石油基本知识 |
石油基本知识
一、石油简介
石油又称原油，是从地下深处开采的棕黑可燃粘稠液体。目前就石油的成因有两种说法：①无机论 即石油是在基性岩浆中形成的；②有机论 既各种有机物如动物、植物、特别是低等的动植物像藻类、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、湖泊等地经过许多物理化学作用，最后逐渐形成为石油。
原油的颜非常丰富红、金黄、墨绿、黑、褐红、甚至透明；原油的颜是它本身所含胶质、沥青质的含量，含的越高颜越深。原油的颜越浅其油质越好！透明的原油可直接加在汽车油箱中代替汽油！原油的成分主要有：油质（这是其主要成分）、胶质（一种粘性的半固体物质）、沥青质（暗褐或黑脆性固体物质）、碳质（一种非碳氢化合物）。
石油由碳氢化合物为主混合而成的，具有特殊气味的、有的可燃性油质液体！天然气是以气态的碳氢化合物为主的各种气体组成的，具有特殊气味的、无的易燃性混合气体
石油的性质因产地而异，密度为0.8 ~ 1.0 克/厘米3，粘度范围很宽，凝固点差别很大（30 ~ -6
一、石油简介
石油又称原油，是从地下深处开采的棕黑可燃粘稠液体。目前就石油的成因有两种说法：①无机论 即石油是在基性岩浆中形成的；②有机论 既各种有机物如动物、植物、特别是低等的动植物像藻类、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、湖泊等地经过许多物理化学作用，最后逐渐形成为石油。
原油的颜非常丰富红、金黄、墨绿、黑、褐红、甚至透明；原油的颜是它本身所含胶质、沥青质的含量，含的越高颜越深。原油的颜越浅其油质越好！透明的原油可直接加在汽车油箱中代替汽油！原油的成分主要有：油质（这是其主要成分）、胶质（一种粘性的半固体物质）、沥青质（暗褐或黑脆性固体物质）、碳质（一种非碳氢化合物）。
石油由碳氢化合物为主混合而成的，具有特殊气味的、有的可燃性油质液体！天然气是以气态的碳氢化合物为主的各种气体组成的，具有特殊气味的、无的易燃性混合气体
石油的性质因产地而异，密度为0.8 ~ 1.0 克/厘米3，粘度范围很宽，凝固点差别很大（30 ~ -6
0°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）。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。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。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。
二、 原油和油品的性质和分类
石油是由各种烃类和非烃类化合物所组成的复杂混合物。石油的性质包含物理性质和化学性质两个方面。物理性质包括颜、密度、粘度、凝固点、溶解性、发热量、荧光性、旋光性
二、 原油和油品的性质和分类
石油是由各种烃类和非烃类化合物所组成的复杂混合物。石油的性质包含物理性质和化学性质两个方面。物理性质包括颜、密度、粘度、凝固点、溶解性、发热量、荧光性、旋光性
等；化学性质包括化学组成、组分组成和杂质含量等。
原油相对密度一般在0.75～0.95 之间，少数大于0.95或小于0.75，相对密度在0.9～1.0 的称为重质原油，小于0.9 的称为轻质原油。
原油粘度是指原油在流动时所引起的内部摩擦阻力，原油粘度大小取决于温度、压力、溶解气量及其化学组成。温度增高其粘度降低，压力增高其粘度增大，溶解气量增加其粘度降低，轻质油组分增加，粘度降低。原油粘度变化较大，一般在1～100mPa·s 之间，粘度大的原油俗称稠油，稠油由于流动性差而开发难度增大。一般来说，粘度大的原油密度也较大。
