石油講稿-1-概況+原油

石油講稿-1-概況+原油課程內(nèi)容：第一章原油及其組成第二章石油產(chǎn)品及其使用第三章石油產(chǎn)品的性質(zhì)第四章原油加工過程第五章石油產(chǎn)品添加劑參考書目：石油化學(xué)，陳紹洲,石油產(chǎn)品技術(shù)，歐風(fēng)，烴加工出版社FuelOilManual,PaulFS,IndustrialPressInc,1986概況世界石油消費量為40億噸左右主要集中在北美、亞太和歐洲地區(qū)石油消費量較多的6國家依次為美國、日本、中國、德國、俄羅斯、韓國，其消費量占全球總量的一半，且每個國家的石油消費量均超過了1億噸，占4%以上。1、世界油氣資源概況地球上的煤、石油和天然氣資源分布圖2000年全球探明的可采石油儲量分布圖2003年全球探明的可采石油儲量和當(dāng)年的開采量統(tǒng)計表2000年全球探明的可采天然氣儲量分布圖2003年全球探明的可采天然氣儲量統(tǒng)計表2、我國的油氣資源我國的石油和天然氣的分布我國的主要油田情況我國的石油、天然氣勘探進展情況截至2004年底，我國石油探明可采儲量67.91億噸,天然氣探明可采儲量2.76萬億立方米

我國的原油加工和原油消耗情況2001~2003年石油產(chǎn)量1.6~1.8億噸2003年原油加工能力達到2.4億噸以上2004年達到2.6億噸1993年我國成為石油凈進口國2001年進口6490萬噸。2002年進口近8000萬噸2003年進口9112萬噸估計我國2010年的石油消費量在2.7億~4億噸預(yù)計我國在2005~2020年石油的產(chǎn)量將在1.8億~2.1億噸，每年缺口為0.7~1.8億噸預(yù)計2020年中國石油進口將達3.6億噸3、世界按地區(qū)分布的原油加工能力第一章：原油

一、原油的組成二、原油的分類三、原油的評價一、原油的組成1．原油的元素組成2．原油及其餾分中烴類組成的表示方法（1）單體烴組成（2）族組成（3）結(jié)構(gòu)族組成3．原油及其餾分中的非烴組分1．原油的元素組成原油的元素組成的大致范圍如下：C：83.0%---87.0%H：10.0%--14.0%N：0.01%--0.7%O：0.05%--1.5%S：0.05%--5%原油的元素組成差別不很大,特別是碳含量。原油中硫含量的相對差別還是很大的。硫含量常作為原油分類中的一個指標(biāo)。硫含量小于0.5%的稱為低硫原油硫含量在0.5%~2.0%的稱為含硫原油硫含量大于2%的稱為高硫原油。我國主要的幾種原油在元素組成上有如下特點:〈l〉氫含量較高;〈2〉硫含量較低;〈3〉氮含量較高2．原油及其餾分中烴類組成的表示方法原油主要由各種烴類化合物組成原油中烴類組成一般可以通過對各直餾餾分的研究來逐步搞清楚烴類組成的表示方法

單體烴組成族組成結(jié)構(gòu)族組成

（1）單體烴組成

定義：這種方法要求將組成石油餾分的每一種烴類單體化合物的含量全部表示出來。適用范圍：這方法只適用于部分低沸點餾分分析方法：依靠氣相毛細管色譜進行分離和定量分析依靠質(zhì)譜等與色譜的結(jié)合進行單體烴的定性（2）族組成定義：將組成石油餾分的所有烴類化合物按它們在有機化學(xué)中的分類歸屬,按族表示它們的含量。即：鏈烷烴、環(huán)烷烴、烯烴、芳香烴、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)（常把鏈烷烴族簡稱為烷烴族,把包括鏈烷烴和環(huán)烷烴的大族稱為飽和烴）烴族組成的表示也可以更加詳細一些適用范圍：適用于各種石油餾分。直餾油一般以鏈烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴含量來表示，二次加工油在上述三族烴外再加上一項烯烴分析方法：常用液固色譜法進行分離,飽和烴首先流出色譜柱,芳香烴則根據(jù)輕重依次流出還可用質(zhì)譜和核磁共振等將烴族組成分析得更詳細（3）結(jié)構(gòu)族組成定義：將組成石油餾分的所有烴類化合物中的亞分子的結(jié)構(gòu)單元按類型表示它們的含量。常用CA、CN、Cp和RT、RA、RN等特征指標(biāo)來表示分析方法:有幾十種,最常用的是n-d-M法和n-d-v法3．原油及其餾分中的非烴組分主要的為S、N、0、還有微量Fe、Ni、V、Cu等除極少部分硫以元素硫的形態(tài)存在以外,絕大部分非碳氫元素都是以化合物形式存在的原油中的非烴化合物種類繁多,幾乎所有的非烴化合物都含有碳氫元素,多數(shù)情況下分子中雜原子數(shù)遠少于碳氫原子數(shù)。因此雖然原油中非碳氫元素總含量一般只占0.5%~5%,但原油中非烴化合物的含量卻可占到5%~50%原油中的非烴化合物主要集中在渣油和高沸餾分之中。直餾的輕餾分和中間餾分中雖然只含較少量的非烴化合物〈1〉

