石油基础知识学习PPT教案.pptx
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1、1 1、石油的组成、石油的组成2 2、石油的性质、石油的性质3 3、石油的分类、石油的分类Clock1.swf无机论无机论,即石油是,即石油是由水和二氧化碳与金由水和二氧化碳与金属氧化物发生化学反属氧化物发生化学反应而生成的;应而生成的; 目前就石油的成因有两种说法:目前就石油的成因有两种说法: 有机论有机论,即数百万年前(或更早),即数百万年前(或更早),陆地上的陆地上的动、植物(有机体)动、植物(有机体)死亡后,随死亡后,随泥沙被河流带到盆地底部,形成有机淤泥,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
2、盖着,和空气隔绝,积下来,被泥沙层层覆盖着,和空气隔绝,在这种在这种缺氧缺氧的条件下,有机物通过细菌、的条件下,有机物通过细菌、温度、压力、催化剂等的作用,发生复杂温度、压力、催化剂等的作用,发生复杂的的物理化学变化物理化学变化,逐渐变成了石油。,逐渐变成了石油。目前就石油的成因有两种说法:目前就石油的成因有两种说法: 碳 (83% 87%) 氢(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
3、: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。有对石油处理及加有对石油处理及加工有害的,工有害的, 应尽应尽量除去量除去 石油是石油是混合物混合物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(石油在化学上是以(碳氢化合物碳氢化合物)为)为主体的主体的复杂混合物复杂混合物。(采油工初)(采油工初)?约占95% - 99% 2、石油化学成分组成 CHHHHC CHH HHHHCCCHHHHHHHHCCCCHHHHHHHHHH 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷CH2CH3CH2CH3正正丁丁烷烷CH CH3CH3CH
4、3异异丁丁烷烷一、石 油 的 组 成烷烃的通式CnH2n+2 石油是石油是混合物混合物一、石 油 的 组 成2、石油化学成分组成 CH3CH2CHCHCHCHCH2CH2CH3CHCH3CH3CH2CH2CH35-5-丙基丙基-4-4-异丙基异丙基烷烃烷烃 石油是石油是混合物混合物一、石 油 的 组 成2、石油化学成分组成 CH3CH2CHCH2CH3CH2CHCH2CHCH2CH3CH3CH33,7-3,7-二甲基二甲基-4-4-乙基乙基CHCHCHCH3CH2CHCH2CH2CH3CH3CH3CH3CH3烷烃烷烃 石油是石油是混合物混合物一、石 油 的 组 成2、石油化学成分组成 环烷烃环
5、烷烃CH3H3CCH3CH2CH2CHCH2CH3CH3CH2CH3环烷烃的通式环烷烃的通式 C Cn nH H2n2n 或或C Cn nH H2n-22n-2石油是石油是混合物混合物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,称为子量的复杂有机物,称为胶状沥青状胶状沥青状物质。物质。都是由碳、氢、都是由碳、氢、硫、氮、氧硫、氮、氧以及一些金属元以及一些金属元素组成的多环复杂化合物。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含量虽然只有原油非碳氢元素总含量虽然只有5%以下,但以下,但原油中非烃化合物的含量却
6、可以占到原油中非烃化合物的含量却可以占到5%50%。石油是石油是混合物混合物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,称为蜡石油是石油是混合物混合物2、石油化学成分组成 一、石 油 的 组 成天然气天然气成分成分1、颜色、颜色 由浅到深有白色、淡黄色、褐色、由浅到深有白色、淡黄色、褐色、黑黑绿色以至黑色。绿色以至黑色。与它的化学与它的化学成分和含量成分和含量有关有关表观性质含胶质和沥青越多含胶质和沥青越多的石油,颜色越深的石油,颜色越深二、石 油 的 物 性常温常压下大都为常温常压下大都为液态液态,在一定温度和压力下可在一
7、定温度和压力下可由液态变为由液态变为气态气态或或固态固态。与它的化学与它的化学成分和含量成分和含量有关有关2、气味:具有特殊气味具有特殊气味表观性质含硫和氮化合物越多的石油,气味越臭含硫和氮化合物越多的石油,气味越臭3、状态:二、石 油 的 物 性我国国家标准规定我国国家标准规定2020c c时密度为石油和液体石油产品时密度为石油和液体石油产品的的标准密度标准密度,以,以2020表示表示. . 如果是在其他温度下测得的密度称为视密度,用t表示 密密 度度 密度是单位体积内物质的质量密度是单位体积内物质的质量 ,单位为,单位为kg/ kg/ m m3 3或或g/cmg/cm3 3,常以符号,常以
8、符号 表示表示。 Vm质量指标用于评价原用于评价原油质量或油油质量或油品等级品等级二、石 油 的 物 性质量指标 标准密度标准密度2020与与视密度视密度t t的换算的换算1、通过公式换算2、通过图表查取)20(20tt二、石 油 的 物 性用于评价原用于评价原油质量或油油质量或油品等级品等级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)密密 度度 相对密度相对密度 相对密度是油品密度与规定相对密度是油品密度与规定温度下温度下水的密度之比的密度之比 。 td4204d一般石油的密度比一般石油的密度比水小,所以相对
