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1、中国海洋石油公司QHSE部宣,石油安全工程与HSE管理,中国海洋石油公司QHSE部宣,中国海洋石油公司QHSE部宣,课程内容及教学安排,第一章 绪论 石油天然气工业安全生产的特点与要求 第二章 HSE管理体系简介 HSE的概念,内涵,特点,形成与发展, 第三章 HSE管理体系的建立 HSE管理体系建立的方法,步骤 第四章 HSE调查报告 调查的内容,方法及报告的编写. 第五章 HSE管理的风险识别与评估 风险评价的概念; 评价的目的及判别原则;风险的识别,分类;风险评价技术与石油工业常用的评价方法. 第六章 HSE风险的削减措施 管理措施,硬件措施,系统措施. 第七章 HSE管理应急措施 第八
2、章 国内外HSEMS的发展趋势,第一章 绪论,石油工程是指石油和天然气的勘探、钻井、采油、集输与初步处理的生产过程。由于其生产产品的特殊性，石油工程的安全设计、风险识别与评估、安全管理具有与其它生产工程所不同的特殊要求。,中国海洋石油公司QHSE部宣,第一节 石油天然气的性质,1.1 石油、天然气的分类、组成及性质 石油是从地层深处开采出来的黄褐色乃至黑色的可燃性粘稠液体矿物，常与天然气并存。从油田开采出来的未经加工的及经过初步加工的石油统称为原油；经过炼油厂炼制后所获得的各种产品则叫石油产品。石油的组分主要是烃类，也有非烃类。石油、天然气的分类、组成和性质之间密切相关。,中国海洋石油公司QH
3、SE部宣,1.1.1 油、气田产品和石油产品的分类,我国油、气田产品除原油、天然气外还有少量的油田液化石油气和天然汽油。这4项产品是根据它们的组成、主要性质和质量来分类分级的。根据我国石油资源条件和油、气田的实际情况，2000年已经制定并发布实施了油、气田4项产品标准。原油、天然气等按下述标准进行分类、分级。 1. 原油分类 我国原油按其关键组分分为:凝析油、石蜡基油、混合基油和环烷基油4类。密度小于0.82g / cm3的原油均归入凝析油类，其他3类再按其密度大小分为2个等级，共分4类7个编号。原油的分级是按照国际惯例以硫含量作为分级指标的，4类7个编号的原油一律分为3级。见表11原油分类标
4、准。,中国海洋石油公司QHSE部宣,表11 原油分类标准草案,中国海洋石油公司QHSE部宣,1.1.1 油、气田产品和石油产品的分类,2. 天然气分类 按照来源不同，天然气可分为3类 纯气田天然气、凝析气田天然气和油田原油伴生天然气。 目前天然气大部分是用作工业燃料和化工原料，而且又是以管道输送的大宗商品，因此天然气分级的主要指标是 热值、H2S含量和总硫含量、凝液含量。 天然气中的H2S对人体有毒害，而其中的硫含量在燃烧后会形成SO2，对人体也有危害。表12是天然气分级标准，其中将天然气按H2S含量和总硫含量高低分为3级。 图片（表12 天然气分类标准）,中国海洋石油公司QHSE部宣,表12
5、 天然气分级标准草案,中国海洋石油公司QHSE部宣,1.1.1 油、气田产品和石油产品的分类,3 油田液化石油气分类 油、气田生产的液化石油气是油、气田从压缩天然气和不稳定原油中提取的以丙烷和丁烷为主要成分的液态烃类混合物，它与炼厂生产的以丙烷、丙烯、丁烷和丁烯为主要成分的液化石油气不完全相同，故宜称为“油田液化石油气”。目前我国油、气田生产的油田液化石油气，品种分为3类，即：商品丙烷，商品丁烷和商品丙、丁烷混合物。表13是油田液化石油气分类标准草案。,中国海洋石油公司QHSE部宣,表13 油田液化石油气分类标准草案,中国海洋石油公司QHSE部宣,1.1.1 油、气田产品和石油产品的分类,4.