原油冷却到由液体变为固体时的温度称为凝固点。原油的凝固点大约在-50℃～35℃之间。凝固点的高低与石油中的组分含量有关，轻质组分含量高，凝固点低，重质组分含量高，尤其是石蜡含量高，凝固点就高。
含蜡量是指在常温常压条件下原油中所含石蜡和地蜡的百分比。石蜡是一种白或淡黄固体，由高级烷烃组成，熔点为37℃～76℃。石蜡在地下以胶体状溶于石油中，当压力和温度降低时，可从石油中析出。地层原油中的石蜡开始
结晶析出的温度叫析蜡温度，含蜡量越高，析蜡温度越高。析蜡温度高，油井容易结蜡，对油井管理不利。
原油相对密度一般在0.75～0.95 之间，少数大于0.95或小于0.75，相对密度在0.9～1.0 的称为重质原油，小于0.9 的称为轻质原油。
原油粘度是指原油在流动时所引起的内部摩擦阻力，原油粘度大小取决于温度、压力、溶解气量及其化学组成。温度增高其粘度降低，压力增高其粘度增大，溶解气量增加其粘度降低，轻质油组分增加，粘度降低。原油粘度变化较大，一般在1～100mPa·s 之间，粘度大的原油俗称稠油，稠油由于流动性差而开发难度增大。一般来说，粘度大的原油密度也较大。
原油冷却到由液体变为固体时的温度称为凝固点。原油的凝固点大约在-50℃～35℃之间。凝固点的高低与石油中的组分含量有关，轻质组分含量高，凝固点低，重质组分含量高，尤其是石蜡含量高，凝固点就高。
含蜡量是指在常温常压条件下原油中所含石蜡和地蜡的百分比。石蜡是一种白或淡黄固体，由高级烷烃组成，熔点为37℃～76℃。石蜡在地下以胶体状溶于石油中，当压力和温度降低时，可从石油中析出。地层原油中的石蜡开始
结晶析出的温度叫析蜡温度，含蜡量越高，析蜡温度越高。析蜡温度高，油井容易结蜡，对油井管理不利。
含硫量是指原油中所含硫（硫化物或单质硫分）的百分数。原油中含硫量较小，一般小于1％，但对原油性质的影响很大，对管线有腐蚀作用，对人体健康有害。根据硫含量不同，可以分为低硫或含硫石油。
含胶量是指原油中所含胶质的百分数。原油的含胶量一般在5％～20％之间。胶质是指原油中分子量较大（300～1000）的含有氧、氮、硫等元素的多环芳香烃化合物，呈半固态分散状溶解于原油中。胶质易溶于石油醚、润滑油、汽油、氯仿等有机溶剂中。原油中沥青质的含量较少，一般小于1％。沥青质是一种高分子量（大于1000 以上）具有多环结构的黑固体物质，不溶于酒精和石油醚，易溶于苯、氯仿、二硫化碳。沥青质含量增高时，原油质量变坏。
石油按三个基本特征分类
1. 含硫量：含硫量不超过0.5%的叫做“清油”或“净油”。含硫量超过1%的叫做“酸性油”，含硫量在0.5%-1%之间的叫做中性油。
2. 原油的密度：密度的划分是按照API（美国石油协会）制定的标准来执行的。原油在API的刻度表中大于35度，重原油在API的刻度表中的值小于24度。
3. 原产地：原产地特征同时也概括了其它的特征，如粘性、沸点、颜、纯度和金属含量等
含胶量是指原油中所含胶质的百分数。原油的含胶量一般在5％～20％之间。胶质是指原油中分子量较大（300～1000）的含有氧、氮、硫等元素的多环芳香烃化合物，呈半固态分散状溶解于原油中。胶质易溶于石油醚、润滑油、汽油、氯仿等有机溶剂中。原油中沥青质的含量较少，一般小于1％。沥青质是一种高分子量（大于1000 以上）具有多环结构的黑固体物质，不溶于酒精和石油醚，易溶于苯、氯仿、二硫化碳。沥青质含量增高时，原油质量变坏。
石油按三个基本特征分类
1. 含硫量：含硫量不超过0.5%的叫做“清油”或“净油”。含硫量超过1%的叫做“酸性油”，含硫量在0.5%-1%之间的叫做中性油。
2. 原油的密度：密度的划分是按照API（美国石油协会）制定的标准来执行的。原油在API的刻度表中大于35度，重原油在API的刻度表中的值小于24度。
3. 原产地：原产地特征同时也概括了其它的特征，如粘性、沸点、颜、纯度和金属含量等
等。原油期货主要有布伦特（BRENT）、西德克萨斯轻质原油（WTI）、中东(MECO)三个产地。
