石油基础知识2003

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1、油气基础知识,辽河石油职业技术学院,) 94%-95% (D),油气基础知识,1、石油的组成 2、石油的性质 3、石油的分类,学习内容,石油的来源,无机论，即石油是由水和二氧化碳与金属氧化物发生化学反应而生成的；,目前就石油的成因有两种说法：,石油的来源,有机论，即数百万年前（或更早），陆地上的动、植物（有机体）死亡后，随泥沙被河流带到盆地底部，形成有机淤泥，由于地壳运动，盆地的下降，有机淤泥沉积下来，被泥沙层层覆盖着，和空气隔绝，在这种缺氧的条件下，有机物通过细菌、温度、压力、催化剂等的作用，发生复杂的物理化学变化，逐渐变成了石油。,目前就石油的成因有两种说法：,碳 （83% 87%） 氢（

2、11% 14%） 硫（0.06% 0.8%） 氮（0.02% 1.7%） 氧（0.08% 1.82%） 及微量金属元素（镍、钒、铁等）。,1% 4%,一、石 油 的 组 成,1、石油化学元素组成,主要成分,烃类化合物： 即烷烃、环烷烃和芳香烃。 非烃类化合物：主要是含硫、含氮、含氧的化合物以及一些 胶状沥青质 ，如醛、酮、环烷酸等。,有对石油处理及加工有害的， 应尽量除去,石油是混合物,2、石油化学成分组成,一、石 油 的 组 成,石油是由多种碳氢化合物为主要成分组成的化合物。,石油在化学上是以（碳氢化合物）为主体的复杂混合物。 （采油工初）,?,约占95% - 99%,2、石油化学成分组成,

3、甲烷 乙烷 丙烷 丁烷,一、石 油 的 组 成,烷烃： 中学所学,烷烃的通式 CnH2n+2,石油是混合物,一、石 油 的 组 成,2、石油化学成分组成,5-丙基-4-异丙基,烷烃,石油是混合物,一、石 油 的 组 成,2、石油化学成分组成,3,7-二甲基-4-乙基,烷烃,石油是混合物,一、石 油 的 组 成,2、石油化学成分组成,环烷烃,环烷烃的通式 CnH2n 或CnH2n-2,石油是混合物,2、石油化学成分组成,原油中非烃化合物中还有许多具有较高分子量的复杂有机物，称为胶状沥青状物质。都是由碳、氢、硫、氮、氧以及一些金属元素组成的多环复杂化合物。,一、石 油 的 组 成,原油非碳氢元素总

4、含量虽然只有5%以下，但原油中非烃化合物的含量却可以占到5%50%。,石油是混合物,2、石油化学成分组成,一、石 油 的 组 成,常态下： C1-C4为气态 C5-C16为液态 C16以上的为固态，称为蜡,石油是混合物,2、石油化学成分组成,一、石 油 的 组 成,天然气成分,1、颜色 由浅到深有白色、淡黄色、褐色、黑 绿色以至黑色。,与它的化学成分和含量有关,表观性质,含胶质和沥青越多 的石油，颜色越深,二、石 油 的 物 性,常温常压下大都为液态， 在一定温度和压力下可 由液态变为气态或固态。,与它的化学成分和含量有关,2、气味：具有特殊气味,表观性质,含硫和氮化合物越多的石油，气味越臭,

5、3、状态：,二、石 油 的 物 性,我国国家标准规定20c时密度为石油和液体石油产品的标准密度，以20表示. 如果是在其他温度下测得的密度称为视密度，用t表示,密 度,密度是单位体积内物质的质量 ，单位为kg/ m3或g/cm3，常以符号表示。,质量指标,用于评价原油质量或油品等级,二、石 油 的 物 性,质量指标,标准密度20与视密度t的换算 1、通过公式换算 2、通过图表查取,二、石 油 的 物 性,用于评价原油质量或油品等级,2020c时原油（油品）的密度，kg/m3 ttc时原油（油品）的密度，kg/m3 原油（油品）的密度系数，kg/(m3. c）,密 度,相对密度,相对密度是油品密