6、 天然汽油分类 天然汽油是从天然气中提取的、经稳定处理得到的液体石油产品，其组成主要是戊烷和更重的烃类，也允许含一定数量的丁烷。目前我国各油田生产的天然汽油，估计每年产量约100 104t。天然汽油按用途分为调和油、车用汽油和化工原料两类。表1-4是天然汽油分类标准草案。,中国海洋石油公司QHSE部宣,表14 天然汽油分类标准草案,中国海洋石油公司QHSE部宣,1.1.1 油、气田产品和石油产品的分类,5. 石油产品的类别 石油产品是原油经过一系列石油炼制过程和石油产品精制而得到的各种产品。按1984年统计我国石油产品分为6类共637个品种。表l-5是石油产品分类、分组简表。,中国海洋石油公司
7、QHSE部宣,表15 中国石油产品分类、分组简表,中国海洋石油公司QHSE部宣,1.1.2 石油的化学组成,石油的化学组成十分复杂，不同产地甚至同一产地而不同油井的原油，在组成成分上也有一定差异。 1. 石油的组成元素 石油的组成元素主要是C，H，O，S和N等5种。其中主要元素是C，约占8387%；其次是H，约占11 14%；两者合计占9698%，两者比例(C/H)为67.5。S, O和N三种元素合计约占14。 除上述5种元素外，原油中发现的金属和非金属元素的种类很多，如Ni, V, Fe, K、Na、Ca，Mg, Cu, Al, Cl, I, P, As和Si等，但合计含量极微，一般都在0.
8、003以下。上述各种元素在原油中都不是以单质的结构存在，而是相互结合为含碳的各种化合物。,中国海洋石油公司QHSE部宣,1.1.2 石油的化学组成,2. 石油的烃类组成 烃是由碳和氢两种元素组成的化合物叫碳氢化合物。烃的品种多到难以想象的程度，但是组成原油的烃大体上只有烷烃、环烷烃和芳香烃3类；少数原油则含有很少量的烯烃。石蜡基原油中烷烃居多数，因为烷烃的碳原子数约为1830时又称为石蜡，故称“石蜡基原油”。混合基原油则是烷烃、环烷烃和芳香烃的混合物。环烷基原油中以环烷烃居多数，也含不少的烷烃和芳香烃。 （1）烷烃 原油中的烷烃包括正构烷烃和异构烷烃。从含量上讲原油中异构烷烃均少于正构烷烃，结
9、构复杂的异构烷烃又少于结构简单的异构烷烃。原油中含碳原子数为C5C11的正构烷烃大都分布在200以前的汽油馏分中，C11C20的正构烷烃大都分布在200350的煤油和柴油馏分中；C20C36的正构烷烃大都分布在350500的润滑油馏分中。,中国海洋石油公司QHSE部宣,1.1.2 石油的化学组成,(2)环烷烃 环烷烃和烷烃不同之处是碳原子连接成环状。环烷烃的分子结构有单环、双环和多环3种类型。原油中的环烷烃大多带12个烷基侧链。 单环环烷烃中以5员环和6员环的类型最多。例如环戊烷、环己烷以及它们带烷基侧链的同系物如甲基环戊烷，1甲基3乙基环己烷等。 双环环烷烃中有由5员环和6员环组成的茚满型，
10、由6员环组成的十氢萘型以及它们带烷基侧链的同系物。多环环烷烃中大多是5员环的稠合型结构。 环烷烃在石油中的分布以石油的中间馏分稍多。石油的汽油馏分中大都是带短烷基侧链的环戊烷和环己烷，只有极少量的双环环烷烃。在煤油和柴油馏分中，大多是带较长烷基侧链的单环环烷烃，其次是双环环烷烃。在高沸点的润滑油馏分中，大多是带烷基侧链的双环环烷烃，其次是3环以上环烷烃。,中国海洋石油公司QHSE部宣,1.1.2 石油的化学组成,(3)芳香烃 具有苯环结构的烃称为芳香烃。有单环、双环和稠环芳香烃。 单环芳香烃 包括苯及其带不同碳数侧链的苯同系物。侧链可以是烷基的，也可以是环烷基的，例如乙苯、间二甲苯等;环戊烷基
11、苯和四氢萘。 双环芳香烃 在石油中以2个环并连的萘及其同系物较多，而联苯型或二苯基烷型的含量很少。 稠环芳香烃 石油中主要是菲系芳香烃和蒽系芳香烃，一般是菲系多于蒽系。 芳香烃在石油中的分布随石油馏分沸点的升高而逐渐增多。带短烷基侧链的单环芳香烃大都分布在石油的汽油馏分中。在煤油、柴油和润滑油馏分中，也都有单环芳香烃分布，但随着沸点的升高，其侧链越长，数量越多。双环和3环芳香烃大多分布在煤油和柴油馏分中，但双环所占比例较大，也有一部分分布在润滑油馏分中。3环以上的芳香烃，均分布在润滑油馏分中。,中国海洋石油公司QHSE部宣,1.1.2 石油的化学组成,3. 石油的非烃类组成 石油中除了各种烃类
