3. Thành phần phi hydrocacbon trong dầu 3.1. Hợp chất lưu huỳnh Lưu huỳnh thường có mặt trong tất cả các dầu thô. Sự phân bố của lưuhuỳnh trong các phân đoạn phụ thuộc vào bản chất của dầu thô và loại hợpchất lưu huỳnh. Thông thường hàm lượng lưu huỳnh tăng từ phân đoạn nhiệtđộ sôi thấp đến cao và đạt cực đại trong cặn chưng cất chân không. Trong dầu thô có các loại hợp chất lưu huỳnh khác nhau. Trong một sốdầu chứa lưu huỳnh tự do, trong thời gian tồn trữ dài chúng lắng trong bồnchứa dưới dạng cặn vô định hình. Trong các trường hợp khác lưu huỳnh tồntại dưới dạng hợp chất như hydrosulfur và hợp chất lưu huỳnh hữu cơ(mercaptan, sulfur, disulfur, thiophen, thiophan). Các hợp chất lưu huỳnh được chia thành 3 nhóm. Nhóm thứ nhất gồmhydrosulfur và mercaptan, có tính axit và do đó có tính ăn mòn cao nhất.Nhóm hai gồm các sulfur và disulfur ít bền vững. Ở nhiệt độ 130 ÷ 160 o C. Chúng bắt đầu phân hủy thành hydrosulfur và mercaptan. Trong nhóm thứ ba bao gồm các hợp chất vòng bền vững như thiophen và thiophan. Các hợp chất lưu huỳnh làm giảm độ bền hóa học và khả năng cháyhoàn toàn của nhiên liệu động cơ và làm cho chúng có mùi hôi, gây ăn mònđộng cơ. Trong xăng, ngoài các vấn đề trên chúng còn làm giảm tính chốngnổ và làm tăng lượng phụ gia chì. Ngày nay bằng các phương pháp loại lưuhuỳnh hiện đại như dùng xúc tác và làm sạch bằng hydro, các hợp chất lưuhuỳnh sẽ chuyển hóa thành hydrosulfur, sau đó được lấy ra và tận dụng đểsản suất axit sulfuric và lưu huỳnh. 3.2. Nitơ và hợp chất nitơ Hàm lượng nitơ trong dầu dao động trong khoảng 0,03- 0,52 %k.l. Nitơtrong dầu tồn tại dưới dạng hợp chất có tính kiềm, trung hòa hoặc axit. Hàmlượng nitơ trong dầu tăng khi nhiệt độ sôi tăng. Phần lớn nitơ (2 /3÷ ¾ ) nằmtrong cặn chưng cất. Giữa hàm lượng nitơ, lưu huỳnh và nhựa trong dầu cómối quan hệ: các dầu nặng, nhựa chứa nhiều hợp chất nitơ và lưu huỳnh; dầunhẹ, nhựa chứa ít nitơ. Hợp chất nitơ được ứng dụng làm chất sát trùng, chất ức chế ăn mòn,phụ gia cho dầu bôi trơn và bitum, chất chống oxy hóa Bên cạnh những tácdụng tích cực hợp chất nitơ có những tính chất không mong muốn như làmgiảm hoạt độ xúc tác trong quá trình chế biến dầu, tạo nhựa và làm sẫm màu sản phẩm. Hàm lượng nitơ trong xăng cao (10 -4 %k.l.) sẽ dẫn tới tạo khí vàcốc hóa mạnh trong quá trình reforming. Lượng nhỏ hợp chất nitơ trong xăngcó thể tạo lớp nhựa trong piston của động cơ và lắng nhựa trong buồng đốt. Hợp chất lưu huỳnh được loại hoàn toàn hơn bằng dung dịch axit sulfuric20%. 