6、度与规定温度下水的密度之比 。,一般石油的密度比水小，所以相对密度小于1，在0 .80.98之间,二、石 油 的 物 性,我国常以4c水的密度作为基准,4c水的密度: 1000千克/米3 或1克/厘米3,二、石 油 的 物 性,欧美国家常以15.6c （60F）的水作为参考物质,相对密度,密度 与温度、压力及组分的关系,1、温度升高油品因膨胀使体积增大，因而密度减小 。 2、液体几乎不可压缩 ，受压力影响较小。 3、分子量大的组分越多，密度赿大。,注意,注明温度,二、原 油 的 物 性,二、石 油 的 物 性,粘度是表示液体流动时分子间摩擦而产生阻力的大小,流动性能指标,影响原油或油品输送的阻

7、力,二、石 油 的 物 性,粘度,粘度的表示,a. 动力粘度 国际(SI)计量单位为牛顿秒/米2，符号为 Ns/m2， 或为帕秒，符号为Pa.s 物理单位制：泊P：1P=0.1 Pas 厘泊cP：1P=100 cP（也称为mPa.s),二、石 油 的 物 性,表示流体的粘性大小,粘度,粘度,二、石 油 的 物 性,b. 运动粘度 =/ 国际单位：米2/秒，m2/s。 物理单位：斯(托克斯)，St：1 St=10-4 m2/s 厘斯 ，cSt ：1cSt=10-2St=10-6m2/s,粘度的表示,运动粘度是绝对粘度与密度的比值，没有什么明确的物理意义,为流体的密度，kg/m3,粘度,二、石 油

8、 的 物 性,c. 条件粘度（也称相对粘度）： 采用特定的粘度计在规定的条件下测出来的液体粘度。 利用经验公式，将恩氏粘度换算成运动粘度。,粘度的表示,各国采用的相对粘度有所不同。有的用赛氏粘度，有的用雷氏粘度，我国采用恩氏粘度。,流动性能指标,影响原油或油品输送的阻力,粘度的表示,动力粘度（绝对粘度） b. 运动粘度 c. 条件粘度（也称相对粘度）：常用恩氏粘度,二、石 油 的 物 性,在输油生产中， 常常测定的是原油的 运动粘度。,粘度,二、石 油 的 物 性,稠油分类,20.2 水的粘度为1 mPa.s 25 酸奶： 90 mpa.s 蜂蜜：900 mpa.s,粘度 与 温度、化学组成

9、的关系,1、温度升高，粘度降低 。 2、随着馏程增高，油品的密度加大，粘度也迅速增大；含烷烃多的粘度最小，含环烷烃多的粘度最大，芳香烃介于两者之间 。,注明温度,二、石 油 的 物 性,A,水的比热容为4.18 KJ/kg ，原油的比热大约为水的比热的一半，也就是2 KJ/kg ，波动范围大概是1.8-2.4.,二、石 油 的 物 性,比热容,比热容：简称比热，是单位质量的某种物质每升高1 所需的热量。 国际单位制中的单位是焦耳每千克开尔文（J /kgK 或 J /kg.,在已知的物质世界里，水的比热容最大。,石油凝固,石油及油品在特定条件下失去流动性的最高温度称为凝点。,低温性能指标,石油凝

10、固的实质,粘温凝固 b. 构造凝固,我含蜡量高 我是高凝油,含蜡少,含蜡多,二、石 油 的 物 性,析蜡点,蜡：常温下是固体的烃类，在原油中处于溶解状态，随着温度降低，其溶解度降低，会析出一部分晶体，这种从原油中分离出来的固体烃类，在工业上称之为蜡。,原油析蜡点是指原油在降温过程中有蜡结晶析出时的最高温度 。,二、石 油 的 物 性,管道结蜡： 指在管道内壁上逐渐沉积了某一厚度的石蜡、胶质、凝油、砂和其他机械杂质的混合物。,沉积物中一般都含有 40%一50%的石蜡、 10%一20%的胶质和沥青质、 30%一40%的原油及少量的砂和铁锈等,二、石 油 的 物 性,析蜡点,二、石 油 的 物 性,

