1. 石油和天然气的关系是什么
随着科学技术的进步,人类终于发现了石油和天然气的奥秘,认识到石油和天然气是一种主要由碳(C)和氢(H)两种元素组成的多种化合物的混合物,是储存于地下岩石孔隙中的液态和气态可燃矿物。按质量计算,碳元素约占83%~87%,氢元素约占11%~14%。这两种元素合起来,约占石油总量的99%。在剩下的1%中,用发射光谱法和中子活化分析法还发现了57种元素。常见的有36种,主要是:硫(S)、氮(N)、氧(O)、铁(Fe)、钙(Ca)、镁(Mg)、硅(Si)、铝(A1)、钒(V)、镍(Ni)、铜(Cu)、锑(Sb)、锰(Mn)、锶(Sr)、钡(Ba)、钴(Co)、锌(Zn)、钼(Mo)、锡(Sn)、钠(Na)、钾(K)、磷(P)、锂(Li)、氯(C1)、铍(Be)、锗(Ge)、银(Ag)、砷(As)、金(Au)、钛(Ti)、铬(Cr)、镉(Cd)等。尤其是钒(V)和镍(Ni),是分布普遍并具有成因意义的两种微量元素。V、Ni含量及其比值,是确定生油岩有机相和油源对比的重要数据。
烃是有机化合物,约占石油成分的97%~99%。烃主要由碳和氢两种元素组成,并且按本身结构的不同形成类型迥异的碳氢化合物。其主要分为烷烃、环烷烃和芳香烃三类。由于组成烃的C、H原子数目不同,石油中含有大小悬殊的烃分子,最小的烃分子称甲烷(CH4),再大的还有乙烷、丙烷……癸烷,还有十一烷、十二烷、十三烷……由于烃分子大小不同,其沸点也不同,分子越小,沸点越低。分子小的(C1-4)是气体,中等的(C5-6)是液体,分子大的(C16以上)是固体。所以说,石油主要是由大小不同的烃分子组成的混合物。
2. 石油工业中干气和湿气是怎样区分
烃气(烃类气体)主要为C1~C4的烷烃,即甲烷到丁烷。其中CH4为甲烷,C2+为重烃气(2个碳数及以上的烃气)。烃类气体中,CH4≥95%、C2+ <5%的烃气,称干气,又叫贫气;CH4≥95%、C2+ >5%的烃气,称湿气,又叫富气。
3. 石油和天然气是怎么来的
石油与天然气的成因是一个极为复杂的课题,至今还存在一些争论.这主要原因是:
1.从物态上看:石油与天然气是流体,在地下一定条件下,它不断流动,现在所找到的油气藏并非其生成地方,而是经过一定距离运移而聚集起来的.
2.从化学组成上看:石油与天然气的组份很复杂,并非单一物质,且在地下运移过程中或其它条件的改变,其成份也在发生变化,其现今的组成并不代表其原貌.
3.由于分离及鉴定手段的限制,目前对石油组份的了解尚不充分.
由于石油的成因问题,关系到油气的勘探方向,所以,多年来,它一直吸引着许多国家地质学家,生物化学家和地球化学家.
§1 油气成因研究现状
从十八世纪七十年代以来,对油气成因的认识基本上分为无机成油和有机成油学说两大学派.
无机成油学说认为,石油是在地壳深处形成的,后来沿着深大断裂渗透到地壳上部,或者在天体形成时形成,当地壳冷凝时以"烃雨"的形式降落下来,后聚集成油气藏.其基本观点是石油是在地下高温,高压条件下形成的而非生物成因.其依据是:
(1)在实验室,用无机C,H元素合成了烃类;
(2)在岩浆岩内曾发现过石油,沥青;
(3)在宇宙其它星球大气层中也发现有碳氢化合物存在;
(4)在陨石中也发现有碳氢化合物及氨基酸等多达100多种;
(5)认为用有机观点对世界上有些大的沥青矿(如加拿大的阿萨巴斯卡沥青矿,储量达856亿吨以上)不能作出令人满意的解释.