含硫化合物分布規(guī)律：在原油的直餾餾分中的含量隨沸點升高而增加分布形態(tài)：有元素硫、硫化氫、硫醇、硫醚、二硫化物、噻吩類和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大分子含硫化合物特性：硫化物常會惡化產(chǎn)品的使用性能。會促進設(shè)備結(jié)焦,使催化劑中毒，引起大氣污染。但有時對石油產(chǎn)品的使用和石油加工過程是有利的.元素硫,硫化氫和低分子硫醇統(tǒng)稱為活性硫，能與金屬作用而引起設(shè)備的腐蝕硫醚是中性液體,熱穩(wěn)定性高,與金屬沒有作用二硫化物是中性液體,但熱安定性差,受熱后易分解成硫醚、硫醇或硫化氫。噻吩類對熱穩(wěn)定,其物化性質(zhì)與對應(yīng)的芳香烴相近。元素硫和硫化氫在以溶解態(tài)存在,含量一般在0.01%~0.1%。硫醇在常集中在輕餾分中,具有強烈的特殊臭味硫醚是含量較多的一種,在輕餾分和中間餾分中較集中。結(jié)構(gòu)有鏈烷基、環(huán)烷基、鏈烷基-環(huán)烷基硫醚,硫雜環(huán)烷和苯并硫雜環(huán)烷二硫化物是常見的一類含硫化合物,一般含量不高。噻吩類也是含量較多的一種,集中在高沸點餾分和渣油中。一般渣油噻吩硫占其總硫的50%以上。已檢出的有幾十種,例如苯并噻吩、二苯并噻吩、奈并噻吩和二奈并噻吩等都已被檢出。還存在同時含有兩種以上雜原子的含硫化合物。在高沸點餾分和渣油中還含有大量的膠質(zhì)和瀝青質(zhì),都是含有雜原子〈包括硫〉的高分子化合物原油中含硫化合物的組成，因原油來源不同而有明顯差別。同一原油的不同餾分中含硫化合物的分布也不相同。某原油中兩個餾分的硫分布數(shù)據(jù)（2）含氮化合物原油中含氮化合物一般較少,而且大部分是以膠質(zhì)或瀝青質(zhì)狀態(tài)存在于高沸餾分和渣油中氮主要以各種含氮雜環(huán)的化合物存在,還有少量的苯胺類和酰胺類化合物。含氮化合物依其堿性強弱可分為堿性氮和非堿性氮石油中的堿性氮主要是含砒碇環(huán)結(jié)構(gòu)的雜環(huán)化合物和胺類化合物。非堿性氮化物中還包含金屬卟琳化合物。不同原油氮分布不一樣,同一原油不同餾分中氮化物分布也不同，但對多數(shù)原油來說,堿性氮占總氮量的比例卻是接近的,在1/3左右。（3）含氧化合物