11、析蜡点,影响管壁结蜡强度的因素 ： 1、油温 2、油温与管壁的温差 3. 流速 4、原油(流体)的组成 5、管内壁的粗糙度 6、管道运行时间,析蜡高峰温度区,影响管道结蜡多少，主要不在析蜡温度，而在析蜡高峰区的范围。,通常认为原油进站温度比原油凝点高230C最优，但为了避开析蜡高峰区，取原油进站温度在析蜡高峰区之上,36,温度敏感性强,1、当原油温度高于析蜡点时，蜡全部溶于原油之中，呈单相液态体系，与常规稀油一样，粘度很小。 2、当油温处于析蜡点与凝固点之间时，油中开始析出大量蜡晶并聚集成海绵状，原油粘度急剧升高，呈假塑性流体。 3、当油温接近凝固点时，大量蜡析出并相互连接成空间网络，严重限制

12、了原油的流动，呈塑性流体。 4、当油温低于凝点时，大量蜡晶结成固体蜡，原油失去流动性,高凝油特点：,二、石 油 的 物 性,原油常规分析的项目： 包括密度，粘度，凝固点，含蜡，含胶，含水等,二、石 油 的 物 性,我国原油大都是“三高”原油,高凝点,高含蜡,高粘度,二、石 油 的 物 性,爆炸极限,当可燃气体、可燃液体的蒸气（或可燃粉尘）与空气混合并达到一定浓度时，遇到火源就会剧烈燃烧，发生爆炸 ，这个能够发生爆炸的浓度范围，叫做爆炸极限。,二、原 油 的 物 性,危险,爆炸极限,二、原 油 的 物 性,爆炸极限,二、石 油 的 物 性,危险,下限越低，爆炸极限的范围越宽，物质越危险；易燃易爆

13、物品：爆炸下限低于10%或者爆炸上、下限的差值大于20 。,一般油品的沸点越低，密度越低，其爆炸极限的范围越宽，油品越危险。,爆炸极限,二、石 油 的 物 性,危险,注意安全操作,注意 设备的密闭性， 严防空气进入,注意防止 “跑、冒、滴、漏”,二、石 油 的 物 性,爆炸极限,衡量石油可燃性的三个指标：,闪 点,燃 点,自燃点,二、石 油 的 物 性,闪点,是将油品放在规定的仪器中，在规定试验条 件下升高温度，逸出的油蒸气与空气形成的混合 气，当与火焰接触时能发生瞬间闪火（闪火时间 少于5s）时的最低温度。,安全性能指标（燃烧性能）,二、石 油 的 物 性,闪点,闪火后如果源源不断地提供烃类

14、蒸气和空气， 则闪火后形成连续的火焰，这就是 。,闪点越低，燃烧起火的可能性越大。,比闪点低17 左右的温度下 倾倒油品才是安全的,燃烧现象,二、石 油 的 物 性,闪点,安全性能指标（燃烧性能）,燃 点,油品在规定的条件下加热到一定温度，当火焰接近时即发生燃烧，且着火时间不少于5s的最低温度，称为该油品的燃点。,自燃点,在规定的条件下加热油品，外界无火焰，油品在空气中自行开始燃烧的最低温度，称为该油品的自燃点。,二、石 油 的 物 性,油品燃烧性能与组成的关系,1、油品越轻，其沸点越低，则其闪点、燃点越低，但其自燃点却越高。 2、烷烃比芳香烃容易自燃，所以烷烃自燃点比较低，但其闪点比粘度相同

15、而含环烷烃和芳香烃较多的油品为高。,二、石 油 的 物 性,三、石 油 的 特 性,易蒸发,指标应用： a. 常利用蒸气压数据来衡量油品的蒸发损耗。 b. 过大的蒸气压将影响离心泵的吸人能力和机械密封的使用寿命。,温度升高 蒸气压增加,蒸气压的大小 反映了原油的蒸发能力,油气排放是个“油耗子” 全国每年损失过 10亿 摘自：中国环境报,研究表明，原油从开采到炼油厂再到用户，油气损耗率为3%， 2006年我国年原油产量约为1.8108吨，全国原油和成品油蒸发损耗量将达到540104吨以上，相当于一个中等油田和炼油厂的采炼量，直接经济损失38.5亿元。,一般原油损耗约占原油总产量的2%左右。,石油和天然气是不可再生的能源 。,2007年，中油辽河油田分公司的原油产量完成1206.1万吨. 辽河油田2008年生产原油1205万吨,油 气 损 耗,1、静储损失（大小呼吸） 2、装卸损失 3、不稳定排放,原油是烃类的混合物，原油中小分子烃C1-C4的存在导至其蒸气压大，容易挥发。,油 气 损