石油綜述石油的組成及性質(zhì)

其次章油氣的組成及性質(zhì)第一節(jié)油氣要把原油的組成與自然氣的組成分開講解。原油即石油，也稱黑色金子，是一種粘稠的、深褐色〔有時(shí)有點(diǎn)綠色的〕液含硫、氧、氮、磷、釩等元素。可溶于多種有機(jī)溶劑,不溶于水,但可與水形成乳世界上最重要的一次能源之一。石油也是很多化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品——如溶劑、化肥、殺蟲劑和塑料等的原料。原油是一種黑褐色的流淌或半流淌粘稠液，略輕于水，的多種碳?xì)浠衔铮y(tǒng)稱“烴類”。原油中碳元素占83%一87%，氫元素占11%一14%，其它局部則是硫、氮、氧及金屬等雜質(zhì)。雖然原油的根本元素類似，但從地下開采的自然原油，在不同產(chǎn)區(qū)和不同地層，反映出的原油品種則紛繁眾多，其物理性質(zhì)有很大的差異。原油的分類按組成分類：石蠟基原油、環(huán)烷基原油和中間基原油三類；按比重分類：輕質(zhì)原油、中質(zhì)原油、重質(zhì)原油以三類。其次節(jié)原油的組成及物理化學(xué)性質(zhì)原油的性質(zhì)包含物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)兩個(gè)方面。物理性質(zhì)包括顏色、密度、組分組成和雜質(zhì)含量等。密度原油相對(duì)密度一般在0.75～0.95之間，少數(shù)大于0.95或小于0.75，相對(duì)密度在0.9～1.0的稱為重質(zhì)原油，小于0.9的稱為輕質(zhì)原油。粘度溶解氣量增加其粘度降低，輕質(zhì)油組分增加，粘度降低。原油粘度變化較大，一1～100mPas之間，粘度大的原油俗稱稠油，稠油由于流淌性差而開發(fā)難度增大。一般來說，粘度大的原油密度也較大。凝固點(diǎn)原油冷卻到由液體變?yōu)楣腆w時(shí)的溫度稱為凝固點(diǎn)。 原油的凝固點(diǎn)大約在凝固點(diǎn)低，重質(zhì)組分含量高，尤其是石蠟含量高，凝固點(diǎn)就高。含蠟量晶析出的溫度叫析蠟溫度，含蠟量越高，析蠟溫度越高。析蠟溫度高，油井簡(jiǎn)潔結(jié)蠟，對(duì)油井治理不利。含硫量含硫量是指原油中所含硫(硫化物或單質(zhì)硫分)一般小于1%，但對(duì)原油性質(zhì)的影響很大，對(duì)管線有腐蝕作用，對(duì)人體安康有害。依據(jù)硫含量不同，可以分為低硫或含硫石油。含膠量5%～20%之間。膠質(zhì)是指原油中分子量較大(300～1000)的含有氧、氮、硫等元素的多環(huán)芳香烴化合物，呈半固態(tài)分散狀溶解于原油中。膠質(zhì)易溶于石油醚、潤(rùn)滑油、汽油、氯仿等有機(jī)溶劑中。其他原油中瀝青質(zhì)的含量較少，一般小于1%。瀝青質(zhì)是一種高分子量(大于1000以上)具有多環(huán)構(gòu)造的黑色固體物質(zhì)，不溶于酒精和石油醚，易溶于苯、氯仿、二硫化碳。瀝青質(zhì)含量增高時(shí)，原油質(zhì)量變壞。原油中的烴類成分主要分為烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴。依據(jù)烴類成分的不同，可分為的石蠟基石油、環(huán)烷基石油和中間基石油三類。石蠟基石油含烷烴較多；油以低硫石蠟基居多。大慶等地原油均屬此類。其中，最有代表性的大慶原油，硫含量低，蠟含量高，凝點(diǎn)高，能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)煤油、柴油、溶劑油、潤(rùn)滑油和商(29%)(0.91左右約)料。成分組成碳——84%氫——14%硫——1到3%〔硫化氫、硫化物、二硫化物和單質(zhì)硫〕氮——低于1%〔帶胺基的堿性化合物〕氧——低于1%〔存在于二氧化碳、苯酚、酮和羧酸等有機(jī)化合物中〕金屬——低于1%〔鎳、鐵、釩、銅、砷〕烴含有大量的能量。來自原油的很多產(chǎn)品，例如汽油、柴油和石蠟等都是利用原油及鉆井原油了這一能量。烴有多種存在形式。最簡(jiǎn)潔的烴是甲烷〔CH4，這是一種比空氣輕的氣體。含有5個(gè)及5個(gè)以上碳原子的長(zhǎng)鏈都是液體。格外長(zhǎng)的長(zhǎng)鏈則是固體，例如蠟或焦油。通過對(duì)烴鏈進(jìn)展化學(xué)耦合，可以得到各種產(chǎn)品，從合成橡〔tupperware烴鏈幾乎無所不能。