1-1石油与天然气

课程：储运油料学教材：油料物性分析与参数测定课程的主要任务：介绍储运油料（石油、石油产品、天然气）的相关知识，重点是油料的性质、组成、质量指标及影响其质量变化的因素，能理解储运管理中如何保持油品质量及处理油品变质等问题。§1-1石油与天然气石油是一种成分十分复杂的天然有机物的混合物，是由各种碳氢化合物与少量杂质、非烃化合物等组成的液态可燃有机矿产；未经加工的石油称为原油。概念1--石油：石油曾被称为石漆、膏油、肥、石脂、脂水、可燃水等，直到北宋时科学家沈括才第一次提出了“石油”这一科学的命名。§1-1石油与天然气概念2--天然气是一种多组分的混合气态化石燃料，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。石油工业中所讲的天然气是指与生物成因有关的油田气和气田气，是可燃性气体。非常规天然气：煤层气、页岩气§1-1石油与天然气一、石油与天然气的成因油气成因可分为无机成油、有机成油学说两大学派。无机学说中有宇宙成油说、岩浆说等。有机成油学说中按成油物质类型可分为动物成油说、植物成油说；按成油环境可分为陆相成油说、海相成油说；按油气形成时间可分为早期成油说、晚期成油说§1-1石油与天然气学术界普遍认为：石油和天然气是由沉积有机质（海洋或陆地形成的均可）在成岩作用期间经热解作用而形成的。1.油气生成的原始物质：有机质。2.油气生成的外界条件：（1）地理环境：浅海区、海湾、泻湖以及内陆湖泊的深湖--半深湖、前三角洲地区是有利的生油气地理环境。（2）物理化学条件：有细菌、温度、压力、催化剂。细菌：厌氧菌促进有机质分解温度：温度越高，有机质的热裂解速度越快，气体生成量越多。压力：促进加氢作用，使热裂解生成的不饱和烃变成饱和烃。催化剂：硅酸铝、膨润土等具有催化作用。§1-1石油与天然气3.油气生成的过程：（1）生物化学阶段有机质自沉积埋藏开始至1500m深度范围，压力增大，温度小于60℃,细菌活动为主。有机质在细菌作用下发生分解，产生大量气态物质，如CH4、CO2、N2等。因此，此阶段只能形成气藏，而不能形成象样的油藏。§1-1石油与天然气3.油气生成的过程：（2）热催化生油阶段随着埋深加大，地层温、压不断升高，细菌作用逐渐减弱，地热及无机催化作用起着主导作用。此阶段深度大约在1500～6000m,温度在60～210℃之间。1500～3000m：温度60～120℃,有机质发生催化降解、加氢作用,大量的液态烃和气态烃形成,称之为“生油主带”。我们把有机质开始热解成为大量石油烃和气态烃的温度（约60℃）称为“石油门限温度”。3000～6000m：温度120～210℃,温度的作用更为显著。有机质热解产生少量的气态物，先形成的液态烃部分裂解，而形成湿气或凝析气。§1-1石油与天然气3.油气生成的过程：（3）热裂解生气阶段当埋深超过6000m：温度超过210℃，有机质和已生成的石油发生降解，早期尚有少量的液态烃，但最终它们均裂解成为气态烃（CH4）和石墨，称之为“干气阶段”。§1-1石油与天然气二、石油的化学组成1、石油的物理性质：颜色：绝大多数是黑色，也有绿色、暗褐色、赤褐、浅黄、无色；密度：0.8～0.98之间，个别有大于1.02或小于0.71气味：浓烈的气味；§1-1石油与天然气二、石油的化学组成2、化学组成（1）元素组成：主要由C、H、O、S、N等元素组成，其中C含量为84～87%，H含量为11～14%，O、S、N及微量元素一般只占1～4%，个别情况下，S含量可高达7%。（注：以上含量均为质量分数）。（2）馏分组成：利用组成石油的化合物具有不同沸点的特性，通过加热蒸馏将其切割成不同沸点范围的若干部分，每一部分即为一个馏分。