但是,随着油气勘探的不断深入,越来越多的事实用无机学说无法自圆其说,只能证明现代有机成油理论的正确性.这些实事有
1.世界上已发现的油气田99.9%都分布在沉积岩中,只有极少数石油分布在岩浆岩和变质岩中,且这少数石油也被证明是从沉积岩中运移而来的,而与沉积岩无关的地盾和巨大的结晶岩突起发育区,至今未找到油气聚集.
2.石油在地层时代的分布上与煤,油页岩及有机质的分布状况相吻合的,表明它们在成因上是有联系的.
3.虽然世界上的石油没有成份完全相同的,但所有石油的元素组成和化合物组成是相近的或相似的,说明它们的成因可能大致相同.
4.大量油田测试结果可知,油层温度很少超过100℃,有些深部油层温度可以高达141℃,而当T超过250℃时,烃类就会发生急剧而彻底的裂解,生成石墨及H2,说明石油不可能在高温下形成.
5.从目前发现的油气藏分析看,石油生成,聚集成藏不需很长的时间,大约需不到一百万年.
6.石油中含的卟啉化合物,异戊间二烯型化合物,甾醇类,石油的旋光性都证明石油是在低温下,由生物有机质生成的.
7.石油地质工作者对近代沉积的研究成果表明,在近代沉积中确实存在着油气生成过程,且至今还在进行着,生成的数量也很可观.并且,在实验条件下,用有机质进行地下条件模拟,转化出了烃类,这为有机成因学说提供了有力的科学依据.
以上重要事实的存在,大大促进了石油有机生成理论的发展.特别是近代物理,化学,生物,地质学等基础理论的发展,及色谱,光谱,质谱,电子显微镜,同位素分析等先进技术手段的广泛采用,为应用有机地球化学知识来解决油气成因问题创造了条件,推动了石油生成现代科学理论的日臻完善.
在油气勘探初期,石油大部分被发现于海相地层中,使得不少石油地质家认为只有海相沉积才能生成油气,特别是在我国清末,民初,国外在中国陆相盆地进行油气勘探的失败,使得"唯海相生油论"猖獗一时.对此,以潘钟祥为代表的我国老一辈地质学家,通过对陕西,四川等地进行详尽的油气地研究,于1941年提出了陆相也能生油的理论,有力地驳斥了中国贫油论,极大地丰富了石油理论.
在油气有机学说中还存在着早期成因学说和晚期成因学说两种观点.前者主张沉积有机质在成岩过程中,逐步转化为石油和天然气,并运移到邻近的储层中去;后者则认为沉积物埋藏到较大深度后,到了成岩作用晚期或后生作用初期,沉积岩中的不溶有机质(干酪根)才开始发生热降解,生成大量液态石油和天然气.
在油气生成理论方面贡献比较大的是法国着明地球化学家B·P·Tissot,他在前人研究的基础上提出了干酷根热降解生烃演化模式,提出并完善了干酪根晚期生烃学说,揭示了油气生成,演化与分布的规律.