原油的氧含量較低,一般在0.1%~1%。原油中的氧集中在高沸餾分和渣油之中,而且大部分以膠質(zhì)和瀝青質(zhì)形式存在。此外，還有機酸和少量的中性含氧化合物。有機酸有多種，其中環(huán)烷酸約占90%。環(huán)烷酸在各種原油中的含量差別很大,大慶油中含量很低,克拉瑪依油為0.48%,蘇聯(lián)格羅茲內(nèi)油超過1%。遼河油的重組分中含量也超過1%環(huán)烷酸在高溫下對金屬設(shè)備有嚴(yán)重的腐蝕作用。環(huán)烷酸有不少工業(yè)用途,如作為油品的稠化劑和油漆的催干劑等，是重要的化學(xué)品（4）微量元素微量金屬以油溶性化合物的形態(tài)存在,主要分布在渣油中，金屬卟琳化合物為最主要的一種。該分子中有四個砒咯環(huán),它們通過次甲基連接成卟吩核,核中心存在一個處于絡(luò)合態(tài)的金屬離子,與四個氮原子形成配位鍵，已發(fā)現(xiàn)的卟琳化合物有不少類已發(fā)現(xiàn)的微量金屬中以釩、鎳、鐵、銅的含量最高。鎳和釩是兩種比較重要的鈣、鎂、鋅、鈦等也已被確定存在于原油之中石油中的非金屬微量元素如硅、硼、砷等都已被研究確認，其中砷對重整催化劑有毒化作用一些原油中上述金屬元素的含量見表

5）膠質(zhì)和瀝青質(zhì)

石油中的非烴化合物中還有許多具有較高分子量的復(fù)雜有機化合物,稱為膠狀瀝青狀物質(zhì)。膠狀瀝青狀物質(zhì)按其在正庚烷中的溶解與否分成膠質(zhì)和瀝青質(zhì)所謂膠質(zhì)實際上是指原油、渣油或其他油樣中正庚烷可溶物中在氧化鋁吸附色譜分離中不被苯?jīng)_洗下來的那部分組分膠質(zhì)：能溶于正庚烷,是半液態(tài)的物質(zhì),流動性很差,但有延牲。平均分子量在600~2000之間，受空氣氧化或加熱可能轉(zhuǎn)變?yōu)闉r青質(zhì)，也就是能進一步縮聚成更大的分子，而且具有更高的碳氫比。膠質(zhì)的"平均"分子結(jié)構(gòu)的模型瀝青質(zhì)不溶于正庚烷,但能溶于苯，是一種暗褐色到黑色的無定形固態(tài)物質(zhì)，加熱不熔融,但超過300℃會發(fā)生分解和縮合的反應(yīng)，平均分子量很大,一般在2000~6000之間在石油或渣油中以膠體狀態(tài)存在。瀝青質(zhì)具有明顯的二維方向的多環(huán)體系特性,這種有限線度的平面層(或稱“薄片‘)是由稠環(huán)芳烴與氧、硫、氮雜環(huán)構(gòu)成的。這種”薄片“的尺寸大約在1.0×1.5nm到1.2×5.0nm之間,"薄片"可以互相,平行地堆砌成一種三維的"微粒',當(dāng)然層與層之間不是完全平行規(guī)整的。這種在三維方向上近似有序的堆砌層數(shù)約為4~6層。瀝青質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)

這種結(jié)構(gòu)圖的構(gòu)造原則是使結(jié)構(gòu)中的硫、氮、氧原子數(shù),羥基和羰基的數(shù)量,碳原子和氫原子的化學(xué)環(huán)境等與元素分析,質(zhì)譜,核磁共振,紅外等測定結(jié)果盡量接近二、原油的分類

1．工業(yè)分類(商業(yè)分類)法(1)按相對質(zhì)量密度分類(2)按含硫量分類2．化學(xué)分類法1．工業(yè)分類(商業(yè)分類)法(1)按相對質(zhì)量密度分類輕質(zhì)原油：API>34(d204<0.85)中質(zhì)原油：34>API>20（0.93>d204>0.85）重質(zhì)原油：20>API>10（0.99>d204>0.93）超重質(zhì)原油：API<10(d204>0.99)（2）按含硫量分類

低硫原油：含硫量<0.5%含硫原油：含硫量0.5%~2.0%高硫原油：含硫量>2.0%2．化學(xué)分類法

世界上至今還沒有一個公認的原油標(biāo)準(zhǔn)分類方法關(guān)鍵餾分分類法：美國礦物局制定，為我國采用的方法。它是以原油中特定的輕（250℃~275℃）、重(395℃~425℃)兩個關(guān)鍵餾分的API度為指標(biāo),并以特性因數(shù)K值為參考指標(biāo),對原油進行分類原油的分類（美國礦物局制定關(guān)鍵餾分分類法）

