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使油气井中采出的油、气、水等混合流体,在矿 场进行分离和初步处理,获得尽可能多的油气产品。
开采出来的原油要通过管道、油槽车或者油轮输 送到炼油厂进行进一步的精炼。管道输送由于效率高、 输送量大而应用广泛,但其初次投资额度也大。
如果油田和油井位于海上,也可以使用大型油轮 进行输送。
图1.5为我国30万吨油轮正在装油的工作照片。
(3)润滑油馏分
润滑油馏分为在分馏塔下部得到的重质馏分,蒸 发温度一般在350~500℃范围。
馏分中含的正构烷烃碳原子数多为20~36,异 构烷烃碳原子数稍多,环烷烃和芳香烃环数多为三 环以上。其中环烷烃的质量分数较大,约占40%。
3.石油的分类
一般按下列依据对石油进行分类。
(1)按原油的密度分类 轻质原油 密度小于0.878g/cm3; 中质原油 密度介于0.878~0.884g/cm3之间; 重质原油 密度大于0.884g/ cm3。
往往占总投资的50%。一个油气田的开发应根据油田 开发规划钻井,对于开采、观察和控制等不同目的的 井(如生产井、注入井、观察井及专为检查水洗油效 果的检查井)有不同的技术要求。
3.采油工程
采油工程是把油、气在油井中从井底举升到井口 的整个过程的工艺技术过程。油气的上升可以依靠地 层的能量自喷也可以依靠抽油泵、气举等人工增补的 能量举升到井口。
游梁式抽油机
是油田广泛应用的 抽油设备,如图 1.4所示。由于游 梁式抽油机在工作 中,游梁和驴头不 断仰俯摆动,状似 磕头,故游梁式抽 油机俗称“磕头 机”。
图1.4 游梁式抽油机(俗称“磕头机”)
4.油气集输工程
将油田各油井生产的原油和油田气进行收集、分 离、处理、计量和储存,并分别输送至矿场油库式外 输油站和压气站。
所用钻机主要分为回转式与冲击式两种。
钻井平台(drilling platform)是主要用于钻探 井的海上结构物。上装钻井、动力、通讯、导航等 设备,以及安全救生和人员生活设施。
钻井平台是海上油气勘探开发不可缺少的手段, 主要有自升式和半潜式钻井平台。
①自升式钻井平

如图1.2
所示,自升式钻
井平台由平台、
图18减压蒸馏流程图减压蒸馏流程图首先将常压蒸馏塔底流出的重油通过油泵送入加热炉中加热至400以上然后送入减压蒸馏塔中塔内保持133pa的压力使重油蒸发成气体并在减压蒸馏塔中蒸发到相应部位后进行冷却于是在减压塔的不同高度即可获得不同的馏分从上至下依次是轻质润滑油馏分中质润滑油馏分和重质润滑油馏分最后从减压蒸馏塔底部流出的是减压渣油
(6)按关键馏分特性分类
按关键馏分特性可把原油分为七类,即石蜡基 原油、石蜡-中间基原油、中间-石蜡基原油、中间基 原油、中间-环烷基原油、环烷-中间基原油和环烷基 原油。
1.2 石油的勘探和开采
石油勘探
所谓石油勘探,是指为了寻找和查明油气资源, 而利用各种勘探手段了解地下的地质状况,认识生油、 储油、油气运移、聚集、保存等条件,综合评价含油 气远景,确定油气聚集的有利地区,找到储油气的圈 闭,并探明油气田面积,搞清油气层情况和产出能力 的过程。
重油馏分由塔底部流出后再进入减压蒸馏系统。
以上通过直接蒸馏得到的石油馏分,通常称为直 馏产品。
直馏产品主要是由烷烃和环烷烃组成,一般不含 或含很少量的不饱和烃,所以它的性质比较安定, 不易氧化变质,适于长期贮存。
2)减压蒸馏
减压蒸馏是利用物质的沸点随外界压力减小而
图1.5 我国30万吨油轮正在装油
1.3 石油的炼制过程
石油的炼制方法
石油是十分复杂的混合物,不能直接使用,需 送到炼油厂进行炼制,生产出符合质量要求的石油 产品,才能满足各方面的使用需要。
常用的石油炼制方法有:常压蒸馏、减压蒸馏、 热裂化、催化裂化、加氢裂化、催化重整、烷基化、 延迟焦化等。
一般来说,无论哪种加工工艺,原油中的轻质组 分首先分离出来,如首先是石油气、汽油,然后是中 间基组分,如煤油柴油,然后是重质组分,如燃料油、 沥青质等,大体的生产过程如图1.6所示。
石蜡基原油
特性因数K=12.1~12.9,其特点是含蜡量较高, 凝点较高,密度较小,直馏汽油的辛烷值较低,直馏 柴油的十六烷值较高,制得的润滑油粘温性能较好;
中间基原油
