急!原油的特性是什么?
作者:化工綜合網(wǎng)發(fā)布時間:2022-01-02分類:石油化工瀏覽:108
石油也稱原油或黑色金子,是一種粘稠的、深褐色(有時有點綠色的)液體。地殼上層部分地區(qū)有石油儲存。它由不同的碳氫化合物混合組成,其主要組成成分是烷烴,此外石油中還含硫、氧、氮、磷、釩等元素。不過不同油田的石油成分和外貌可以有很大差別。石油主要被用來作為燃油和汽油,燃料油和汽油組成目前世界上最重要的一次能源之一。石油也是許多化學工業(yè)產(chǎn)品——如溶劑、化肥、殺蟲劑和塑料等的原料。 當今88%開采的石油被用作燃料,其它的12%作為化工業(yè)的原料。
原油中碳元素占83%一87%,氫元素占11%一14%,其它部分則是硫、氮、氧及金屬等雜質(zhì)。
石油的發(fā)現(xiàn)
我國是世界上最早發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用石油的國家。
900年前宋代著名學者沈括,對我國古代地質(zhì)學和古生物學知識方面提出了極其卓越的見解。他的見解比西歐學者最初認識到化石是生物遺跡要早四百年。有一次沈括奉命察訪河北西路時,發(fā)現(xiàn)太行山山崖間有很多螺蚌殼及如鳥卵之石,從而推斷這里原來是太古時代的海濱,是由于海濱的介殼和淤泥堆積而形成的,并根據(jù)古生物的遺跡正確地推斷出海陸的變遷。
1080年(元豐三年),沈括出知延州(今延安)。在任上他發(fā)現(xiàn)和考察了鹿延境內(nèi)石油礦藏與用途。他說:“鹿延境內(nèi)有石油。舊說高奴 縣出脂水,即此也。生于水際,沙石與泉水相雜,恫恫而出。土人以雉尾囊之,乃采入罐中。頗似淳漆,燃之如麻,但煙甚濃,所沾幄幕皆黑。予疑其煙可用,試掃其煤以為墨,黑光如漆,松墨不及也,道大為之,其識文為‘延州石液’者是也。此物后必大行于世,自予始為之。蓋石油至多,生于地中無窮,不若松木有時而竭。”從上面記載來看,沈括不僅發(fā)現(xiàn)了石油并且也知道了他的用途。雖然他當時所謂用途著重于煙墨制造,但他確預料到“此物后必大行于世”,這一遠見為今天所驗證。而今天我們所說“石油”二字也是他創(chuàng)始使用的,并寫了我國最早的一首石油詩:“二朗山下雪紛紛,旋卓穹廬學塞人化盡素衣冬不老,石油多似沭陽塵。”
人類正式進入石油時代是在1967年。這一年石油在一次能源消費結(jié)構(gòu)中的比例達到40.4%,而煤炭所占比例下降到38.8%。石油需求的增長和石油貿(mào)易的擴大起因于石油在工業(yè)生產(chǎn)中的大規(guī)模使用。一戰(zhàn)以前,石油主要被用于照明,主要產(chǎn)油國美國和俄羅斯同時也是主要的消費國。在一戰(zhàn)中,石油的戰(zhàn)略價值已初步顯現(xiàn)出來,由于石油燃燒效能高,輕便,對于軍隊戰(zhàn)斗力的提高具有重大戰(zhàn)略意義。20世紀20年代,由于石油成為內(nèi)燃機的動力,石油需求和貿(mào)易迅速擴大。據(jù)王亞棟的統(tǒng)計,到1929年石油貿(mào)易額已達到11.7億美元。該時期國際石油貨流的流向主要是從美國、委內(nèi)瑞拉流向西歐。同時,蘇聯(lián)的石油得到迅速恢復和發(fā)展。到20世紀30年代末,美、蘇成為主要的石油出口國,石油國際貿(mào)易開始在全球能源貿(mào)易中占據(jù)顯要位置,推動了能源國際貿(mào)易的迅速增長,并動搖了煤炭在國際能源市場中的主體地位。二戰(zhàn)期間,石油的地位舉足輕重。美國在二戰(zhàn)期間成為盟國的主要能源供應(yīng)者。二戰(zhàn)后,美國一度掌握世界原油產(chǎn)量的2/3。從1859 年在賓夕法尼亞打出了第一口油井到二戰(zhàn)之后的一段時間,世界能源版圖被稱之為“墨西哥灣時代”。王亞棟認為,“墨西哥灣時代”的形成發(fā)展期同時也是美國的政治、經(jīng)濟和軍事實力不斷膨脹,最終在西方世界確立其霸權(quán)的時期。這一時期幾乎與美國國內(nèi)的石油開發(fā)同步。美國在“墨西哥灣時代”對石油的控制,促進鞏固了美國在世界政治經(jīng)濟格局中的地位。石油成為美國建立世界霸權(quán)道路上的重要助推劑。
分類和理化性質(zhì)
按組成分類:石蠟基原油、環(huán)烷基原油和中間基原油三類;
按硫含量分類:超低硫原油、低硫原油、含硫原油和高硫原油四類;
按比重分類:輕質(zhì)原油、中質(zhì)原油、重質(zhì)原油以三類。
原油的性質(zhì)包含物理性質(zhì)和化學性質(zhì)兩個方面。物理性質(zhì)包括顏色、密度、粘度、凝固點、溶解性、發(fā)熱量、熒光性、旋光性等;化學性質(zhì)包括化學組成、組分組成和雜質(zhì)含量等。
密度:原油相對密度一般在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:原油粘度是指原油在流動時所引起的內(nèi)部摩擦阻力,原油粘度大小取決于溫度、壓力、溶解氣量及其化學組成。溫度增高其粘度降低,壓力增高其粘度增大,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,一般在1~100mPa?s之間,粘度大的原油俗稱稠油,稠油由于流動性差而開發(fā)難度增大。一般來說,粘度大的原油密度也較大。