3.3. Hợp chất chứa oxy Trong dầu thô chứa rất ít oxy dưới dạng hợp chất như axit naphten,phenol, nhựa asphant. Axit naphten là axit cacbonyl cấu trúc vòng, chủ yếu là dẫn suất của hydrocacbon naphten vòng năm. Trong một số trường hợp cũng tìm thấy các axit naphten vòng hai, ba, bốn và axit béo. Hàm lượng của axitnaphten trong dầu không cao. Trong các dầu giàu parafin và trong phân đoạncủa nó hàm lượng axit naphten thấp nhất, trong khi trong các dầu nhựa cao – cao nhất. Axit naphten là chất lỏng ít bay hơi, đặc, tỉ trọng 0,96 ÷ 1,0, có mùi rấth ôi. Chúng không hòa tan trong nước nhưng hòa tan trong sản phẩm dầu,benzen, rượu và eter. Hàm lượng axit naphten trong dầu được đặc trưng bằng trị số axit, là số mg KOH dùng để trung hòa 1 gam chất trong dung dịchcồn –benzen với sự hiện diện của phenolphtalein. Nhựa –asphant là phần không thể thiếu được của các loại dầu. Hàmlượng và thành phần hóa học của nhựa-asphant quyết định phương hướngchế biến dầu và chọn quá trình công nghệ trong các nhà máy chế biến dầu.Một trong những chỉ số chính về chất lượng của sản phẩm dầu là hàm lượng nhựa-asphant. Hàm lượng nhựa asphant trong dầu nhẹ thường khôngquá 4 ÷ 5 %k.l; trong dầu nặng là 2 0% k.l. hoặc cao hơn. Các chất nhựa asphant được chia thành 4 nhóm : 1) nhựa trung hòa; 2) asphaten; 3)cacb en và carboid; 4) axit asphanten và alhydrid. Nhựa trung hòa là chất bán lỏng, đôi khi là chất rắn, có màu đỏ sẫm, tỉtrọng xấp xỉ 1. Trong thành phần của nhựa trung hòa ngoài cacbon và hydro còn có lưu huỳnh, oxy và nitơ. Hydrocacbon trong nhựa tồn tại dưới dạngvòng thơm và naphten với mạch nhánh parafin dài. Tỉ lệ khối lượng củacacbon : hydro là 8:1. Tính chất vật lý của nhựa phụ thuộc vào việc chúngđược tách ra từ phân đoạn dầu nào. Nhựa từ phân đoạn nặng hơn có tỉ trọng,phân tử lượng cao hơn, và hàm lượng lưu huỳnh, oxy và nitơ cao hơn. Asphaten là chất rắn đen, giòn, có tỉ trọng lớn hơn 1. Ở nhiệt độ trê n 300 o C asphanten phân huỷ và tạo thành khí và cốc. Asphanten hòa tan trongpyridin, cacbuadisunfur (CS2), CCl4 , benzen và các hydrocacbon thơm. Tỉ lệcacbon : hydro trong asphaten xấp xỉ 11 : 1. Hàm lượng lưu huỳnh, oxy vànitơ trong asphanten cao hơn so với nhựa. Sản phẩm phân hủy của asphaten là cacben và carboid. Cacben không hòa tan trong benzen, hòa tan một phần trong pyridin và H2S. Carboid không hòa tan trong bất cứ dung môi hữu cơ và khoáng nào. Thành phần nguyên tốcủa cacboid là (%k.l.): C –74,2; H –5,2; S –8,3; N –1,1; O –10,8 và tro -0,4. Axit asphaten và alhydrid về vẻ ngoài giống nhựa trung hòa. Đây là chấtlỏng quánh hoặc rắn, không hòa tan trong eter dầu mỏ và hòa tan tốt trongbenzen, rượu và cloroform. Tỉ trọng của axit asphaten cao hơn 1. . 3. Thành phần phi hydrocacbon trong dầu 3.1. Hợp chất lưu huỳnh Lưu huỳnh thường có mặt trong tất cả các dầu thô naphten,phenol, nhựa asphant. Axit naphten là axit cacbonyl cấu trúc vòng, chủ yếu là dẫn suất của hydrocacbon naphten vòng năm. Trong một số trường hợp cũng tìm thấy các axit naphten vòng hai,. xỉ 1. Trong thành phần của nhựa trung hòa ngoài cacbon và hydro còn có lưu huỳnh, oxy và nitơ. Hydrocacbon trong nhựa tồn tại dưới dạngvòng thơm và naphten với mạch nhánh parafin dài. Tỉ lệ