特性因数K=11.5~12.1,其特点是含有一定数 量的烷烃、环烷烃和芳香烃,性质介于石蜡基原油 和环烷基原油之间;
环烷基原油
特性因数K=10.5~11.5,其特点是含有较多的 环烷烃,凝点较低,密度较大,直馏汽油的辛烷值较 高,直馏柴油的十六烷值较低,制得的润滑油粘温性 能较差。
组成石油的化学元素主要是碳 (83% ~ 87%)、 氢(11% ~ 14%),其余为硫(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)。
除个别油田外,原油中汽油馏分较少,渣油占 1/3。组成不同类的石油,加工方法有差别,产品的 性能也不同,应当物尽其用。
常压蒸馏流程如图1.7所示,首先将石油用油泵 打入加热炉,加热到350~360℃,然后送入常压蒸 馏塔中。
1.7

常 压 蒸 馏 流 程 图
石油中各馏分根据自己的沸点和蒸发能力分别到 达蒸馏塔相应部位。如轻馏分,沸点低,蒸发性好, 能上升到塔顶部位;重馏分,沸点高,蒸发性差,只 能留于塔的下部。
于是,在蒸馏塔中,由上至下,馏分逐渐变重, 依次是:塔顶部位的石油气体;塔上部的汽油馏分; 塔中部的煤油馏分;塔下部的轻柴油馏分;再下部 的重柴油馏分;以及塔底部的重油馏分。
(4)按胶含量分类 低胶原油 胶的质量分数小于17%; 含胶原油 胶的质量分数介于18%~35%之间; 多胶原油 胶的质量分数大于35%。
(5)按特性因数分类
特性因数为
1.263 T
K
15.6 15.6
(1-1)
式中,K为特性因数;T为原油馏分的平均沸点, 以热力学温度(K)表示。
原油按特性因数大小分:
勘探石油的方法主要有地质法、物探法和钻探法 三类。
1.地质法
它通过观测、研究裸露在地面的地层、岩石, 对地质资料进行分析综合,了解一个地区有无生成 油气和储存油气的条件,最后提出对该地区的含油 气评价,指出有利地区。有时在岩石裸露的地区, 也可能直接发现油气储藏。
2.物探法
在地表为松散沉积或沙漠覆盖的地区,被海水 覆盖的海洋上,地面和海面上看不到岩石,地质法 就受到了很大的限制,此时就要应用物探方法。
(2)按硫含量分类 低硫原油 硫的质量分数低于0.5%; 含硫原油 硫的质量分数介于0.5%~2.0%之间; 高硫原油 硫的质量分数大于2.0%。
我国原油多为低硫原油。
(3)按蜡含量分类 低蜡原油 凝点低于-16℃; 含蜡原油 凝点介于-15℃~20℃之间; 多蜡原油 凝点大于21℃。
凝点的测定是从石油中取出某一馏分,其粘度为 53mm2/s(50℃),然后测其凝点。
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第1章 石油
教学提示:石油是重要的能源之一,按分馏过程,石 油的馏分组成通常分为汽油馏分、煤油馏分、柴油馏 分和润滑油馏分等。
常用的石油炼制方法有常压蒸馏、减压蒸馏、热 裂化、催化裂化、加氢裂化、催化重整、烷基化、延 迟焦化等。
教学要求:本章主要介绍石油的组成与分类、石油的 勘探和开采、石油的炼制过程。重点内容是石油的组 成、分类以及石油的炼制过程。
要求学生了解石油的分类、石油的勘探和开采方 法,熟悉常用的石油炼制方法,掌握石油的馏分组成。
1.1 石油概况
石油的形貌与成因
1.石油的形貌 石油又称原油,是从地下深处开采的、具有特殊
气味的可燃粘稠液体,主要是各种烷烃、环烷烃、 芳香烃的混合物。
石油的颜色非常丰富,
有红色、金黄色、墨绿
色、黑色、棕黑色、褐
大庆原油的主要特点是含蜡量高,凝点高,硫含 量低,属低硫石蜡基原中所得到的蒸馏物。 石油是个多组分的复杂的混合物。在研究石油的组成 时,通常按沸点高低切割成几个馏分。
按分馏过程,石油的馏分组成通常分为汽油馏分、 煤油馏分、柴油馏分和润滑油馏分等。
但这里的汽油馏分、煤油馏分、柴油馏分和润滑 油馏分不等同于汽油、煤油、柴油和润滑油等石油产 品,要想得到各馏分所对应的石油产品,必须对相应 的馏分进行再加工。
物探法是根据地质学和物理学的原理,利用电子 学和信息论等领域的新技术,建立起来的一种较新的 勘探石油方法。
利用各种物理仪器,观测地壳上的各种物理现象, 从而推断、了解地下的地质构造特点,寻找可能的 储油构造。
