高酸值原油的化合物组成及成因
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2010 年第 20 期 内蒙古石油化工
1
Ξ
高酸值原油的化合物组成及成因
史玉玲1, 侯读杰1 , 窦立荣2 , 程顶胜3, 史 权4
(1. 中国地质大学 (北京) , 能源学院; 2. 中国石油天然气勘探开发公司; 3 . 中国 石油 勘探 开发 研究 院, 北京 100083; 4. 中国石油大学 ( 北京) 重质油国家重点实验室, 北京 102249)
收稿日期: 2010- 06 - 27 基金项目:“高酸值原油的酸性化合物组成与成因机理” 国 家自 然科 学基 金 (40972097 )
Biblioteka Baidu 2
内蒙古石油化工 2010 年第 20 期
生 成 的有 机酸 类主 要为 乙 酸 (M ack ienzie et al , 1983) , 随 着碳链 的增 长, 有 机酸的 含量 急剧降 低 (B ar th and B jo rlykke, 1993) 。 但因为这些短链酸容 易溶解于水 , 很容易分散到水相中, 因而他们不可能 是原油中高酸值的主要来源。 此外原油在成熟过程中 , 原油的酸值也会受到 一定的影响。 如对生物降解原油 , 如果热成熟作用 , 则可以造成不饱和脂肪酸含量的降解。 2. 2 生物降解�水洗作用对原油酸值的影响 对高酸值的原油分析表明 , 羧酸、 环烷酸可能是 影 响 原 油 酸 值 的 最 重 要 的 类 型 (M ackenzie , 1983) , 因为这些酸类很容易在储层中由生物降解作 用所形成 , 因而推测生物讲解作用可能是高酸值原 油 的 一 种 重 要 成 因。 JA FF E 和 GALLARDO ( 1993 ) , BA R TH 等 ( 1998 ) 对饱和脂肪酸进行 了研 究 , 发现该类化合物对酸值的影响比较有限。 但是, 人们普遍认为生物降解过程能够导致原 油的高酸 值, 尽管它 们的关系不 简单 ( 如B ehar 和 A lbrech t, 1994; J affe 和 Ga lla rdo, 1993; O lsen, 1998) , 在许多生物降解原油中, 生物降解时可以形 成新的酸性物质 , 或者非酸性化合物的优先降解, 均 可 能 导致酸 性 化合物 富 集的相 对 增加 (B eha r 和 A lbrech t, 1984) 。
Ξ
原油 的 TAN 值可以变化 很大, 可以从小于 0. 1 到 8m g �g。 前人已经根据原有的酸值对原油划分为四类 , 酸值ㄑ0. 5m g �g 的原油为低含酸原油或正常原油; 酸值为 0. 5～ 1. 0m g �g 的原油为含酸原油 , 这 类原 油一般是由海相原油经过一定的生物 降解之后形 成 , 或是陆相原生含酸原油 , 对炼油设备有直接的腐 蚀作用; 酸值为 1. 0 ～ 5. 0 m g �g 的原油为高酸值原 油 , 绝大部分是海相原油严重降解和陆相原油中度 降解的产物; 酸值 > 5. 0m g�g 的原油为特高酸值原 油 , 一般是陆相原油严重降解的产物。 1. 2 高酸值原油的化合物组成 国外高酸值原油的研究起步较早 , 但由于最早 被确定的是饱和环烷羧酸, 石油羧酸被认为为环烷 酸 (D erungs, 1956) 。 环烷酸的腐蚀问题是在二十世 纪二十年代罗马尼亚、 加利福尼亚和前苏联原油提 炼时 第一 次被 确定 的 (De rung s, 195 6) , L och te 和 L itm an (1955) 第一次对酸的结构进行了 专门的研 究 , 他们的研究随着时间的发展 , 越来越显得重要。 原油中有机酸经过了大量细致地分析和研究 , 原油中的羧酸按照环的结构可分为链状脂肪酸, 类 异戊二烯酸 , 单环环 烷酸, 多环环烷酸和 芳香羧酸 类。有时还可能包括无机酸。资料报道: 环烷酸约占 原油中全部有机酸的 50% [ 3]。因此一般环烷酸量用 中和值 ( 用酚酞做指示剂时 , 由滴定或电位滴定测定 中和1 克油所需要的氢氧化钾的毫克数) 的 1�2 来表 示。 另外一类影响原油酸值的化合物主要为低分子 量 的 烷 基 苯 酚 类 化 合 物。 例 如 Sam adova and G useinova ( 1993) 发现 A zerbaijan 高酸值原油中烷
