Элементный химический состав - количественный состав химических элементов, входящих в нефть, выраженный в массовых долях или в массовых процентах. Число химических элементов в составе нефти очень велико, но основными из них являются следующие.
Углерод содержится в нефти различного состава в количестве от 83 до 87 мае. %, причем чем тяжелее нефть по плотности и фракционному составу, тем выше содержание углерода. Углерод входит в состав всех химических соединений нефти.
Водород составляет 11-14 мае. % нефти, в более тяжелых нефтях водорода меньше. Также, как углерод, водород является составной частью всех химических соединений нефти. Водород и углерод - основные горючие элементы нефти, носители тепловой энергии.
Сера входит в состав многочисленной группы серосодержащих гетеро-атомных соединений. Нефти сильно различаются по содержанию серы: в малосернистых сера составляет от 0,02 до 0,50 мае. %, а в высокосернистых - от 1,5 до 6,0 мае. %. В высококипящих фракциях нефти (выше 400 °С) серы обычно содержится значительно больше, чем в низкокипящих. Она является одним из нежелательных элементов нефти.
Азот содержится в нефти в значительно меньших, чем сера, количествах (0,01-0,60 мае. %) и лишь в отдельных случаях до 1,5 мае. % Азотсодержащие соединения концентрируются в основном в тяжелых фракциях нефти (выше 400 °С). Азот является нежелательной примесью нефти.
Кислород представлен в виде карбоновых и нафтеновых кислот, содержание его может быть от 0,05 до 0,80 мае. %, а иногда до 3 мае. % Кислород концентрируется в тяжелых фракциях нефти и является нежелательным элементом.
Металлы составляют большую группу гетероэлементов, образующих с углеводородами сложные соединения. Содержание около 30 металлов в нефтях невелико и редко превышает 0,05 мае. % (500 мг/кг); наиболее распространены ванадий, никель, железо, цинк, медь, магний и алюминий. Металлы входят в состав высококипящих фракций (450 °С и выше), их присутствие обычно нежелательно для катализаторов, так как они ухудшают эксплутаци-онные свойства нефтепродуктов.
В составе нефти уже установлено более 500 индивидуальных и около 350 серо-, азот- и кислородсодержащих углеводородов, в ней обнаружено более 50 химических элементов. Содержание указанных соединений и примесей в нефти разных месторождений колеблется в широких пределах, поэтому говорить о среднем химическом составе нефти можно только условно.