原油中的烴的主要種類包括：石蠟化學(xué)通式：CnH2n+2〔n為整數(shù)，一般從1到20〕直鏈或支鏈分子芳香烴化學(xué)通式：C6H5-Y〔Y是連接在苯環(huán)上的一個(gè)長(zhǎng)直鏈分子〕具有一個(gè)或一個(gè)以上環(huán)的環(huán)狀構(gòu)造一般為液態(tài)實(shí)例：苯、萘Napthenes或環(huán)烷Cyclalkanes化學(xué)通式：CnH2n〔n為整數(shù)，一般從1到20〕具有一個(gè)或一個(gè)以上環(huán)的環(huán)狀構(gòu)造室溫下一般為液態(tài)實(shí)例：環(huán)己烷、甲基環(huán)戊烷烯烴化學(xué)通式：CnH2n〔n為整數(shù)，一般從1到20〕含有一個(gè)碳碳雙鍵的直鏈或支鏈分子以液態(tài)或氣態(tài)形式存在二烯烴和炔烴化學(xué)通式：CnH2n-2〔n為整數(shù)，一般從1到20〕以液態(tài)或氣態(tài)形式存在實(shí)例：乙炔、丁二烯第三節(jié)自然氣水圈、和巖石圈中各種自然過程形成的氣體。而人們長(zhǎng)期以來通用的“自然氣”氣體的混合物。氦和氬等。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，甲烷至丁烷以氣體狀態(tài)存在，戊烷以上為液體。甲烷是最短和最輕的烴分子。自然氣主要存在于油田氣、氣田氣、煤層氣、泥火山氣和生物生成氣中，也叫凝析油。自然氣與石油生成過程既有聯(lián)系又有區(qū)分：石油主要形成于深成作用階段，——腐泥型有機(jī)質(zhì)則依自然氣隱藏狀態(tài)，又分為構(gòu)造性自然氣、水溶性自然氣、煤礦自然氣等三依自然氣隱藏狀態(tài)，又分為構(gòu)造性自然氣、水溶性自然氣、煤礦自然氣等三自然氣。層中，以含甲烷氣為主。形成條件生物成因氣形成的前提條件是更加豐富的有機(jī)質(zhì)和強(qiáng)復(fù)原環(huán)境。2 2 4 2 最有利于生氣的有機(jī)母質(zhì)是草本腐植型—的抵抗作用，HSO2-→S2-HSCO不能HCH2 2 4 2 甲烷菌的生長(zhǎng)需要適宜的地化環(huán)境，首先是足夠強(qiáng)的復(fù)原條件，一般4Eh<-300mV為宜〔即地層水中的氧和SO2-依次全部被復(fù)原以后，才會(huì)大量生殖pH6.0～8.0，最正確值7.2～7.6；再者，4大量生殖，也就不能形成大量甲烷氣。自然氣燃料是各種替代燃料中最早廣泛使用的一種，它分為壓縮自然氣〔CNG〕和液化自然氣〔LNG〕兩種。作為汽車燃料，自然氣具有單位熱值高、天燃料的進(jìn)展方向，20.8%，全世界共有大約1270萬輛使用天自然氣的車輛，2023年總量將達(dá)7000第四節(jié)石油類產(chǎn)品在生活中的應(yīng)用汽油汽油是消耗量最大的品種。汽油的沸點(diǎn)范圍〔又稱餾程〕30~205°C，密0.70~0.78/3，商品汽油按該油在汽缸中燃燒時(shí)抗爆震燃燒性能的優(yōu)劣區(qū)分，標(biāo)記為辛烷值70、80、90或更高。號(hào)俞大，性能俞好，汽油主要用〕以改善使用和儲(chǔ)存性能。受環(huán)保要求，今后將限制芳烴和鉛的含量。噴氣燃料稱航空汽油-50C不平穩(wěn)、光亮而不冒黑煙。目前產(chǎn)量不大。煤油煤油沸點(diǎn)范圍為180~310℃而不冒黑煙。目前產(chǎn)量不大。柴油柴油沸點(diǎn)范圍有180~370℃和350~410℃兩類。對(duì)石油及其加工產(chǎn)品，習(xí)慣上對(duì)柴油。商品柴油按凝固點(diǎn)分級(jí)，如10、-20大型車輛、船艦。由于高速柴油機(jī)〔汽車用〕比汽油機(jī)省油，柴油需求量增長(zhǎng)速燃燒性能用十六烷值表示愈高愈好，大慶原油制成的柴油十六烷值可達(dá)68。高42~55，35燃料油燃料油用作鍋爐、輪船及工業(yè)爐的燃料。商品燃料油用粘度大小區(qū)分不同牌號(hào)。石油溶劑表、機(jī)械零件。潤(rùn)滑油從石油制得的潤(rùn)滑油約占總潤(rùn)滑劑產(chǎn)量的95%〔40%〕，其余為齒輪油、液壓油、汽輪機(jī)油、電器絕緣油、壓縮機(jī)油，合計(jì)占40%。商品潤(rùn)滑油按粘度分級(jí)，負(fù)荷大，速度低的機(jī)械用高粘度油，否則用低粘度油。煉油功能，附加產(chǎn)值高。潤(rùn)滑脂齒輪部位。石蠟油品原料及蠟制品，也可做為化工原料產(chǎn)脂肪酸〔肥皂原料〕。10主要供道路、建筑用。石油