油气储运基础知识第1节石油的组成、性能及用途.ppt

系列课程,油气开采职业技能培训,油气保护初级工 基础知识,石油和天然气都是自然界的产物，是管道输送的主要介质。石油是一种看上去黑乎乎的粘稠的油状液体，是一种深藏地下的可燃性矿物油，是一种不可再生的能源(不像木材可以通过植树造林再生)。,第1节 石油的组成、性能及用途,一、什么是石油和天然气,第1章 油气储运基础知识,什么是石油? 从实质上讲，石油是多种碳氢化合物的复杂混合物。 实际上石油和天然气是“双胞胎”，不仅它们的生成物质和生成环境基本一致，而且在组成上都属于碳氢化合物，因此也将其统称为石油。,1983年第11届世界石油大会提出的命名推荐方案说，石油是气态、液态和固态的碳氢混合物，具有天然产状； 原油是石油的基本类型，在常温和常压条件下呈液态； 天然气也是石油的主要类型，在常温和常压条件下呈气态。,我们常将从油井中得来的未经加工的石油称为“原油”，但通常“原油”与“石油”混用，并不加以区分。 以下所说的石油即原油。凡是有石油的地方，就有天然气；但在有天然气的地方，不一定都有石油。,二、石油的化学组成,世界各地的石油成分各异，即使同一油田生产的原油，由于采油油层的不同，其成分也会发生很大变化。 但是，石油的主要成分是各种碳氢化合物，因此碳元素、氢元素含量很大，一般碳约占8088(质量百分数)，氢约占10一14(质量百分数)。,另外，在石油中还含有少量其他元素，如氧、硫、氮，总含量一般为1.O(质量百分数)左右，有时可达23(质量百分数)。 石油中的碳和氢不是呈游离元素存在，而是呈各种类型的碳氢化合物。 习惯上人们又常将碳氢化合物简称为烃。石油中的烃类按其本身结构不同分为三种基本类型。,(一)烷烃,烷烃的分子式的通式是CnH2n+2，“n”表示碳原子的个数。 C1C4(甲烷、乙烷、丙烷、丁烷)为气态； C5C16(从戊烷到十六烷)为液态，是原油的主要成分； C17以上的烷烃是石蜡的主要成分，以固态的形式悬浮在石油中。,烷烃是根据分子里所含的碳原子的数目来命名的，碳原子数在10个以下的，从l到10依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示。 碳原子数在11个以上的，就用数字来表示，如C18H38称为十八烷。,烷烃分子中的碳原子不能再和其他原子结合，属于饱和烃。 因此，烷烃的化学性质很不活泼，在一般条件下不易发生反应。但在加热或催化剂以及光化学作用下，可发生各种反应。,环烷烃的分子式的通式是CnH2n。 环烷烃是环状的饱和烃，分子中的碳原子以单键互相连接成环状结构，其性质和烷烃相似，也比较稳定。 在石油中大量存在的环烷烃是环戊烷和环己烷.,（二）环烷烃,(三)芳烃,芳烃是芳香烃的简称，其分子式的通式为: CnH2n-6 (n6) 苯(C6H6)是最简单、最基本的芳烃。,石油中的芳烃含量较少，主要有甲苯(C7H8 )、二甲苯(C8H10)和苯等。 石油中还含有少量的非烃类化合物，主要包括含氧、硫、氮的有机物及无机物。 石油中的无机物主要是开采过程中混人的泥沙、铁屑、结晶盐等固体机械杂质。 它们对石油储运和加工有严重影响，必须设法除去。,石油的物理性质是石油中各种成分的综合表现。,三、石油的物理性质,石油的颜色是多种多样的，一般为黄褐色、棕色、淡黄色及绿色等，极少数情况下呈白色、淡红色及无色等。,(一)颜色和气味,石油的颜色取决于石油的化学成分，一般轻质油色浅，重质油色深。 我国石油多为黑色、褐红色、绿色。 大多数石油除了有颜色外还具有显著的荧光。 石油具有令人不快的气味，且一般因地而异，当含有较多的硫化物和氮化物时气味难闻。