第1章石油

合集下载
  1. 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. 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. 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)。
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。
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)。
勘探石油的方法主要有地质法、物探法和钻探法三类。 http://www.tudou.com/programs/view/kKQYzFD2ch0/
1.地质法
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。
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。
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。
(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
1.2.1 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。
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。
大庆原油的主要特点是含蜡量高,凝点高,硫含量低, 属低硫石蜡基原油。
2.石油的馏分组成
馏分就是石油在分馏过程中所得到的蒸馏物。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。
(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 40 ~ 205℃范围。
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 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。
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。
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
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。
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。
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。
图1.5 我国30万吨油轮正在装油
1.3 石油的炼制过程
1.3.1石油的炼制方法
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。
(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。
图1.3 半潜式海上石油钻井平台
1.2.2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,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。
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。
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。
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。
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。
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自升式钻井平台
如图1.2所示,自
升式钻井平台由平台、
汽车运行的动力是怎么产生的? 又是怎么一步步地传到驱动轮上的呢?
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
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。
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
1.1.1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。
(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
1155..66
(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:
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
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。
1.1.2 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)。
石油的颜色非常丰富,
有红色、金黄色、墨绿色、
黑色、棕黑色、褐红色等等,
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。
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
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。
(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。
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。其中烷烃的百度文库量分数最大,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200~365℃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。
相关文档
最新文档