现代应用于石油勘探的主要物探方法有重力勘探、 磁法勘探、电法勘探、地震勘探等方法。
1)重力勘探
①无机论 即石油是在基性岩浆中形成的。
无机论认为,石油来源于地幔,是地幔沿着地壳 裂隙上涌过程中的衍生物,是地幔发生热膨胀时,在 特定的环境中形成的一种新物质形态。
②有机论 有机论认为,各种有机物如动物、植物、 特别是低等的动植物像藻类、细菌、蚌壳、鱼类等死 后埋藏在不断下沉缺氧的海湾、泻湖、三角洲、湖泊 等地,经过复杂的物理化学作用,最后逐渐形成为石 油。
不同产地的石油中,各种烃类的结构和所占比例 相差很大,但主要属于烷烃、环烷烃、芳香烃三类。
通常以烷烃为主的石油称为石蜡基石油;以环 烷烃、芳香烃为主的称环烃基石油;介于二者之间 的称中间基石油。
我国主要原油的特点是含蜡较多,凝固点高,硫 含量低, 镍、氮含量中等,钒含量极少。
石油的性质因产地而异,密度为0.8 ~ 1.0 g/cm3, 粘度范围很宽,凝固点差别很大(30 ~ -60°C), 沸点范围为常温到500°C以上,可容于多种有机溶 剂,不溶于水,但可与水形成乳状液。
图1.3 半潜式海上石油钻井平台
石油的开采
石油开采工程主要包括测井工程、钻井工程、采 油工程和油气集输工程4个方面。
1.测井工程
即在井筒中应用地球物理方法,把钻过的岩层和 油气藏中的原始状况和发生变化的信息,通过电缆传 到地面,据以综合判断,确定应采取的技术措施。
2.钻井工程 在油气田开采中,钻井工程占有十分重要的地位,
2)磁法勘探
3)电法勘探
4)地震勘探
3.钻探法
利用物探方法寻找到的地质构造是不是储存了油 气,还需要通过钻探才能确定。
钻探是地质勘探工作中的一项重要技术手段。
用钻机从地表向下钻进,在地层中形成圆柱形钻 孔,以鉴别和划分地层。可从钻孔中不同深度处取得 岩心、矿样、土样进行分析研究,用以测定岩石和土 层的物理、力学性质和指标,提供设计需要。
(1)汽油馏分
汽油馏分为在分馏塔上部得到的轻质馏分,蒸发 温度一般在35~200℃范围。
汽油馏分中含的正构烷烃碳原子数多为5~11, 异构烷烃碳原子数稍多,环烷烃和芳香烃多为单环。 其中烷烃的质量分数最大,约占50%。
(2)煤油馏分与柴油馏分
煤油馏分与柴油馏分为在分馏塔中部得到的中 质馏分,蒸发温度一般在200~350℃范围。馏分中 含的正构烷烃碳原子数多为11~20,异构烷烃碳原 子数稍多,环烷烃和芳香烃环数增多,除单环外,还 有双环和三环的。
红色等等,甚至还有透
明的石油。图1-1是透明
和黑色石油的实物照片。 a)透明的石油
b)黑色的石油
图1-1 石油的颜色
石油的颜色取决于它本身所含胶质、沥青质的含 量,含的越高颜色越深。石油的颜色越浅其油质越好, 透明的石油可直接加在汽车油箱中代替汽油。
2.石油的成因
目前,在石油地质学界有关石油的成因一直存在 着激烈的争论。比较有代表性的有无机论和有机论两 种学说。
图1.6 石油分馏生产过程示意图
1.常减压蒸馏
1)常压蒸馏
常压蒸馏是根据组成石油的各类烃分子的沸点不 同,利用加热、蒸发、冷凝等步骤对石油进行的直接 分馏。
常压蒸馏一般将石油分割成沸点范围为35~200℃ 的汽油馏分,175~300℃的煤油馏分,200~350℃ 的柴油馏分,350℃以上的润滑油或裂化原料馏分等 组分。
桩腿和升降机构
组成,平台能沿
桩腿升降,一般
无自航能力。
a)渤海8号自升式海上石油钻井平台 b) 南海2号自升式海上石油钻井平台
图1.2 自升式海上石油钻井平台
②半潜式钻井平台 如图1.3所示,半潜式钻井平台 上部为工作甲板,下部为两个下船体,用支撑立柱连 接。
a ) GM4000半潜式海上石油钻井平台 b ) D90半潜式海上石油钻井平台
石油的成分与分类
1.石油的成分
石油的成分主要有:油质(这是其主要成分)、 胶质(一种粘性的半固体物质)、沥青质(暗褐色或 黑色脆性固体物质)、碳质(一种非碳氢化合物)。
由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部 分,约占95% ~ 99%,含硫、 氧、氮的化合物对石 油产品有害,在石油加工中应尽量除去。
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