天然气原油基础知识精品文稿.ppt
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1、第1页,本讲稿共21页石油和天然气基础知识石油和天然气基础知识 天然石油即原油,一般情况下呈棕色、褐色,含轻馏分量大的原油呈绿色,含重馏分大的原油呈黑色,也有的地方原油是其它颜色的;在常温下是一种呈流动或半流动的液体。它常与天然气并存,相对密度小于1,是一种多组分的复杂混合物。原油经过加工炼制,能得到汽油、煤油、柴油、润滑油等各种石油产品。原油是一种重要的能源,在现代生活中,原油及其产品已成为国防、科技、工农业、交通、人民生活等各个方面必不可少的资源。2第2页,本讲稿共21页石油的组成与分类石油的组成与分类一、石油的组成一、石油的组成一、石油的组成一、石油的组成 石油是一种粘稠液体,具有可燃性
2、,在一石油是一种粘稠液体,具有可燃性,在一石油是一种粘稠液体,具有可燃性,在一石油是一种粘稠液体,具有可燃性,在一定温度条件下,可以从液态变为固态。从化学定温度条件下,可以从液态变为固态。从化学定温度条件下,可以从液态变为固态。从化学定温度条件下,可以从液态变为固态。从化学组成来说,原油主要由碳、氢两种元素构成,组成来说,原油主要由碳、氢两种元素构成,组成来说,原油主要由碳、氢两种元素构成,组成来说,原油主要由碳、氢两种元素构成,碳、氢两种元素约占石油总量的碳、氢两种元素约占石油总量的碳、氢两种元素约占石油总量的碳、氢两种元素约占石油总量的95%99%95%99%,其中碳占其中碳占其中碳占其中
3、碳占84%85%84%85%,氢占,氢占,氢占,氢占12%14%12%14%,此外,此外,此外,此外,还含有少量的硫、氧及微量的磷、钒、钾、还含有少量的硫、氧及微量的磷、钒、钾、还含有少量的硫、氧及微量的磷、钒、钾、还含有少量的硫、氧及微量的磷、钒、钾、镍、硅、钙、镁、钠等元素。原油中的这些镍、硅、钙、镁、钠等元素。原油中的这些镍、硅、钙、镁、钠等元素。原油中的这些镍、硅、钙、镁、钠等元素。原油中的这些无际元素不是呈游离态,而结合成不同的化无际元素不是呈游离态,而结合成不同的化无际元素不是呈游离态,而结合成不同的化无际元素不是呈游离态,而结合成不同的化合物而存在,多以烃类为主。合物而存在,多以
4、烃类为主。合物而存在,多以烃类为主。合物而存在,多以烃类为主。我们把由碳和氢组成的化合物称为烃,原油我们把由碳和氢组成的化合物称为烃,原油我们把由碳和氢组成的化合物称为烃,原油我们把由碳和氢组成的化合物称为烃,原油95%95%以上都是由碳和氢组成的,所以说原油以上都是由碳和氢组成的,所以说原油以上都是由碳和氢组成的,所以说原油以上都是由碳和氢组成的,所以说原油主要是烃类组成的。主要是烃类组成的。主要是烃类组成的。主要是烃类组成的。3第3页,本讲稿共21页二、石油的分类二、石油的分类1 1、按石油的相对密度大小分类、按石油的相对密度大小分类、按石油的相对密度大小分类、按石油的相对密度大小分类2
5、2、按含硫量分类、按含硫量分类、按含硫量分类、按含硫量分类3 3、按含氮量分、按含氮量分、按含氮量分、按含氮量分4 4、按含蜡量分、按含蜡量分、按含蜡量分、按含蜡量分5 5、按胶质含量分、按胶质含量分、按胶质含量分、按胶质含量分石油的组成与分类石油的组成与分类轻质原油:轻质原油:轻质原油:轻质原油:d415.60.830d415.60.966d415.60.966低硫石油:含硫量低硫石油:含硫量低硫石油:含硫量低硫石油:含硫量小于小于小于小于0.5%0.5%含硫石油:含硫量含硫石油:含硫量含硫石油:含硫量含硫石油:含硫量为为为为0.5%2.0%0.5%2.0%高硫石油:含硫量高硫石油:含硫量高