,石油比水轻，相对密度(油品密度与规定温度下水的密度之比)约在0.751之间。石油的密度与其组成有关，重质组分含量越多密度越大。我国石油密度一般偏高，大部分在0.869/cm3以上。 石油的密度受温度变化的影响较大，随着温度的上升，密度减小。但当温度不变，压力升高时，原油的密度变化却很小。,(二)密度,粘度是衡量石油流动性能的一种参数，粘度越大，石油越不易流动。 石油的粘度随着温度的升高而减小，随着密度的增大而增大。 一般含烷烃多的石油粘度较小，含环烷烃和芳香烃的石油粘度较大。不同产地的石油，粘度差异很大。,(三)粘度,凝固点又简称为凝点。 随着温度的降低，石油中溶解的蜡析出，使石油的粘度增加甚至完全丧失流动性能，出现凝固现象。 石油完全丧失流动性能时的温度，称为其凝固点。,(四)凝固点,凝固点与石油的化学组成有关，一般含蜡量多的石油，其凝固点也高，即易凝。例如，含蜡较多的石油在200C就凝固了，而含蜡少的石油在一200C也不凝固。 我国原油，包括海上油田的原油，大都粘度高、凝固点高、含蜡量高，即人们俗称的“三高”原油。,(五)闪点、燃点、自燃点,闪点：指在规定条件下，当火焰从油品蒸气与空气的混合气体上掠过时，闪出火花并立即熄灭的最低温度。 燃点：指在规定的试验条件下，当火焰从油品蒸气与空气的混合气体上掠过时，发生燃烧的最低温度。燃点一般比闪点高5200C。,自燃点：指在规定的试验条件下，油品蒸气与空气的混合气体不与火焰接触，而自行燃烧的最低温度。 油品的闪点、燃点和自燃点可用于判断其易燃程度，闪点、燃点、自燃点越低，越容易燃烧，引起火灾的危险性越大。,四、原油的分类,可根据原油中硫、氮、蜡等含量多少来分类。,(一)、按含硫量分类,低硫原油：硫含量(质量百分数)2.0。,在我国，大庆、克拉玛依所产原油属于低硫原油；胜利、江汉所产原油属于含硫原油；孤岛所产原油属于高硫原油。 目前，我国含硫原油的产量正在逐渐增长。,低氮原油：氮含量(质量百分数)0.25。 一般原油的含氮量比含硫量低。大多数低硫原油，其含氮量也低。,(二)按含氮量分类,低蜡原油：蜡含量为0.52.5： 含蜡原油：蜡含量为2.510； 高蜡原油：蜡含量10。 此外，还可以按原油的含胶量、相对密度的大小以及化学分类法对原油进行分类。,(三)按含蜡量分类,五、石油的用途,石油是非常重要的天然资源，是国民经济的重要支柱，主要有以下三个方面的用途。,原油经过炼制加工后，可以制得汽油、煤油、柴油等燃料，用作汽车、火车、飞机、轮船、锅炉以及原子弹、导弹、卫星、宇宙飞行器的燃料。,(一)、作为优质的能源,1992年，在世界一次能源的消费总量中，石油占40.2，天然气占22.7，总计为62.9。 1992年，我国能源国内消费总量中煤炭占74.9，石油占18，天然气占2，水电占5.1。,近几年，随着我国西部油气田的进一步开发，尤其是陕京、涩宁兰、兰成渝等油气管道的建设，石油天然气在国民经济能源消费中所占的比重越来越大。,石油是重要的化工原料，是石油化学工业赖以生存的物质基础。 人们利用石油作为化工原料，开拓了化肥、合成纤维、塑料、合成橡胶、合成洗涤剂、农药、医药、燃料、炸药等一个又一个新的生产领域，使石油化工行业成为国民经济的支柱产业。例如，一套年产8万t合成橡胶装罩生产的产品，相当于145万亩。橡胶园一年所得的橡胶产量，其建设期限仅为3年。,(二)作为重要的化工原料,一切机器无论大小，都要加上润滑油或润滑脂才能减少摩擦和磨损，得以顺利运转。 大型发动机、精密的仪器仪表乃至核工业、航天工业所需要的能耐高温、耐高压、耐高真空及抗辐射、抗腐蚀、抗氧化的润滑油，都