摘 要: 随着人类社会不断的发展 , 社会对能源的需求也逐渐增加 , 而常规能源无法满足快速增长 的经济的需求, 所以近年来石油界对高酸值原油等非常规能源投入很高的兴趣。 原油酸值是表示原油中 酸性物质总含量的参数, 即中和 1g 原油所需要的 KOH 的数量。对世界大量原油酸值进行了调研, 并根 据酸值的大小将原油划分为正常原油、 含酸原油、 高酸值原油和特高酸值原油。 其中将酸值高于1m g� g 的原油称为高酸值原油, 其化合物组成复杂。 根据高酸值原油的成因 , 进一步划分出原生高酸值原油和 次生生物降解型高酸值原油。 关键词: 原油; 酸值; 高酸值; 成因; 生物降解 中图分类号: TE622 文献标识码: A 文章编号: 1006 —7981 ( 2010) 20— 0001— 04 在国际石油文献中 , 有关高酸值原油的报道始 于二十世纪中叶, 但对于高酸值原油的关注一直未 得到足够的重视。 随着世界经济的飞速发展 , 社会对 于能源的依赖性也越来越大 , 且需求量也越来越大; 然而石油与天然气是不可再生资源 , 经过一个多世 纪的开采, 一些常规能源的产量已经难以满足持续 增长的需求量 , 所以有必要对一些以往疏于开采的 重质、 高酸值原油等非常规能源进行深入研究。 另外 , 目前全球有上百种原油价格。 原油的密度 和含硫量可以造成原油价格差异 , 但是原油的酸值 也是造成原油价值大大降低的一个重要原因。 原油 酸值的高低会直接影响原油加工的成本。 鉴于原油 及其产品中酸性物质的存在 , 高酸值原油的生产、 运 输和炼制等正越来越引起世界石油工业界的关注。 2005 年 5 月9 至 10 日在新加坡召开了全球第一届高 酸值原油 “挑战和新的机遇” 国际会议 [1 ]。 因此 , 为了 更好地认识高酸值原油 , 本文对高酸值原油的化合 物组成和成因进行了探讨, 并论述了其分布特征。 1 高酸值原油的定义及化合物组成 高酸值原油是根据原油酸值的高低命名的。 原 油酸性物质包括有机酸、 无机酸及一些影响酸性的 化合物 ( 如酯类、 酚类、 胺类和吡咯类等 ) 。其中有机 酸主要为羧酸 , 包括脂肪酸和环烷酸[ 1 ]。 1. 1 高酸值原油的定义 原油酸值是表示原油中的酸性物质总含量的参 数, 指原油的测量的酸值 ( tot al acid num ber, TAN ) 以中和 1g 原油所用的 KOH 毫克数 ( M il ligram s) [2 ]。 根据工业标准通常把 TAN 大于 0. 5 毫克�克原油称 为高酸值原油; 这类原油在储存、 运输和加工过程中 造成设备腐蚀 , 从而影响原油的质量。 据全球报道,
1
Ξ
高酸值原油的化合物组成及成因
史玉玲1, 侯读杰1 , 窦立荣2 , 程顶胜3, 史 权4
(1. 中国地质大学 (北京) , 能源学院; 2. 中国石油天然气勘探开发公司; 3 . 中国 石油 勘探 开发 研究 院, 北京 100083; 4. 中国石油大学 ( 北京) 重质油国家重点实验室, 北京 102249)
收稿日期: 2010- 06 - 27 基金项目:“高酸值原油的酸性化合物组成与成因机理” 国 家自 然科 学基 金 (40972097 )
Biblioteka Baidu 2
内蒙古石油化工 2010 年第 20 期
生 成 的有 机酸 类主 要为 乙 酸 (M ack ienzie et al , 1983) , 随 着碳链 的增 长, 有 机酸的 含量 急剧降 低 (B ar th and B jo rlykke, 1993) 。 但因为这些短链酸容 易溶解于水 , 很容易分散到水相中, 因而他们不可能 是原油中高酸值的主要来源。 此外原油在成熟过程中 , 原油的酸值也会受到 一定的影响。 如对生物降解原油 , 如果热成熟作用 , 则可以造成不饱和脂肪酸含量的降解。 2. 2 生物降解�水洗作用对原油酸值的影响 对高酸值的原油分析表明 , 羧酸、 环烷酸可能是 影 响 原 油 酸 值 的 最 重 要 的 类 型 (M ackenzie , 1983) , 因为这些酸类很容易在储层中由生物降解作 用所形成 , 因而推测生物讲解作用可能是高酸值原 油 的 一 种 重 要 成 因。 JA FF E 和 GALLARDO ( 1993 ) , BA R TH 等 ( 1998 ) 对饱和脂肪酸进行 了研 究 , 发现该类化合物对酸值的影响比较有限。 但是, 人们普遍认为生物降解过程能够导致原 油的高酸 值, 尽管它 们的关系不 简单 ( 如B ehar 和 A lbrech t, 1994; J affe 和 Ga lla rdo, 1993; O lsen, 1998) , 在许多生物降解原油中, 生物降解时可以形 成新的酸性物质 , 或者非酸性化合物的优先降解, 均 可 能 导致酸 性 化合物 富 集的相 对 增加 (B eha r 和 A lbrech t, 1984) 。