6、硫石油:含硫量高硫石油:含硫量大于大于大于大于2.0%2.0%低氮石油:含氮低氮石油:含氮低氮石油:含氮低氮石油:含氮量小于量小于量小于量小于0.25%0.25%高氮石油:含氮高氮石油:含氮高氮石油:含氮高氮石油:含氮量大于量大于量大于量大于0.25%0.25%低蜡石油:含蜡量为低蜡石油:含蜡量为低蜡石油:含蜡量为低蜡石油:含蜡量为0.5%2.5%0.5%2.5%含蜡石油:含蜡量为含蜡石油:含蜡量为含蜡石油:含蜡量为含蜡石油:含蜡量为2.5%10%2.5%10%高蜡石油:含蜡量大于高蜡石油:含蜡量大于高蜡石油:含蜡量大于高蜡石油:含蜡量大于10%10%低胶石油:胶质含量小于低胶石油:胶质含量小
7、于低胶石油:胶质含量小于低胶石油:胶质含量小于5%5%含胶石油:胶质含量为含胶石油:胶质含量为含胶石油:胶质含量为含胶石油:胶质含量为5%15%5%15%多胶石油:胶质含量大于多胶石油:胶质含量大于多胶石油:胶质含量大于多胶石油:胶质含量大于15%15%4第4页,本讲稿共21页石油的主要性质石油的主要性质石油的物理性质包括石油的物理性质包括颜色颜色、气味气味、沸点范沸点范围围、相对密度相对密度、粘粘度度、凝点凝点、闪点闪点、含含碳量碳量、含硫量含硫量等。等。一、表观特性一、表观特性一、表观特性一、表观特性颜色:棕色、暗绿色、黄褐色或黑色,常有蓝色荧颜色:棕色、暗绿色、黄褐色或黑色,常有蓝色荧颜
8、色:棕色、暗绿色、黄褐色或黑色,常有蓝色荧颜色:棕色、暗绿色、黄褐色或黑色,常有蓝色荧光。光。光。光。气味:具有特殊气味,含胶质和沥青越多的石油,颜色气味:具有特殊气味,含胶质和沥青越多的石油,颜色气味:具有特殊气味,含胶质和沥青越多的石油,颜色气味:具有特殊气味,含胶质和沥青越多的石油,颜色越深,气味越浓;含硫和氮化合物越多,气味越臭。越深,气味越浓;含硫和氮化合物越多,气味越臭。越深,气味越浓;含硫和氮化合物越多,气味越臭。越深,气味越浓;含硫和氮化合物越多,气味越臭。流动性:随温度的变化而变化,在一定温度条件下,流动性:随温度的变化而变化,在一定温度条件下,流动性:随温度的变化而变化,在
9、一定温度条件下,流动性:随温度的变化而变化,在一定温度条件下,可以由液态变为固态。可以由液态变为固态。可以由液态变为固态。可以由液态变为固态。相对密度:一般小于相对密度:一般小于相对密度:一般小于相对密度:一般小于1 1,多数在,多数在,多数在,多数在0.80.980.80.98之间,之间,之间,之间,能漂浮在水面上,并能与水形成不同类型的油水能漂浮在水面上,并能与水形成不同类型的油水能漂浮在水面上,并能与水形成不同类型的油水能漂浮在水面上,并能与水形成不同类型的油水乳化液。乳化液。乳化液。乳化液。其它:具有可燃性和挥发性。其它:具有可燃性和挥发性。其它:具有可燃性和挥发性。其它:具有可燃性和
10、挥发性。5第5页,本讲稿共21页二、密度与相对密度1、密度物体单位体积内所具有的质量,称为密度,以表示;式中:m物体的质量,kg;V 物体的体积,m3;物体的密度,kg/m3。原油随温度的升高体积变大,密度减小。但温度不变压力升高 时,原油的密度变化却很小。石油的主要性质石油的主要性质石油的主要性质石油的主要性质6第6页,本讲稿共21页石油的主要性质石油的主要性质 2、相对密度 某物体的密度与4纯水的密度之比称为物体的相对密度,用符号d4t表示。因为原油的密度是随温度的变化而变化的,所以常把20时原油的相对密度作为标准相对密度,再由以下公式换算成其它温度下的相对联密度。d4t=d420-t(t