4. 液化石油气和天然气的区别是什么
主要区别有,性质不同、含有成分不同、安全性不同,具体如下:
一、性质不同
1、液化石油气
液化石油气是在炼油厂内,由天然气或者石油进行加压降温液化所得到的一种无色挥发性液体。
2、液化天然气
液化天然气是天然气经压缩、冷却至其沸点(-161.5℃)温度后变成液体。
二、含有成分不同
1、液化石油气
主要组成成分为丙烷、丙烯、丁烷、丁烯中的一种或者两种,而且其还掺杂着少量戊烷、戊烯和微量的硫化物杂质。
2、液化天然气
主要成分是甲烷,被公认是地球上最干净的化石能源。
三、安全性不同
1、液化石油气
液化石油气是一种有毒性的气体,但是这种毒性的挥发是有一定条件的。只有当液化石油气在空气中的浓度超过了10%时才会挥发出让人体出现反应的毒性。
2、液化天然气
无色、无味、无毒且无腐蚀性。
5. 石油和液化石油气的区别
汽车用汽油等污染较大,主要是因为汽油中含有的是辛烷等碳链较长的脂肪烃,完全燃烧耗氧较多,在发动机中容易燃烧不充分,因此容易产生一氧化碳等不完全燃烧产物污染环境;而液化石油气主要是丙烷、丁烷等低级脂肪烃组成,相对耗氧少,容易完全燃烧产生水和二氧化碳,因此污染较汽油少。
6. 天然气和液化石油气的主要成份分别是什么
天然气的主要成分主要成分是烷烃,其中甲烷占绝大多数燃烧的化学方程式为:CH4+2O2=点燃=CO2+2H2O。
液化石油气主要成分有乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和丁烷。
天然气和液化石油气有如下区别:
(1)成分
液化天然气(简称LNG)是井下开采的天然气经过净化之后,通过压缩升温,在混合制冷剂的作用下,冷却移走热量,并除去其中的氮气、二氧化碳、固体杂质、硫化物和水,再节流膨胀而得到-162℃体积缩小到1/600的以液态形式存在,主要成份是甲烷。
液化石油气(简称LPG)是由炼厂气或天然气(包括油田伴生气)加压、降温、液化得到的一种无色、挥发性气体。由炼厂气所得的液化石油气,主要成分为丙烷、丙烯、丁烷、丁烯,同时含有少量戊烷、戊烯和微量硫化合物杂质。
(2)环保性
LNG在液化过程中,已将硫、二氧化碳、水份等杂质除去,因此燃烧后排放出的污染气体要比LPG、柴油、重油等少50%以上,LNG已成为目前世界新能源中最纯净、最环保、无污染的首选。
(3)经济性
LPG热值为22033~29043kcal/Nm3,LNG热值为8500~9000 kcal/Nm3,同等热值下,1方液化石油气相当于2.6方天然气,但价格LPG约20元/立方米,LNG约4.5元/立方米。由此可见,同等热值情况下,天然气比液化石油气更实惠。
(4)安全性
LNG与LPG比较,其气相密度为0.74,比空气轻,稍有泄露,即可随空气飘散,其着火点为650℃,比LPG的460℃要高,其爆炸极限为5%-15%,比LPG的1%-15%要窄,LPG气化后的密度大于空气,不易挥发,易容发生窒息、燃烧、爆炸。
7. 液化石油气与液化天然气如何区分
液化气,简称LPG,存储和运输都在常温下;
液化天然气,简称LNG,需要有降温或保温装置,通常都是双通,即大筒套小桶,二者之间填充保温材料和抽真空。
触摸外壁的话,可能液化气的还要高些,但液化气如果用气量大,气体挥发速度较快,瓶壁温度降低,外瓶壁就会有结霜现象,而正是由于液化气仅用一层容器装的,液体温度低了才能反映在容器壁上。
液化石油气主要成分丙烷、丙烯;
液化天然气主要成分甲烷;
牛郎说的不对啊,摸天然气的会冻伤,那装它的容器的器壁得有多厚啊。
8. 石油和天然气怎么生成的
随着科学的发展,大量的证据表明,石油和天然气是由分散在沉积岩中的沉积有机质在成岩作用期间经微生物分解或热解作用而形成。
一、油气生成的原始物质
石油和天然气来源于有机质。早在古生代以前,地球上就出现了生物,随着地史的发展,生物广泛地发育起来。地球上的动植物种类繁多,数量很大,化学成分也异常复杂,但就生成油气的主要原始物质而言,仍然是以沉积岩中分散的有机质为主。那么有机物质的哪些组分可以生成油气呢?