三、 原油和油品的储存与装卸
1、原油和油品储存的基本要求
原油和油品储存的主要方式有散装储存和整装储存，整装储存是指以标准桶的形式储存，散装储存是指以储油罐的形式储存，储油罐可分为金属油罐和非金属油罐，金属油罐又可分为立式圆筒形和卧式圆筒形。按照油库的建造方式不同，散装原油或油品还可采用地上储油、半地下储油和地下储油、水封石洞储油、水下储油等几种方式。但不管采用哪种储存方式，原油特别是油品的储存都应满足以下基本要求：
（1）防变质
在油品储存过程中，要保证油品的质量，必须注意：降低温度、空气与水分、阳光、金属对油品的影响。
（2）降损耗
目前油库通常的做法是：选用浮顶油罐、内浮顶油罐；油罐呼吸阀下选用呼吸阀挡板；淋水降温。
三、 原油和油品的储存与装卸
1、原油和油品储存的基本要求
原油和油品储存的主要方式有散装储存和整装储存，整装储存是指以标准桶的形式储存，散装储存是指以储油罐的形式储存，储油罐可分为金属油罐和非金属油罐，金属油罐又可分为立式圆筒形和卧式圆筒形。按照油库的建造方式不同，散装原油或油品还可采用地上储油、半地下储油和地下储油、水封石洞储油、水下储油等几种方式。但不管采用哪种储存方式，原油特别是油品的储存都应满足以下基本要求：
（1）防变质
在油品储存过程中，要保证油品的质量，必须注意：降低温度、空气与水分、阳光、金属对油品的影响。
（2）降损耗
目前油库通常的做法是：选用浮顶油罐、内浮顶油罐；油罐呼吸阀下选用呼吸阀挡板；淋水降温。
（3）提高油品储存的安全性
由于油品火灾危险性和爆炸危险性较大，故必须降低油品的爆炸敏感性，并应用阻燃性能好的材料。
2、原油和油品装卸的基本要求
原油和油品的装卸不外乎以下几种形式：铁路装卸、水运装卸、公路装卸和管道直输。其中根据油品的性质不同，可分为轻油装卸和粘油装卸；从油品的装卸工艺考虑，又可分为上卸、下卸、自流和泵送等类型。但除管道直输外，无论采用何种装卸方式，原油和油品的装卸必须满足以下基本要求：
（1）必须通过专用设施设备来完成。
原油和油品的装卸专用设施主要有：铁路专用线和油罐车、油码头或靠泊点、油轮、栈桥或操作平台等；专用设备主要有：装卸油鹤管、集油管、输油管和输油 泵、发油灌装设备、粘油加热设备、流量计等。
（2）必须在专用作业区域内完成。
原油和油品的装卸都有专用作业区，这些专用作业区通常设有隔离设施与周围环境相隔离，且必须满足严格的防火、防爆、防雷、防静电要求。
石油加工
由于油品火灾危险性和爆炸危险性较大，故必须降低油品的爆炸敏感性，并应用阻燃性能好的材料。
2、原油和油品装卸的基本要求
原油和油品的装卸不外乎以下几种形式：铁路装卸、水运装卸、公路装卸和管道直输。其中根据油品的性质不同，可分为轻油装卸和粘油装卸；从油品的装卸工艺考虑，又可分为上卸、下卸、自流和泵送等类型。但除管道直输外，无论采用何种装卸方式，原油和油品的装卸必须满足以下基本要求：
（1）必须通过专用设施设备来完成。
原油和油品的装卸专用设施主要有：铁路专用线和油罐车、油码头或靠泊点、油轮、栈桥或操作平台等；专用设备主要有：装卸油鹤管、集油管、输油管和输油 泵、发油灌装设备、粘油加热设备、流量计等。
（2）必须在专用作业区域内完成。
原油和油品的装卸都有专用作业区，这些专用作业区通常设有隔离设施与周围环境相隔离，且必须满足严格的防火、防爆、防雷、防静电要求。
石油加工
（3）必须由受过专门培训的专业技术人员来完成
（4）装卸的时间和速度有较严格的要求
四、石油的主要成品
按照蒸馏加工的沸点由小到大来分，原油的主要成品分为丁烷、汽油、柴油、煤油、润滑油和家用油以及其它的有关产品：天燃气、丙烷（液化丙烷气-LPG）。
石油分馏产品的沸点与成分
分馏产品 分馏温度（沸点） 碳原子数 用 途
粗汽油 石油气 40℃以下 C1-C4 燃料、化工原料
石油醚 40~60℃ C5-C6 溶剂