12、以外，还含有一些非烃类化合物。这些非烃类化合物大都对原油储运、加工以及石油产品的质量带来不利影响。 (1)含硫化含物 原油随产地的不同，都或多或少地含有硫化合物。一般说来，含烷烃和环烷烃多的原油，其硫含量较低；含芳香烃和胶质较多的原油，其硫含量较高。 硫在石油中存在的形态包括单质硫(S)、硫化氢(H2S)、硫醇（RSH）、硫醚（RSR）、二硫化物（RSSR）、环硫醚等，以及噻吩及其同系物，如苯并噻吩类，二苯并噻吩类等。 石油馏分中单质硫和硫化氢多是其它含硫化合物的分解产物，因而含量很少，硫化氢有恶臭和毒性。硫醇在石油中的含量也不多，低分子的甲硫醇（CH3SH）、乙硫醇（C2H5SH）等具有极为
13、强烈的特殊臭味。单质硫、硫化氢及低分子硫醇都能与金属作用而腐蚀金属设备，它们统称为“活性硫化物”。 硫醚是石油中含量很大的硫化物，呈硫醚型的硫化物往往占石油轻馏分和中间馏分总含硫量的5070%；占石油高沸馏分总含硫量的70。硫醚是中性液体，对金属没有腐蚀作用。,中国海洋石油公司QHSE部宣,1.1.2 石油的化学组成,(2)含氧化合物 石油中的含氧量约在千分之几的范围内。石油中的含氧化合物主要是环烷酸，约占含氧化合物的90%左右，其次是酚类，此外还有很少量的脂肪酸、醛和酮等。环烷酸呈弱酸性，会对金属设备造成腐蚀。 (3)含氮化合物 石油中的含氮量约在千分之几的范围内，其中大约有一半以上是集中在
14、胶质、沥青质中。石油中的含氮化合物可分为碱性氮化物和非碱性氮化物2类。 (4)胶质和沥青质 石油中的硫、氧、氮，除少数以含硫、含氧和含氮化合物的形态存在外，其余90%以上的氧、80%以上的氮和50%以上的硫都集中在胶质和沥青质中。胶质和沥青质都是由碳、氢、硫、氧，氮等5种元素或其中4种元素所组成的多环化合物的混合物，其化学结构十分复杂。 胶质是深黄色至棕色的粘稠物质，密度稍大于1，其平均相对分子质量一般在10002000之间。在常温下它易被空气氧化而缩合为沥青质；即便在没有空气的情况下，温度升高到260300，它也能转变为沥青质。 沥青质是深褐或黑色的非晶态固体，其相对分子质量约为200060
15、00。石油中的沥青质全部集中在渣油馏分中。,中国海洋石油公司QHSE部宣,1.1.3 石油的性质,从外观性质上看，原油大都呈流体或半流体状态，颜色多是黑色或深棕色，少数为暗绿、赤褐或黄色，并有特殊气味。原油含胶质和沥青质越多，颜色越深，气味越浓；含硫化物和氮化物多则气味发臭。不同产地的原油其密度也不相同，多数在0.80 0.98gcm3之间。凝固点的差异也较大，有的高达30以上，有的低于50。其原因是原油的化学组成成分不完全相同，含蜡量越多凝固点也越高。 原油的性质包括密度、馏分、粘度、凝固点、蒸气压、导电性等。这些性质之间存在着内在联系，例如原油的密度是原油的重要性质，它与原油的350馏出率
16、存在如下的关连公式： 石蜡基油 y58.74.05X （1-1） 混合基油 y62.63.29X （1-2） 环烷基油 y76.33.79X （1-3） 式中 y350时馏出率，； X=（x0.8）100； x20时的密度，gcm3。,中国海洋石油公司QHSE部宣,1.1.3 石油的性质,由原油的密度，利用式（11）、（12）或（13）可以计算出原油的350馏出率，进而知道原油中汽油、煤油和柴油馏分所占的比率。此外，若原油的密度较小，也可预示该原油的蒸气压较高、粘度较小。 我国一些主要油田原油的密度都在0.86以上，属于较重原油。此外，这些油田原油的凝固点和蜡含量均较高，但硫含量较低，属于低硫（含量0.5%)或含硫（含量0.52.0%）原油。上述油田原油的氮含量则偏高（含量0.3%）。表16是我国部分油田原油的某些性质。,中国海洋石油公司QHSE部