(1)类脂化合物。常见的类脂化合物是脂肪,脂肪水解后生成脂肪酸,在还原条件下,脂肪酸发生去羧基和加氢作用,生成类似石油的液态烃类,是生油最主要的物质。类脂化合物主要来自于低等的生物和微生物体,如低等的藻类、细菌、低等水生物。
(2)蛋白质。蛋白质是生物体的基本组成物质之一,其性质不稳定,与酸、碱共热或遇酶水解可生成氨基酸的混合物。氨基酸去羧基和氨基可生成不同的低分子碳氢化合物。蛋白质主要来自于低等的生物(细菌、藻类等)。
(3)碳水化合物。碳水化合物即糖类,是高等植物的主要组分,易被水解、氧化及生物化学分解。碳水化合物在碱性条件下,发生糖化作用生成脂肪酸,再向烃类转化。碳水化合物较稳定的部分,如几丁质、纤维素等,可以被降解形成腐殖类物质向煤转化,同时,纤维素经微生物分解也可生成天然气。
(4)木质素。木质素来自于高等植物,它是由对甲基烯丙基苯为基本结构单元的高分子化合物,是形成腐殖质的原始物质,故人们认为它可能是石油中芳香烃的母质之一,也是成煤生气的主要物质。
可见,低等生物(如藻类和低等水生动物)和微生物是生成油气的主要物质。
二、油气生成的外界条件
有机质为石油和天然气的生成提供了物质基础,但要使有机质保存下来,并向油气转化,必须有适当的外界条件。
(一)古地理环境和大地构造条件
根据对现代沉积相和古代沉积岩的调查研究,浅海区、海湾、潟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。这些地方适宜于生物生活和繁殖,有丰富的有机质,且水体宁静,含氧量少,具有生成油气的还原环境;沉积物来源充足,沉积速度快,有机物能迅速被掩埋起来,利于有机质的保存。
从大地构造角度来说,沉积盆地中各类坳陷具有长时期的沉降作用,且沉降的幅度不断被沉积物所补偿,始终保持有利于生物繁殖的水深环境,保证沉积有机物不断被新的沉积物所覆盖,保持还原环境,减少有机物被氧化消耗。随着有机物埋深加大,地层温度升高,有利于沉积有机质向油气转化。我国松辽盆地中、新生代沉积层厚约5500m,华北、四川、准噶尔盆地沉积岩厚达上万米,这些盆地都找到了丰富的油气藏。
(二)物理化学条件
有机质向油气转化的物理化学条件主要有细菌、温度、压力、催化剂。
细菌是地球上分布最广、繁殖最快的微生物。细菌能引起多种生物化学作用,尤其是厌氧细菌可以把沉积有机质分解成各种单体化合物和沥青质。在成岩作用初期阶段,细菌分解作用是主导作用。
温度可以加速化学反应进行。沉积有机质在埋藏深度不断加大,地层温度不断上升的情况下,有机质发生热解形成烃类。高温下,有机质变质作用增强,裂解成气态物质(甲烷)和石墨。在油气形成过程中,温度起主导作用。随着沉积有机质埋藏深度加大,压力升高,在中等温度(50℃)下,增加压力到30~70MPa时,类脂化合物室内模拟试验时产生烃。
压力可以促进加氢作用,使高分子烃变成低分子烃,使不饱和烃变为饱和烃,对形成石油的质量有影响。
催化剂是指能够加速有机质向油气转化的物质,但它本身在反应前后并不发生变化。室内研究表明,在150~200℃时硅酸铝能催化脂肪、氨基酸以及其他类脂化合物生成烃类化合物,膨润土也有催化作用。
三、油气生成阶段
有机质向油气转化,依据其作用因素和产物的不同,大致可以划分为三个阶段。
(一)生物化学生气阶段
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℃,以细菌活动为主。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。同时,阶段后期有极少量的碳数较高的液态烃形成。因此,此阶段只能形成气藏,而不能形成像样的油藏。
(二)热催化生油阶段