Ξ
原油 的 TAN 值可以变化 很大, 可以从小于 0. 1 到 8m g �g。 前人已经根据原有的酸值对原油划分为四类 , 酸值ㄑ0. 5m g �g 的原油为低含酸原油或正常原油; 酸值为 0. 5～ 1. 0m g �g 的原油为含酸原油 , 这 类原 油一般是由海相原油经过一定的生物 降解之后形 成 , 或是陆相原生含酸原油 , 对炼油设备有直接的腐 蚀作用; 酸值为 1. 0 ～ 5. 0 m g �g 的原油为高酸值原 油 , 绝大部分是海相原油严重降解和陆相原油中度 降解的产物; 酸值 > 5. 0m g�g 的原油为特高酸值原 油 , 一般是陆相原油严重降解的产物。 1. 2 高酸值原油的化合物组成 国外高酸值原油的研究起步较早 , 但由于最早 被确定的是饱和环烷羧酸, 石油羧酸被认为为环烷 酸 (D erungs, 1956) 。 环烷酸的腐蚀问题是在二十世 纪二十年代罗马尼亚、 加利福尼亚和前苏联原油提 炼时 第一 次被 确定 的 (De rung s, 195 6) , L och te 和 L itm an (1955) 第一次对酸的结构进行了 专门的研 究 , 他们的研究随着时间的发展 , 越来越显得重要。 原油中有机酸经过了大量细致地分析和研究 , 原油中的羧酸按照环的结构可分为链状脂肪酸, 类 异戊二烯酸 , 单环环 烷酸, 多环环烷酸和 芳香羧酸 类。有时还可能包括无机酸。资料报道: 环烷酸约占 原油中全部有机酸的 50% [ 3]。因此一般环烷酸量用 中和值 ( 用酚酞做指示剂时 , 由滴定或电位滴定测定 中和1 克油所需要的氢氧化钾的毫克数) 的 1�2 来表 示。 另外一类影响原油酸值的化合物主要为低分子 量 的 烷 基 苯 酚 类 化 合 物。 例 如 Sam adova and G useinova ( 1993) 发现 A zerbaijan 高酸值原油中烷
摘 要: 随着人类社会不断的发展 , 社会对能源的需求也逐渐增加 , 而常规能源无法满足快速增长 的经济的需求, 所以近年来石油界对高酸值原油等非常规能源投入很高的兴趣。 原油酸值是表示原油中 酸性物质总含量的参数, 即中和 1g 原油所需要的 KOH 的数量。对世界大量原油酸值进行了调研, 并根 据酸值的大小将原油划分为正常原油、 含酸原油、 高酸值原油和特高酸值原油。 其中将酸值高于1m g� g 的原油称为高酸值原油, 其化合物组成复杂。 根据高酸值原油的成因 , 进一步划分出原生高酸值原油和 次生生物降解型高酸值原油。 关键词: 原油; 酸值; 高酸值; 成因; 生物降解 中图分类号: TE622 文献标识码: A 文章编号: 1006 —7981 ( 2010) 20— 0001— 04 在国际石油文献中 , 有关高酸值原油的报道始 于二十世纪中叶, 但对于高酸值原油的关注一直未 得到足够的重视。 随着世界经济的飞速发展 , 社会对 于能源的依赖性也越来越大 , 且需求量也越来越大; 然而石油与天然气是不可再生资源 , 经过一个多世 纪的开采, 一些常规能源的产量已经难以满足持续 增长的需求量 , 所以有必要对一些以往疏于开采的 重质、 高酸值原油等非常规能源进行深入研究。 另外 , 目前全球有上百种原油价格。 原油的密度 和含硫量可以造成原油价格差异 , 但是原油的酸值 也是造成原油价值大大降低的一个重要原因。 原油 酸值的高低会直接影响原油加工的成本。 鉴于原油 及其产品中酸性物质的存在 , 高酸值原油的生产、 运 输和炼制等正越来越引起世界石油工业界的关注。 2005 年 5 月9 至 10 日在新加坡召开了全球第一届高 酸值原油 “挑战和新的机遇” 国际会议 [1 ]。 因此 , 为了 更好地认识高酸值原油 , 本文对高酸值原油的化合 物组成和成因进行了探讨, 并论述了其分布特征。 1 高酸值原油的定义及化合物组成 高酸值原油是根据原油酸值的高低命名的。 原 油酸性物质包括有机酸、 无机酸及一些影响酸性的 化合物 ( 如酯类、 酚类、 胺类和吡咯类等 ) 。其中有机 酸主要为羧酸 , 包括脂肪酸和环烷酸[ 1 ]。 1. 1 高酸值原油的定义 原油酸值是表示原油中的酸性物质总含量的参 数, 指原油的测量的酸值 ( tot al acid num ber, TAN ) 以中和 1g 原油所用的 KOH 毫克数 ( M il ligram s) [2 ]。 根据工业标准通常把 TAN 大于 0. 5 毫克�克原油称 为高酸值原油; 这类原油在储存、 运输和加工过程中 造成设备腐蚀 , 从而影响原油的质量。 据全球报道,