表2-1原油的分類（美國礦物局制定關(guān)鍵餾分分類法）原油類別輕餾分（250℃~275℃）、101.3Kpa重餾分(395℃~425℃)、101.3KpaAPI度（K值）餾分分類API度（K值）餾分分類石蠟基40.0(>11.9)石蠟基30.0(>12.2)石蠟基石蠟-中間基40.0(>11.9)石蠟基20.1~29.9(11.5~12.2)中間基中間-石蠟基33.1~39.9(11.5~11.9)中間基30.0(>12.2)石蠟基中間基33.1~39.9(11.5~11.9)中間基20.1~29.9(11.5~12.2)中間基中間-環(huán)烷基33.1~39.9(11.5~11.9)中間基20.0(<11.5)環(huán)烷基環(huán)烷-中間基33.0(<11.5)環(huán)烷基20.1~29.9(11.5~12.2)中間基環(huán)烷基33.0(<11.5)環(huán)烷基20.0(<11.5)環(huán)烷基石蠟-環(huán)烷基40.0(>11.9)石蠟基20.0(<11.5)環(huán)烷基環(huán)烷-石蠟基33.0(<11.5)環(huán)烷基30.0(>12.2)石蠟基三、原油的評價1．原油評價的目的和內(nèi)容2．實沸點蒸餾1．原油評價的目的和內(nèi)容目的：（1）制定加工方案；（2）確定原油內(nèi)在質(zhì)量；（3）為工廠設(shè)計提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)內(nèi)容：(1)原油的一般性質(zhì)測定(2)原油的實沸點蒸餾和窄餾分性質(zhì)測定(3)直餾產(chǎn)品的產(chǎn)率及其性質(zhì)測定(4)各種餾分油和渣油的化學(xué)組成分析(5)潤滑油、石蠟、地蠟的潛含量測定及性質(zhì)分析(6)原油在不同壓力下的平衡汽化溫度2．實沸點蒸餾

內(nèi)容：（1）實沸點蒸餾試驗（2）原油實沸點蒸餾曲線(TBP曲線)（3）原油（窄餾分）性質(zhì)曲線（4）性質(zhì)等值曲線（5）直餾產(chǎn)品的切割及產(chǎn)率一性質(zhì)曲線（6）直餾產(chǎn)品的烴類組成分析（1）實沸點蒸餾試驗（2）原油實沸點蒸餾曲線(TBP曲線)

（3）原油（窄餾分）性質(zhì)曲線（4）性質(zhì)等值曲線

（5）直餾產(chǎn)品的切割及產(chǎn)率一性質(zhì)曲線

（6）直餾產(chǎn)品的烴類組成分析烴類組成有三種表示方法:單體烴、族組成和結(jié)構(gòu)族組成。餾分輕、重不同的油品因其中烴類組成的復(fù)雜程度不同,分別采用不同的表示方法謝謝大家!!!世界煤炭、石油、天然氣資源分布圖世界石油剩余探明可采儲量分布圖世界天然氣剩余探明可采儲量分布圖序號石油儲量排序石油產(chǎn)量排序/國家名稱石油儲量(萬噸)國家名稱石油產(chǎn)量(萬噸)1沙特阿拉伯3553424.66沙特阿拉伯421502加拿大

2450589.04俄羅斯410803伊

朗1723287.67

美

國286254伊拉克1575342.47伊

朗186505科威特1321917.81中

國170756阿布扎比1263013.70

墨西哥168257委內(nèi)瑞拉1065753.42挪

威151758俄羅斯821917.81加拿大111009利比亞493150.68尼日利亞1060010尼日利亞342465.75

英

國1047511美

國310643.84委內(nèi)瑞拉1007512中

國250000.00

阿布扎比925013墨西哥214712.33科威特925014卡塔爾208315.07

巴

西767515阿爾及利亞154986.30

利比亞7000/世界總計17339884.70世界總計340433.5/歐佩克小計11911246.58歐佩克小計1321802003年世界主要國家石油估算探明儲量和產(chǎn)量排名排序國家名稱天然氣儲量（億立方米）1俄羅斯475725.602伊

朗266179.803卡塔爾257684.704沙特阿拉伯65299.005阿布扎比55529.646美

國52937.507阿爾及利亞45307.208尼日利亞45024.039委內(nèi)瑞拉41909.1610伊拉克31148