

黏度是指液体质点间移动时所受到的内部摩擦阻力，以毫帕秒（mPa·s）表示。黏度大小决定着石油在地下、在管道中的流动性能。一般与原油的化学组成、温度和压力的变化有密切关系。通常原油中含烷烃多、颜色浅、温度高、气溶量大时，黏度变小，而压力增大黏度也随之变大。地下原油黏度比地面的原油黏度小。

由于测定绝对黏度较繁杂，在研究中常用恩氏黏度计测定相对黏度。相对黏度指液体的绝对与同温度条件下水的绝对黏度比。

石油的荧光反应

石油在紫外光照射下受激发光，并在照射后所发光立即消失的这种荧光反应特性，普遍被用于野外工作时作为判断岩石中是否含有石油显示的重要指标。按发光颜色的不同以及分布的情况，大体可推测所显示的石油组分及其百分含量。一般油质呈天蓝色，胶质呈黄绿色，沥青质呈棕褐色。

石油的旋光性

石油在偏光下，具有把偏光面向右旋转的特性。偏转度一般小于1°。旋光性是有机质所特有的一种性质，而且当加温至300℃时即消失。

石油的溶解性

石油不溶于水，但可溶于有机溶剂，如苯、香精、醚三氯甲烷、硫化碳、四氯化碳等，也能部分溶解于酒精之中。原油又能溶解气体烃和固体烃化物以及脂膏——树脂、硫和碘等。

石油的凝固点

凝固点系指原油从流动的液态变为不能流动的固态时的温度。这对不同温度尤其在低温地区考虑储运条件时是非常重要的指标。

石油的燃烧特性

石油和成品油可燃程度随温度而异，表现在闪点、燃点和自燃点的差异。“闪点”指石油在容器内受热，容器口遇火则发生闪火但随之又熄灭时的温度。“燃点”指受热继续升高，遇火不但出现闪火而且引起了燃烧的温度。“自燃点”指原油在受热已达到相当高的温度，即便不接触火种也出现自燃现象的温度。石油是由具不同沸点的烃类化合物组成的混合物，与水（沸点为100℃）不同，没有固定的沸点。其闪点随具不同沸点化合物的含量比例不同而各有差异。沸点越高，闪点也高。如石油产品中煤油闪点在40℃以上，柴油在50~65℃之间，重油在80~120℃，润滑油要达到300℃左右。自燃点却相反，沸点高的成品油，自燃点降低，如汽油自燃点为415~530℃，裂化残渣油自燃点约270℃，石油沥青则降至230~240℃。石油作为一种混合物，其闪点在-20~100℃之间，而自燃点则为380~530℃。

石油的馏分组成

由于石油是由具不同沸点的烃类化合物混合而成，因此通过控制不同的温度可分别获得不同的石油产品。随着温度的增高，首先是轻组分馏出，继而为较重的烃馏分，最后剩余胶质、沥青质残渣。

石油的化学性质

石油中，碳、氢是主要的组成元素。碳一般占83%~87%，氢占11%~14%，原子比介于5.7~8.5之间。其他元素，如氧、氮、硫元素约占15，很少达到2%~3%。还有磷、钒等微量元素和矿物质。这些元素或以游离状或组成化合物的形式存在于重的组分中。

自然界中，碳氢化合物种类繁多，已知的有数百种。但构成石油的碳氢化合物，从其对石油性质的影响和存在的广泛性来看，烷烃、环烷烃、芳香烃这三大系列的结构最为重要，也最为普遍。从溶有天然气的石油平均成分看，大体上烷烃占53%，环烷烃占31%，芳香烃占16%。

烷烃分子通式为CnH2n+2，是由碳原子以单键链状与氢原子结合构成的一类饱和、稳定的烃类化合物。没有支链的称为正构烷烃，按其碳原子数的增加分别定名为甲烷、乙烷……癸烷等；碳原子数超过十的即用数字直接表示，如十一烷、十二烷……二十烷等。有支链者，为异构烷烃。

环烷烃是原子以单键呈环状相连并与四周的氢原子结合构成。只含有一个环的环烷烃，通式是CnH2n。与烷烃相比，氢原子数目减少，但仍是一种饱和、稳定的化合物。环己烷和环戊烷是石油中最主要的环烷烃。环烷烃与烷烃在化学性质上比较接近，但构成的石油反映出的物理性质则有所差异。环烷烃比例大的石油比烷烃比例大的石油往往密度大，熔点和沸点高。

芳香烃分子通式为CnH2n-6（n≥6），碳原子以单键和双键呈环状与亲原子结合。主要特点是分子中至少有一苯环，苯（C6H6）是最简单和典型的代表。这类烃多具有芳香气味。在石油中，常集中于重馏分内。

烷烃、环烷烃都属于比较稳定的饱和烃类，芳香烃属不饱和烃。但在链状烷烃的化合物中，有不饱和烃类化合物存在。这类化合物的碳原子呈链状以双键相连与氢原子结合，缺少两个氢原子的称为烯烃，分子通式为CnH2n，例如乙烯（C2H4）。碳原子间仍呈链状排列但以三建相连的结构，称为炔烃，其分子通式为CnH2n-2，如乙炔（C2H2）。这类不饱和烃在化学性质上比较不稳定。当较纯时，点火燃烧尚显平静，而一旦混有空气，就易发生猛烈爆炸。



石油的分类

石油根据其油源环境、性质可以有不同的分类。

根绝油源环境可分为：海相油、陆相油。海相油即海相沉积中生成的石油，陆相油即陆相沉积中生成的石油。我国的石油大部分属于陆相油。

根据有机质成熟度（用正构烷烃分布曲线来判断）可分为：低成熟油、成熟油、高成熟油。其中，国内低成熟油的表述有三种，即未成熟石油、低成熟石油、未成熟——低成熟石油。

根据原油密度可分为：轻质原油（＜0.87克/厘米3）、中质原油（0.87~＜0.92克/厘米3）、重质原油（0.92~＜1.0克/厘米3）和超重质原油（≥1.0克/厘米3）。

根据原油黏度可分为：常规油（＜50毫帕秒）、稠油（50~＜10000毫帕秒）、特稠油（10000~50000毫帕秒）和超特稠油或称沥青（＞50000毫帕秒）。

根据原油凝固点可分为：高凝油（≥40℃）、常规油（-10~＜40℃）、低凝油（＜-10℃）。

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