汽油 60~205℃ C7-C9 内燃机燃料
煤油 205~300℃ C9-C16 燃料
柴油 300~360℃ C16-C18 柴油机燃料
润滑油 360℃以上 C16-C20 机械润滑剂
凡士林 360℃以上 C20-C24 防锈剂制药
重油 360℃以上 残留物 燃料、建筑材料
（4）装卸的时间和速度有较严格的要求
四、石油的主要成品
按照蒸馏加工的沸点由小到大来分，原油的主要成品分为丁烷、汽油、柴油、煤油、润滑油和家用油以及其它的有关产品：天燃气、丙烷（液化丙烷气-LPG）。
石油分馏产品的沸点与成分
分馏产品 分馏温度（沸点） 碳原子数 用 途
粗汽油 石油气 40℃以下 C1-C4 燃料、化工原料
石油醚 40~60℃ C5-C6 溶剂
汽油 60~205℃ C7-C9 内燃机燃料
煤油 205~300℃ C9-C16 燃料
柴油 300~360℃ C16-C18 柴油机燃料
润滑油 360℃以上 C16-C20 机械润滑剂
凡士林 360℃以上 C20-C24 防锈剂制药
重油 360℃以上 残留物 燃料、建筑材料
石油产品根据生产方法和最终用途可分为燃料、溶剂和化工原料、润滑剂和有关产品、蜡、沥青、石油焦等几大类。这里简要介绍石油燃料类。
（1）汽油
一般来说，汽油按马达法辛烷值分为70 号和85 号二个牌号，按研究法辛烷值分为90 号、93 号、95 号和97 号车用汽油四个牌号，目前日常生活中大家习惯的汽油牌号就是按研究法辛烷值分类的。汽油通常用作汽油汽车和汽油机的燃料。车用汽油根据发动机压缩比的高低选用不同牌号的汽油；压缩比较高的，可选用较高牌的汽油；反之，则选用较低牌号的汽油。航空汽油则通常用作活塞式航空发动机燃料，按研究法辛烷值分为75 号、95 号、100 号三个牌号，目前只在小型飞机尤其是军用飞机上使用。
（2）煤油
煤油旧称灯油，因为煤油一开始主要用于照明。煤油按质量分为优质品、一级品和合格品三个等级，主要用于点灯照明、各种喷灯、汽灯、汽化炉和煤油炉等的燃料；也可用作机械零部件的洗涤剂、橡胶和制药工业溶剂、油墨稀释剂、有机化工裂解原料；玻璃陶瓷工业、铝板辗轧、金属表面化学热处理等工艺用油。航空煤油则主要用作喷气式发动机燃料，目前大
型客机均使用航空煤油。航空煤油分为1 号、2号、3 号三个等级，只有3 号航空煤油被广泛使用。
（3）轻柴油和重柴油
轻柴油按质量分为优质品、一级品和合格品三个等级，按凝点分为10 号、0 号、-10 号、-20 号、-35 号和-50 号六个牌号，10 号轻柴油表示其凝点不高于10℃，其余类推。轻柴油用作柴油汽车、拖拉机和各种高速（1000r/min 以上）柴油机的燃料。根据不同气温、地区和季节，选用不同牌号的轻柴油。气温低，选用凝点较低的轻柴油，反之，则选用凝点较高的轻柴油。重柴油是中、低速（1000r/min 以下）柴油机的燃料，一般按凝点分为10 号、20 号和30 号三个牌号，转速越低，选用的重柴油凝点越高。
（4）工业燃料油
在燃料油中有详细介绍。
五、石油产品的主要生产方法
由于石油产品的大类是燃料和润滑油，因此这里仅简要介绍燃料和润滑油的基本生产方法。
1、常减压蒸馏
常减压蒸馏是根据组成原油的各类烃分子沸点的不同，利用加热炉、分馏塔等设备将原油进
（3）轻柴油和重柴油
轻柴油按质量分为优质品、一级品和合格品三个等级，按凝点分为10 号、0 号、-10 号、-20 号、-35 号和-50 号六个牌号，10 号轻柴油表示其凝点不高于10℃，其余类推。轻柴油用作柴油汽车、拖拉机和各种高速（1000r/min 以上）柴油机的燃料。根据不同气温、地区和季节，选用不同牌号的轻柴油。气温低，选用凝点较低的轻柴油，反之，则选用凝点较高的轻柴油。重柴油是中、低速（1000r/min 以下）柴油机的燃料，一般按凝点分为10 号、20 号和30 号三个牌号，转速越低，选用的重柴油凝点越高。
（4）工业燃料油