随着有机质埋深加大,地层温度、压力不断升高,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。其中在60~120℃、深度在1500~3000m范围内,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“生油门限温度”。在埋深3000~6000m、温度120~210℃阶段,温度的作用更为显着,有机质热解产生少量的气态物,先形成的液态烃部分裂解,形成湿气或凝析气。
(三)热裂解生气阶段
当埋深超过6000m、温度超过210℃时,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”。
四、生油(气)层
能够生成工业数量的石油和天然气的岩石,称为生油(气)岩,也称为生油(气)母岩。由生油(气)岩组成的岩层称为生油(气)层,它是自然界生成石油和天然气的场所。
生油(气)层是由颗粒较细的沉积岩层组成。常有两类岩石:一是黏土岩,包括泥岩和页岩;二是碳酸盐岩,如泥晶灰岩、介壳灰岩、白云岩、礁灰岩等。生油(气)层的共同特征是:颜色较深,多为灰褐、黑色;颗粒较细;含有较多的分散状有机质(如微体古生物化石)和黄铁矿。
生油(气)层常形成于水体较为安静、有机质丰富的深湖相、半深湖相、前三角洲相、浅海相、潟湖相等相带。
生油岩的鉴别,目前已由定性的判断向定量的方法分析转变。定量确定生油岩是分析岩石中的各种地球化学指标,包括有机质丰度指标、有机质类型指标、有机质成熟度指标和有机质转化指标四类。
9. 石油和天然气是如何形成的
1、石油的形成:
石油的原料是生物的尸体,生物的细胞含有脂肪和油脂,脂肪和油脂则是由碳、氢、氧等3种元素组成的。生物遗体沉降于海底或湖底并被淤泥覆盖之后,氧元素分离,碳和氢则组成碳氢化合物。 大量产生碳氢化合物的岩石即称为“石油源岩”。埋没于地中的石油源岩受到地热和压力的影响,再加上其他多种化学反应之后就产生石油,而石油积存于岩石间隙之间便形成油田。
2、天然气的形成:
天然气的形成与生物有关。在地质历史中,海洋里生存着大量的生物,它们在生长过程中具有分泌钙质骨骼的能力,在水深、温度、光照和海水含盐度适宜的条件下,这些生物一代又一代地繁殖,便形成了坚固的生物礁。它们死亡后,被沉积物覆盖并埋藏在地层深部,在长期的地质作用下,逐渐成为天然气形成的物质基础。
10. 石油和天然气的联系和区别
1、状态不一样
石油:液态黑色物质;
天然气:普通状态下为无色无味气体;
2、价格不一样
石油:价格高,战略价值高;
天然气:价格便宜。
联系:都可以通过原油进行提炼而成。
(10)石油和气怎么分别扩展阅读:
天然气基本特点
天然气是较为安全的燃气之一,它不含一氧化碳,也比空气轻,一旦泄漏,立即会向上扩散,不易积聚形成爆炸性气体,安全性较其他燃体而言相对较高。
采用天然气作为能源,可减少煤和石油的用量,因而大大改善环境污染问题;天然气作为一种清洁能源,能减少二氧化硫和粉尘排放量近100%,减少二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%,并有助于减少酸雨形成,舒缓地球温室效应,从根本上改善环境质量。
天然气作为汽车燃料,具有单位热值高、排气污染小、供应可靠、价格低等优点,已成为世界车用清洁燃料的发展方向,而天然气汽车则已成为发展最快、使用量最多的新能源汽车。
但是,对于温室效应,天然气跟煤炭、石油一样会产生二氧化碳。因此,不能把天然气当做新能源。其优点有:
绿色环保
天然气是一种洁净环保的优质能源,几乎不含硫、粉尘和其他有害物质,燃烧时产生二氧化碳少于其他化石燃料,造成温室效应较低,因而能从根本上改善环境质量。
经济实惠
天然气与人工煤气相比,同比热值价格相当,并且天然气清洁干净,能延长灶具的使用寿命,也有利于用户减少维修费用的支出。天然气是洁净燃气,供应稳定,能够改善空气质量,因而能为该地区经济发展提供新的动力,带动经济繁荣及改善环境。
安全可靠
天然气无毒、易散发,比重轻于空气,不宜积聚成爆炸性气体,是较为安全的燃气。