凝固點:原油冷卻到由液體變?yōu)楣腆w時的溫度稱為凝固點。原油的凝固點大約在-50℃~35℃之間。凝固點的高低與石油中的組分含量有關(guān),輕質(zhì)組分含量高,凝固點低,重質(zhì)組分含量高,尤其是石蠟含量高,凝固點就高。
含蠟量:含蠟量是指在常溫常壓條件下原油中所含石蠟和地蠟的百分比。石蠟是一種白色或淡黃色固體,由高級烷烴組成,熔點為37℃~76℃。石蠟在地下以膠體狀溶于石油中,當壓力和溫度降低時,可從石油中析出。地層原油中的石蠟開始結(jié)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,油井容易結(jié)蠟,對油井管理不利。含硫量是指原油中所含硫(硫化物或單質(zhì)硫分)的百分數(shù)。原油中含硫量較小,一般小于1%,但對原油性質(zhì)的影響很大,對管線有腐蝕作用,對人體健康有害。根據(jù)硫含量不同,可以分為低硫或含硫石油。
含膠量:含膠量是指原油中所含膠質(zhì)的百分數(shù)。原油的含膠量一般在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、潤滑油、汽油、氯仿等有機溶劑中。
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)結(jié)構(gòu)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,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。根據(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;環(huán)烷基石油含環(huán)烷烴、芳香烴較多;中間基石油介于二者之間。
目前我國已開采的原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,凝點高,能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)煤油、柴油、溶劑油、潤滑油和商品石蠟。勝利原油膠質(zhì)含量高(29%),比重較大(0.91左右),含蠟量高(約15-21%),屬含硫中間基。汽油餾分感鉛性好,且富有環(huán)烷烴和芳香烴,故是重整的良好原料。
石油的衡量單位
石油最常用的衡量單位“桶”為一個容量單位,即42加侖。因為各地出產(chǎn)的石油的密度不盡相同,所以一桶石油的重量也不盡相同。一般地,一噸石油大約有8桶。具體換算關(guān)系參照下表。
升(L) 立方米(m3) 加侖(美) 加侖(英) 桶(油)
158.98 0.15898 42 34.973 1
1 0.001 0.26418 0.21998 0.00629
1000 1 264.18 219.98 6.29
儲存與裝卸
1、原油和油品儲存的基本要求
原油和油品儲存的主要方式有散裝儲存和整裝儲存,整裝儲存是指以標準桶的形式儲存,散裝儲存是指以儲油罐的形式儲存,儲油罐可分為金屬油罐和非金屬油罐,金屬油罐又可分為立式圓筒形和臥式圓筒形。按照油庫的建造方式不同,散裝原油或油品還可采用地上儲油、半地下儲油和地下儲油、水封石洞儲油、水下儲油等幾種方式。但不管采用哪種儲存方式,原油特別是油品的儲存都應(yīng)滿足以下基本要求:
(1)防變質(zhì)
在油品儲存過程中,要保證油品的質(zhì)量,必須注意:降低溫度、空氣與水分、陽光、金屬對油品的影響。
(2)降損耗
目前油庫通常的做法是:選用浮頂油罐、內(nèi)浮頂油罐;油罐呼吸閥下選用呼吸閥擋板;淋水降溫。
(3)提高油品儲存的安全性
由于油品火災(zāi)危險性和爆炸危險性較大,故必須降低油品的爆炸敏感性,并應(yīng)用阻燃性能好的材料。
2、原油和油品裝卸的基本要求
原油和油品的裝卸不外乎以下幾種形式:鐵路裝卸、水運裝卸、公路裝卸和管道直輸。其中根據(jù)油品的性質(zhì)不同,可分為輕油裝卸和粘油裝卸;從油品的裝卸工藝考慮,又可分為上卸、下卸、自流和泵送等類型。但除管道直輸外,無論采用何種裝卸方式,原油和油品的裝卸必須滿足以下基本要求:
(1)必須通過專用設(shè)施設(shè)備來完成。
原油和油品的裝卸專用設(shè)施主要有:鐵路專用線和油罐車、油碼頭或靠泊點、油輪、棧橋或操作平臺等;專用設(shè)備主要有:裝卸油鶴管、集油管、輸油管和輸油泵、發(fā)油灌裝設(shè)備、粘油加熱設(shè)備、流量計等。
(2)必須在專用作業(yè)區(qū)域內(nèi)完成。
原油和油品的裝卸都有專用作業(yè)區(qū),這些專用作業(yè)區(qū)通常設(shè)有隔離設(shè)施與周圍環(huán)境相隔離,且必須滿足嚴格的防火、防爆、防雷、防靜電要求。
(3)必須由受過專門培訓的專業(yè)技術(shù)人員來完成
(4)裝卸的時間和速度有較嚴格的要求。
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