馏分轻馏分中馏分重馏分石油气汽油喷气燃料柴油润滑油渣油温度（℃）＜3530～200130～280200～350350～520＞520§1-1石油与天然气（3）烃类和非烃类组成石油中所含烃类化合物：烷烃：又称脂肪烃。在常温常压下C1—4的烷烃是气态；C5-16是液态；C17+是固态。石油中正构烷烃和异构烷烃均存在。环烷烃：是碳和氢的环状化合物，属于饱和烃。据环的数目分为单环、双环、三环和多环烷烃，其中以五元环、六元环化合物为主。芳香烃：单环化合物中以苯、甲苯、二甲苯为主，出现于原油的低沸点馏分中，稠环芳烃存在于重质馏分中。§1-1石油与天然气石油中所含非烃类化合物：含硫化合物：主要以H2S、硫醇（RSH）、硫醚（RSR′）、环硫醚等形式存在。按含硫量将原油分为高硫原油（含硫量大于2%）、低硫原油（含硫量小于0.5%）、含硫原油（含硫量0.5%-2%）。我国多为低硫原油和含硫原油。含氮化合物：原油中含氮化合物含量为万分之几，主要为杂环化合物（如吡啶、喹啉、吡咯、吲哚及其同系物）。含氧化合物：原油中含氧量约千分之几，个别原油可达2%～3%（质量），主要为环烷酸、脂肪酸及酚，统称为“石油酸”§1-1石油与天然气三、天然气的化学组成天然气以碳、氢元素为主，其中碳元素约占65﹪～80﹪（质量），氢元素约占12﹪～20﹪（质量），另有少量氮、氧、硫及其他微量元素。烃类的组成：以甲烷为主，通常占65﹪～99﹪（质量）以上。此外，还有少量的乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷等。甲烷称轻烃，乙烷及以上的烃类称重烃。非烃组成：主要有H2、N2、CO、CO2、H2S、SO2及惰性气体。§1-1石油与天然气四、石油与天然气的生产需要状况石油工业发展历程：1955年，新疆-克拉玛依油田1959年，大庆油田；1963年，山东胜利油田，天津大港油田；1970年，辽河油田，1986年实现千万吨，1995年超过1500万吨，目前，双千目标。§1-1石油与天然气（一）世界状况世界石油产量排名：排名国家产量，亿吨1俄罗斯5.132沙特4.653美国3.54中国2.075伊朗1.86加拿大7墨西哥8巴西和9伊拉克10科威特世界石油消费量排名：第一名美国第二名中国第三名日本第四名德国第五名俄罗斯§1-1石油与天然气中国天然气的情况（单位：十亿立方米）：中国石油的产量和消费量的情况（单位：千桶/日）§1-1石油与天然气1、石油消费量年份2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年原油需求量3.2883.4903.6893.9254.4094.544.785.0原油产量1.8381.8601.9001.8852.0162.02.072.1原油进口量1.4501.6301.7892.0402.39320542.712.9§1-1石油与天然气石油进口来源（单位：千桶/日）§1-1石油与天然气§1-1石油与天然气§1-1石油与天然气（1）海运航线是最重要进口来源，主要有4条：中东航线，拉美航线，非洲航线，东南亚航线。其中进口总量70%要经过马六甲海峡(2）未来LNG进口的四条航线非洲航线：东非坦桑尼亚－广州10500km中东航线：卡塔尔多哈－广州10000km北美航线：温哥华－上海9500km澳洲航线：佩思－香港7000km其中北美LNG进口航线：优势在于不通过海峡，且距离短于从非洲和中东进口，是较优选择；(3）管道3个方向，是海运航线的重要补充：西北油气通道：中哈油管线、中哈气管线；西南油气通道：中缅油管线、中缅气管线；东北油气通道：中俄油管线；