第1章-油氣儲(chǔ)運(yùn)基礎(chǔ)知識(shí)-第1節(jié)-石油的組成、性能及用途

1、系列課程,油氣開(kāi)采職業(yè)技能培訓(xùn),油氣保護(hù)初級(jí)工 基礎(chǔ)知識(shí),石油和天然氣都是自然界的產(chǎn)物，是管道輸送的主要介質(zhì)。石油是一種看上去黑乎乎的粘稠的油狀液體，是一種深藏地下的可燃性礦物油，是一種不可再生的能源(不像木材可以通過(guò)植樹(shù)造林再生)。,第1節(jié) 石油的組成、性能及用途,一、什么是石油和天然氣,第1章 油氣儲(chǔ)運(yùn)基礎(chǔ)知識(shí),什么是石油? 從實(shí)質(zhì)上講，石油是多種碳?xì)浠衔锏膹?fù)雜混合物。 實(shí)際上石油和天然氣是“雙胞胎”，不僅它們的生成物質(zhì)和生成環(huán)境基本一致，而且在組成上都屬于碳?xì)浠衔?，因此也將其統(tǒng)稱為石油。,1983年第11屆世界石油大會(huì)提出的命名推薦方案說(shuō)，石油是氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)的碳?xì)浠旌衔?，具有天?/p>

2、產(chǎn)狀； 原油是石油的基本類型，在常溫和常壓條件下呈液態(tài)； 天然氣也是石油的主要類型，在常溫和常壓條件下呈氣態(tài)。,我們常將從油井中得來(lái)的未經(jīng)加工的石油稱為“原油”，但通?！霸汀迸c“石油”混用，并不加以區(qū)分。 以下所說(shuō)的石油即原油。凡是有石油的地方，就有天然氣；但在有天然氣的地方，不一定都有石油。,二、石油的化學(xué)組成,世界各地的石油成分各異，即使同一油田生產(chǎn)的原油，由于采油油層的不同，其成分也會(huì)發(fā)生很大變化。 但是，石油的主要成分是各種碳?xì)浠衔?，因此碳元素、氫元素含量很大，一般碳約占8088(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))，氫約占10一14(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))。,另外，在石油中還含有少量其他元素，如氧、硫、氮，總含量

3、一般為1.O(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))左右，有時(shí)可達(dá)23(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))。 石油中的碳和氫不是呈游離元素存在，而是呈各種類型的碳?xì)浠衔铩?習(xí)慣上人們又常將碳?xì)浠衔锖?jiǎn)稱為烴。石油中的烴類按其本身結(jié)構(gòu)不同分為三種基本類型。,(一)烷烴,烷烴的分子式的通式是CnH2n+2，“n”表示碳原子的個(gè)數(shù)。 C1C4(甲烷、乙烷、丙烷、丁烷)為氣態(tài)； C5C16(從戊烷到十六烷)為液態(tài)，是原油的主要成分； C17以上的烷烴是石蠟的主要成分，以固態(tài)的形式懸浮在石油中。,烷烴是根據(jù)分子里所含的碳原子的數(shù)目來(lái)命名的，碳原子數(shù)在10個(gè)以下的，從l到10依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸來(lái)表示。 碳原子數(shù)在11個(gè)以上的

4、，就用數(shù)字來(lái)表示，如C18H38稱為十八烷。,烷烴分子中的碳原子不能再和其他原子結(jié)合，屬于飽和烴。 因此，烷烴的化學(xué)性質(zhì)很不活潑，在一般條件下不易發(fā)生反應(yīng)。但在加熱或催化劑以及光化學(xué)作用下，可發(fā)生各種反應(yīng)。,環(huán)烷烴的分子式的通式是CnH2n。 環(huán)烷烴是環(huán)狀的飽和烴，分子中的碳原子以單鍵互相連接成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其性質(zhì)和烷烴相似，也比較穩(wěn)定。 在石油中大量存在的環(huán)烷烴是環(huán)戊烷和環(huán)己烷.,（二）環(huán)烷烴,(三)芳烴,芳烴是芳香烴的簡(jiǎn)稱，其分子式的通式為: CnH2n-6 (n6) 苯(C6H6)是最簡(jiǎn)單、最基本的芳烴。,石油中的芳烴含量較少，主要有甲苯(C7H8 )、二甲苯(C8H10)和苯等。 石油中還

5、含有少量的非烴類化合物，主要包括含氧、硫、氮的有機(jī)物及無(wú)機(jī)物。 石油中的無(wú)機(jī)物主要是開(kāi)采過(guò)程中混人的泥沙、鐵屑、結(jié)晶鹽等固體機(jī)械雜質(zhì)。 它們對(duì)石油儲(chǔ)運(yùn)和加工有嚴(yán)重影響，必須設(shè)法除去。,石油的物理性質(zhì)是石油中各種成分的綜合表現(xiàn)。,三、石油的物理性質(zhì),石油的顏色是多種多樣的，一般為黃褐色、棕色、淡黃色及綠色等，極少數(shù)情況下呈白色、淡紅色及無(wú)色等。,(一)顏色和氣味,石油的顏色取決于石油的化學(xué)成分，一般輕質(zhì)油色淺，重質(zhì)油色深。 我國(guó)石油多為黑色、褐紅色、綠色。 大多數(shù)石油除了有顏色外還具有顯著的熒光。 石油具有令人不快的氣味，且一般因地而異，當(dāng)含有較多的硫化物和氮化物時(shí)氣味難聞。,石油比水輕，相對(duì)密

