Сведения об элементном составе нефти чрезвычайно необходимы в первую очередь для выбора метода и расчетов материальных балансов процессов ее переработки.
Несмотря на огромное разнообразие индивидуальных соединений, и соответственно, сложный химический состав, элементный состав нефти довольно прост. Основными элементами, входящими в состав нефти являются:
- Углерод
- Водород
- Сера
- Кислород
- Азот
- Микроэлементы (металлы и неметаллы)
В таблице приведено среднее содержание основных элементов в нефти по массе:
| Элемент |
| ||
|---|---|---|---|
| C | 82 - 87 | ||
| H | 11 - 15 | ||
| S | 0.01 - 8 | ||
| N | 0.001 - 1.8 | ||
| O | 0.005 - 3.6 | ||
| V | 10-5 - 10-2 | ||
| Ni | 10-4 - 10-3 | ||
| Cl | до 2×10-2 |
Углерод и водород
Так как нефть главным образом состоит из углеводородов, то и преобладающими элементами в составе нефти являются углерод (83 - 87%) и водород (11 - 14%). Для расчета некоторых процессов, в том числе, процессов вторичной переработки, оперируют величиной 100 Н/С, показывающей процентное соотношение содержания водорода к углероду по массе. В нефти это соотношение обычно варьируется в интервале 13 — 15. В легких фракция, например бензине, 100 Н/С увеличивается до 17 — 18, в следствие превалирования предельных углеводородов — алканов. В тяжелых фракциях, наоборот, уменьшается до 9 — 12.
Кроме этого, одной из основных характеристик топлива является теплота сгорания, которая определяет его расход при сжигании и напрямую зависит от содержания углерода и водорода, а следовательно и от элементного состава нефти.
Сера, кислород, азот
Также в нефти в заметных количествах присутствуют сера, азот и кислород, которые главным образом входят в состав гетероорганических соединений. Массовое содержание этих трех элементов в нефти в среднем не превышает 3 — 4% и зависит от возраста и происхождения залежей.
Присутствие серо- и кислородсодержащих соединений пагубно сказывается на ресурсе нефтеперерабатывающего оборудования и катализаторов. Для удаления этих соединений используют специальные процессы очистки. Кроме этого, гетероорганические соединения в большинстве случаев отрицательно влияют на эксплуатационные свойства нефтепродуктов, а также приводят к загрязнению атмосферы продуктами горения. Поэтому некоторые фракции, полученные при первичной переработке нефти, направляют на гидроочистку.
Микроэлементы
Также в нефти содержится около 50 элементов в микроколичествах. Эти микроэлементы представлены как металлами, так и типичными неметаллами.