在燃料油中有详细介绍。
五、石油产品的主要生产方法
由于石油产品的大类是燃料和润滑油，因此这里仅简要介绍燃料和润滑油的基本生产方法。
1、常减压蒸馏
常减压蒸馏是根据组成原油的各类烃分子沸点的不同，利用加热炉、分馏塔等设备将原油进
行多次的部分汽化和部分冷凝，使汽液两相进行充分的热量交换和质量交换，以达到分离的目的，从而制得汽油、煤油、柴油等馏分。减压蒸馏是利用降低压力从而降低液体沸点的原理，将常压渣油在减压塔内进行分馏。从减压塔侧线可以引出各种润滑油馏分或催化裂化的原料。塔底重油叫减压渣油，可作为焦化和制取沥青的原料或作为锅炉燃料。
2、催化裂化
在催化剂存在下进行的石油裂化过程叫催化裂化。催化裂化通常用重质馏分如减压馏分、焦化柴油及蜡油等为原料，也有用预先脱沥青的常压重油为原料的。催化裂化汽油性质稳定、辛烷值高，故用作航空汽油和高辛烷值汽油的基本组分。
3、加氢裂化
在有催化剂和氢气存在的条件下，使重质油受热后通过裂化反应转化为轻质油的加工工艺叫加氢裂化。加氢裂化是增产优质航空喷气燃料和优质轻柴油采用最广泛的方法。
4、延迟焦化
原料油受热后的生焦现象不在加热炉管内而延迟到焦炭塔内出现的过程叫延迟焦化。焦化的原料主要是减压渣油，也可用热裂化渣油。延迟焦化的产物主要是汽油、柴油、焦化蜡油、石油焦、焦化气等。
2、催化裂化
在催化剂存在下进行的石油裂化过程叫催化裂化。催化裂化通常用重质馏分如减压馏分、焦化柴油及蜡油等为原料，也有用预先脱沥青的常压重油为原料的。催化裂化汽油性质稳定、辛烷值高，故用作航空汽油和高辛烷值汽油的基本组分。
3、加氢裂化
在有催化剂和氢气存在的条件下，使重质油受热后通过裂化反应转化为轻质油的加工工艺叫加氢裂化。加氢裂化是增产优质航空喷气燃料和优质轻柴油采用最广泛的方法。
4、延迟焦化
原料油受热后的生焦现象不在加热炉管内而延迟到焦炭塔内出现的过程叫延迟焦化。焦化的原料主要是减压渣油，也可用热裂化渣油。延迟焦化的产物主要是汽油、柴油、焦化蜡油、石油焦、焦化气等。
5、催化重整
在有催化剂作用的条件下，对汽油馏分中的烃类分子结构进行重新排列成新的分子结构的过程叫催化重整。催化重整按所用催化剂种类的不同，分为铂重整、铂铼重整和多金属重整。将汽油馏分进行催化重整可以得到高辛烷值汽油、轻芳烃和氢气三大产品。
6、烷基化
烯烃在异构烷烃或芳烃上的热反应或催化反应过程叫烷基化。烷基化的原料是异丁烷-丁烯气体馏分，产物是异辛烷和其它烃类组成的混合物，叫烷基化油。将烷基化油进行分馏，切割50-180℃的主要成分可得到工业异辛烷，是航空汽油和高级车用汽油的高辛烷值组分。
７、调合
调合是生产润滑油或为了改善某种油品组分和质量而常用的一种生产工序。调合的方法分为罐式调合和管道调合两种，我国目前大都采用罐式调合，调合的工序是按计算出的数量用泵将各种组分油从原料油储罐中抽入调合罐，然后再加入各种添加剂进行调合。
在有催化剂作用的条件下，对汽油馏分中的烃类分子结构进行重新排列成新的分子结构的过程叫催化重整。催化重整按所用催化剂种类的不同，分为铂重整、铂铼重整和多金属重整。将汽油馏分进行催化重整可以得到高辛烷值汽油、轻芳烃和氢气三大产品。
6、烷基化
烯烃在异构烷烃或芳烃上的热反应或催化反应过程叫烷基化。烷基化的原料是异丁烷-丁烯气体馏分，产物是异辛烷和其它烃类组成的混合物，叫烷基化油。将烷基化油进行分馏，切割50-180℃的主要成分可得到工业异辛烷，是航空汽油和高级车用汽油的高辛烷值组分。
７、调合
调合是生产润滑油或为了改善某种油品组分和质量而常用的一种生产工序。调合的方法分为罐式调合和管道调合两种，我国目前大都采用罐式调合，调合的工序是按计算出的数量用泵将各种组分油从原料油储罐中抽入调合罐，然后再加入各种添加剂进行调合。
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