6、度(油品密度與規(guī)定溫度下水的密度之比)約在0.751之間。石油的密度與其組成有關(guān)，重質(zhì)組分含量越多密度越大。我國(guó)石油密度一般偏高，大部分在0.869/cm3以上。 石油的密度受溫度變化的影響較大，隨著溫度的上升，密度減小。但當(dāng)溫度不變，壓力升高時(shí)，原油的密度變化卻很小。,(二)密度,粘度是衡量石油流動(dòng)性能的一種參數(shù)，粘度越大，石油越不易流動(dòng)。 石油的粘度隨著溫度的升高而減小，隨著密度的增大而增大。 一般含烷烴多的石油粘度較小，含環(huán)烷烴和芳香烴的石油粘度較大。不同產(chǎn)地的石油，粘度差異很大。,(三)粘度,凝固點(diǎn)又簡(jiǎn)稱為凝點(diǎn)。 隨著溫度的降低，石油中溶解的蠟析出，使石油的粘度增加甚至完全喪失流動(dòng)性能

7、，出現(xiàn)凝固現(xiàn)象。 石油完全喪失流動(dòng)性能時(shí)的溫度，稱為其凝固點(diǎn)。,(四)凝固點(diǎn),凝固點(diǎn)與石油的化學(xué)組成有關(guān)，一般含蠟量多的石油，其凝固點(diǎn)也高，即易凝。例如，含蠟較多的石油在200C就凝固了，而含蠟少的石油在一200C也不凝固。 我國(guó)原油，包括海上油田的原油，大都粘度高、凝固點(diǎn)高、含蠟量高，即人們俗稱的“三高”原油。,(五)閃點(diǎn)、燃點(diǎn)、自燃點(diǎn),閃點(diǎn)：指在規(guī)定條件下，當(dāng)火焰從油品蒸氣與空氣的混合氣體上掠過(guò)時(shí)，閃出火花并立即熄滅的最低溫度。 燃點(diǎn)：指在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，當(dāng)火焰從油品蒸氣與空氣的混合氣體上掠過(guò)時(shí)，發(fā)生燃燒的最低溫度。燃點(diǎn)一般比閃點(diǎn)高5200C。,自燃點(diǎn)：指在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，油品蒸氣與空

8、氣的混合氣體不與火焰接觸，而自行燃燒的最低溫度。 油品的閃點(diǎn)、燃點(diǎn)和自燃點(diǎn)可用于判斷其易燃程度，閃點(diǎn)、燃點(diǎn)、自燃點(diǎn)越低，越容易燃燒，引起火災(zāi)的危險(xiǎn)性越大。,四、原油的分類,可根據(jù)原油中硫、氮、蠟等含量多少來(lái)分類。,(一)、按含硫量分類,低硫原油：硫含量(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))2.0。,在我國(guó)，大慶、克拉瑪依所產(chǎn)原油屬于低硫原油；勝利、江漢所產(chǎn)原油屬于含硫原油；孤島所產(chǎn)原油屬于高硫原油。 目前，我國(guó)含硫原油的產(chǎn)量正在逐漸增長(zhǎng)。,低氮原油：氮含量(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))0.25。 一般原油的含氮量比含硫量低。大多數(shù)低硫原油，其含氮量也低。,(二)按含氮量分類,低蠟原油：蠟含量為0.52.5： 含蠟原油：蠟含量為2.5

9、10； 高蠟原油：蠟含量10。 此外，還可以按原油的含膠量、相對(duì)密度的大小以及化學(xué)分類法對(duì)原油進(jìn)行分類。,(三)按含蠟量分類,五、石油的用途,石油是非常重要的天然資源，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱，主要有以下三個(gè)方面的用途。,原油經(jīng)過(guò)煉制加工后，可以制得汽油、煤油、柴油等燃料，用作汽車、火車、飛機(jī)、輪船、鍋爐以及原子彈、導(dǎo)彈、衛(wèi)星、宇宙飛行器的燃料。,(一)、作為優(yōu)質(zhì)的能源,1992年，在世界一次能源的消費(fèi)總量中，石油占40.2，天然氣占22.7，總計(jì)為62.9。 1992年，我國(guó)能源國(guó)內(nèi)消費(fèi)總量中煤炭占74.9，石油占18，天然氣占2，水電占5.1。,近幾年，隨著我國(guó)西部油氣田的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，尤其是陜

10、京、澀寧蘭、蘭成渝等油氣管道的建設(shè)，石油天然氣在國(guó)民經(jīng)濟(jì)能源消費(fèi)中所占的比重越來(lái)越大。,石油是重要的化工原料，是石油化學(xué)工業(yè)賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。 人們利用石油作為化工原料，開(kāi)拓了化肥、合成纖維、塑料、合成橡膠、合成洗滌劑、農(nóng)藥、醫(yī)藥、燃料、炸藥等一個(gè)又一個(gè)新的生產(chǎn)領(lǐng)域，使石油化工行業(yè)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。例如，一套年產(chǎn)8萬(wàn)t合成橡膠裝罩生產(chǎn)的產(chǎn)品，相當(dāng)于145萬(wàn)畝。橡膠園一年所得的橡膠產(chǎn)量，其建設(shè)期限僅為3年。,(二)作為重要的化工原料,一切機(jī)器無(wú)論大小，都要加上潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂才能減少摩擦和磨損，得以順利運(yùn)轉(zhuǎn)。 大型發(fā)動(dòng)機(jī)、精密的儀器儀表乃至核工業(yè)、航天工業(yè)所需要的能耐高溫、耐高壓、耐高真空及抗輻射、抗腐蝕、抗氧化的潤(rùn)滑油，都