11、-20)式中:d4t需要换算的相对密度 d42020油的密度与同体积下4 水的密度之比;t需要换算的油温;t原油体积膨胀系数。7第7页,本讲稿共21页三、粘度液体分子间作相对运动时与固体作相对运动时一样,会产生摩擦阻力。这种液体的内摩擦现象,通常用粘度表示。粘度的大小直接影响管道输送原油(天然气)时所需的动力。特别是石油运动速度较低,液体处于层流状态时,管线压降与石油粘度成正比,若采取必要的降粘措施(如升高温度),对集输石油是十分有利的。流体的粘度有三种表示方法:绝对粘度(动力粘度)、运动粘度及相对粘度。在实际生产中,较多地使用运动粘度。石油的主要性质石油的主要性质8第8页,本讲稿共21页四、
12、凝固点石油在一定条件下,停止流动的最高温度称为石油的凝固点。一般含蜡量越高,凝固点越高;含蜡量越低,凝固点越低。凝固的主要原因是蜡的结晶。由于不同石油含蜡量不同,其凝固点也有所不同,有的高达30以上。石油的主要性质石油的主要性质石油的主要性质石油的主要性质9第9页,本讲稿共21页五、闪点、燃点、自燃点和爆炸极限1、闪点闪点是表示油品蒸发倾向和安全性能的指标。油品试样,在规定的条件下加热,油品的蒸气与周围空气混合后的浓度达到一定量时,以火焰接近能自行闪火并又立即熄灭的最低温度为该油品的闪点。不同原油有不同的闪点。一般在20-100之间。根据油品闪点的高低可以鉴别油品的易燃着火程度。按油品组别不同
13、,在储存及运输过程中应采取不同的防火安全措施。2、燃点油品在规定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5秒的最低温度称为该油品的燃点。3、自燃点外界无火焰,油品在空气中开始自行燃烧的最低温度,称为该油品的自燃点。4、爆炸极限当石油蒸气或可燃气体与空气混合,达到一定的浓度范围时,一旦接触火源,这种混合气体就会剧烈燃烧,发生爆炸,混合气产生爆炸时油品蒸气或可燃气体在混合气中的最低比例称为爆炸下限,其最高比例称为爆炸上限。爆炸上限和下限间的浓度范围称为石油蒸气或可燃气体的爆炸极限。为了安全起见,油品库存和运输时所生成的油气混合物应在爆炸极限以外,这样接触火苗时才不至发生闪火
14、爆炸。石油的主要性质石油的主要性质10第10页,本讲稿共21页六、蒸气压六、蒸气压油品的蒸气压是衡量其挥发性的重要指标。它是在一定温度下,该油品蒸气与液相成平衡状态时所产生的压力,单位帕(Pa),油品饱和蒸气压的大小决定于油品性质和温度,与气体空间大小以及是否存在空气无关。原油是各种碳氢化合物组成的混合物,它的某一条件下的蒸气压,等于该条件下它的组分饱和分压之和。原油中含有大量易挥发的低分子碳氢化合物,由于这些组分的蒸发损失,将使原油的数量减少,质量变差。因此,在油气集输过程中,应防止原油的蒸发损耗。石油的主要性质石油的主要性质11第11页,本讲稿共21页七、毒性原油及油品蒸气对人的机体产生的
15、有害作用,称为毒性。石油及石油产品毒性,因其化学结构、蒸发快慢不同而不同。不饱和烃、芳香烃和易蒸发的油品比饱和烃和不易蒸发的油品的毒害程度大。油品对人体的毒害主要表现在蒸发气体上。它通过人体呼吸道、消化道、皮肤三个途径进入体内造成人体中毒。中毒程度与蒸气浓度、作用时间长短有关,浓度小、时间短则轻,反之则重。在清洗和检修油罐、上罐量油、取样、装收油作业时,应按有关操作规定去做,防止中毒。石油的主要性质石油的主要性质12第12页,本讲稿共21页八、易蒸发性物体受热由液态变为气态的现象称为蒸发。石油及液体石油产品,尤其是原油和轻质成品油,具有强烈的蒸发性质。油品蒸发速度与下列因素有关:温度:温度高蒸
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