9、密水小,所以相对密度小于度小于1,在,在0 .80.98之间之间 水油d二、石 油 的 物 性我国常以我国常以4c水的的密度作为基准密度作为基准4c水的密度:1000千克/米3或1克/厘米3 6 .156 .15d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相对密度 密度密度 与与温度、压力及组分的关系温度、压力及组分的关系1、温度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
10、小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 影响原油影响原油或油品输或油品输送的阻力送的阻力二、石 油 的 物 性粘度粘度 dydu粘度的表示粘度的表示a. a. 动力粘度动力粘度 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 表示流体表示流体的粘性大的粘性大小小 粘度粘度 粘度粘度 二、石 油 的 物 性b. b. 运动粘度运动粘度 =/ 国际单位:米2/秒,m2/s。物理单位:斯(托克斯),St:1 St=10-4 m2/s
11、 厘斯 ,cSt :1cSt=10-2St=10-6m2/s 粘度的表示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 粘度粘度 二、石 油 的 物 性c. c. 条件粘度条件粘度(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采用特定的粘度计在规定的条件下测出来的液体粘度。液体粘度。 利用经验公式,将利用经验公式,将恩氏粘度恩氏粘度换算成运动粘换算成运动粘度。度。粘度的表示粘度的表示 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,我国采用恩氏粘度恩氏粘度。流动性能指标 影响原油影响原油或油品输或油品输送的阻力送的阻力粘度的表
12、示粘度的表示a. 动力粘度(绝对粘度) b. c. b. 运动粘度 d. 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,在输油生产中, 常常测定的是原油的常常测定的是原油的运动粘度运动粘度。粘度粘度 二、石 油 的 物 性分类50粘度(mPas)稀油50000稠油分类稠油分类 超超稠稠油油特特稠稠油油普通稠油普通稠油粘度 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 水的比热容为水的比热容为4.18 4.18 KJ/kg KJ/
13、kg ,原油的比热大约为水的比热的一半,也就是,原油的比热大约为水的比热的一半,也就是2 2 KJ/kg KJ/kg ,波动范围大概是,波动范围大概是1.8-2.4.1.8-2.4.二、石 油 的 物 性比热容比热容 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失去流动性的最高温度最高温度称为凝点凝点。 低温性能指标 石油凝固的实质石油凝固的实质 a.a.粘温凝固粘温凝固b. b. 构造凝固构造凝固 我含蜡量高我含
14、蜡量高我是高凝油我是高凝油 含蜡少含蜡多二、石 油 的 物 性蜡蜡:常温下是固体的烃类,在原油中处于溶解状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。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 指在管道内壁上逐渐沉积了某一厚度的石蜡、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胶质、凝油、砂和其他机械杂质的混合物。 中一般都含有40
15、%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 性二、石 油 的 物 性 影响管壁结蜡强度的因素影响管壁结蜡强度的因素 :1 1、油温、油温2 2、油温与管壁的温差、油温与管壁的温差3. 3. 流速流速4 4、原油、原油( (流体流体) )的组成的组成5 5、管内壁的粗糙度、管内壁的粗糙度6 6、管道运行时间、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原油进站温度在析蜡高峰区之上之上34 温度
16、敏感性强温度敏感性强1、当原油温度高于析蜡点温度高于析蜡点时,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,严重限制了原油的流动,呈塑性流体。4、当油温低于凝点油温低于凝点时,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:原油常规分析的项目:包括密度,粘度,凝固点,包括密度,粘度,凝固点,含蜡,含胶,含水等含蜡,含胶,含水等二、石 油 的
17、 物 性我国原油大都是我国原油大都是“三高三高”原原油油 高凝点高凝点高含蜡高含蜡高粘度高粘度二、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。可燃物名称爆炸限(体积分数),%下限上限可燃气(甲烷)515汽油(原油)1.16煤油2.03.0氢9.566.3乙烯3.034苯1.49.5二、原 油 的 物 性危危险险爆炸极限 二、原 油 的 物 性爆炸极限 二、石 油 的 物 性危危险险下限越低,爆炸极限的范围越宽宽,物质越危险;易燃易爆物品:爆炸下限低于10%或者爆炸上、
18、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,油品越限的范围越宽,油品越危险危险。 可燃物名称爆炸限(体积分数),%下限上限可燃气(甲烷) 515汽油(原油)1.16煤油2.03.0氢9.566.3乙烯3.034苯1.49.5爆炸极限 二、石 油 的 物 性危危险险注意安全操作 注意注意设备的密闭性,设备的密闭性,严防空气进入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
19、条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(闪火时间气,当与火焰接触时能发生瞬间闪火(闪火时间少于少于5s5s)时的)时的最低温度最低温度。 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,燃烧起火的燃烧起火的可能性越大。油品燃烧等级油品燃烧等级闪点闪点 油品油品易燃易燃油品油品级级28 120 120 重柴油、润滑油等重柴油、润滑油等比闪点低17 左右的温度下倾倒油品才是安全的燃烧现象燃烧
20、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
21、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。 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一般原油损耗约占原油总产量的2%2%左右。左右。石油和天然石油和天然气是不可再气是不可再生的能源生的能源 。20072007年,中油辽河油田分公司的原油产量完成年,中油辽河油田分公司
22、的原油产量完成1206.11206.1万吨万吨. . 辽河油田2008年生产原油1205万吨 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原油是烃类的混合物,原油中小合物,原油中小分子烃分子烃C1-C4C1-C4的的存在导至其蒸气存在导至其蒸气压大,容易挥发。压大,容易挥发。一、静储损失一、静储损失1、 大呼吸损失:油罐收油或发油时,罐内气体必须经过机械呼吸阀呼出罐外或从罐外吸人空气。这个过程造成的油气损失称为油罐的大呼吸损失 。2、 小呼吸损失:当油静止储存在罐内时,因气温和大气压力的变化,使油品蒸发或冷凝,导致罐内气体空间压力达到呼吸阀所控制的数值时,呼吸阀就要动作,同
23、样也会有气体的呼出或吸入。这样造成的油气损失称为油罐的大呼吸损失 。 有资料表明:一座10000m3的地上金属油罐储存汽油一年,小呼吸损失可达117吨,损耗率为1.7%。 二、油槽车装卸损失二、油槽车装卸损失 防止装车损失的方法:防止装车损失的方法:是采用浸没式装车、密闭装车和设置油气回收设施。是采用浸没式装车、密闭装车和设置油气回收设施。一般飞溅式装车比浸没式装车损耗高二倍以上。一般飞溅式装车比浸没式装车损耗高二倍以上。三、不稳定排放三、不稳定排放指油田生产过程中的排气、排液以及阀门、法兰及设备等的泄漏。一、污浊环境空气和水资源;二、伤害人身健康、引发多种疾病;三、增加发生火灾和爆炸危险性;
24、四、降低油品质量技术指标;五、增大了油量损耗和经济损失。原油蒸发危害原油蒸发危害 化学成分组成:化学成分组成: C1-C4为气态 C5-C16为液态 C16以上的为固态,称为蜡原油蒸发内在原因原油蒸发内在原因 1 1、密闭脱水、密闭脱水2 2、原油稳定、原油稳定3 3、轻油回收、轻油回收4 4、密闭装卸和储存、密闭装卸和储存 减少原油中 C1-C4 组分 的含量。原油是烃类的混合原油是烃类的混合物,原油中小分子物,原油中小分子烃烃C1-C4C1-C4的存在导的存在导至其蒸气压大,容至其蒸气压大,容易挥发。易挥发。三、石 油 的 特 性 易产生静电 石油是导电率极低的绝缘非极性物质 当它沿管道流
25、动与管壁摩擦和在运输过程中与车、船上的罐、舱壁冲撞以及有油流的喷射、冲击,都会产生静电 。 静电火花静电火花 引起引起着火、爆炸着火、爆炸 防静电措施1 1、设置良好的静电导除装置;油罐汽车、火车油罐在装卸过程中,也要有相应、设置良好的静电导除装置;油罐汽车、火车油罐在装卸过程中,也要有相应的静电导除装置,严格控制流速,防止油料喷溅、冲击,尽量减少静电产生。的静电导除装置,严格控制流速,防止油料喷溅、冲击,尽量减少静电产生。2 2、对一切静电导除装置,定期进行检查和测定,保持良好的导除性能。、对一切静电导除装置,定期进行检查和测定,保持良好的导除性能。3 3、工作人员不穿容易产生静电的衣服、不
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