㈠ 石油的真面目是什么
如果你去过油田,你会看到从地下采出来的石油是一种粘稠的,颜色很深的液体,人们叫它原油。
原油的颜色虽然很深,但各地产的石油并不是同一个色。大庆出的原油是黑色的,王门出的原油是绿色的、克拉玛依出的石油是褐色的。为什么颜色不一样?原来里面含的胶质和沥青多少不一样,含量越多颜色越深。
原油带有各种特殊的气味,这是由于里面含有一些有奇味的成分。比如有一种原油有股臭鸡蛋味,这是因为里面含有硫化氢。
原油的“体重”比较轻,密度大约是水的0.75或多一点,只有极少数的比水重。所以,大多的原油都可以浮在水上。
上面说好这些是原油的“外表”状况,那么它的“内心本质”是由什么元素组成的呢?经过分析,它主要是由碳和氢构成。其中碳占84%~87%左右,氢占12%~14%左右。余下的百分之一是极微量的硫、氧、氮等元素。
碳和氢可以形成多种化合物,按它们的原子数从少到多排列,有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷等等。石油就是由这些化合物组成的。
由于组成石油的各种化合物“脾气”不一样,所以直接用它不方便。这就像各种性格的人搅在一起,发挥不出正常的作用一样。为此,科学家决定给石油“分家”。“分家”的办法就是加热,也就是蒸馏。
由于甲烷、乙烷、丙烷、丁烷在常温下呈气体状态,所以一蒸馏,它们就从蒸馏塔顶跑出来。
当加温到40~150摄氏度时,就会从蒸馏塔上部流出戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷等化合物来,它们在这个温度下呈液态。这部分液体油就是汽油。它是石油家庭中的老大。
再加温150摄氏度以上,至300摄氏度时,在蒸馏塔中部会流出癸烷、十一烷至十五烷等化合物的混合物。这部分化合物也是液态,叫煤油。它是石油家庭中的老二。
再继续加温,从200摄氏度加到350摄氏度时,则会在蒸馏塔下部流出另一种液体——柴油来。它是石油家庭中的老三。老三的成分包括十一烷至二十烷等。
再加温,从300摄氏度开始,则会在蒸馏塔底部流出沸点很高的重油来,它是石油家庭中的老四。它是由十六烷至四十五烷等化合物组成的。
由于重油的沸点很高,到400摄氏度也不蒸发,所以不能再用一般加热的方法来给石油“分家”了。科学家采用减压加热法,使重油又“分家”了,又得到了柴油,还有润滑油、石蜡、沥青等许多有用的东西。
这样,我们基本上把石油的里里外外都看清了,把它们一家的大小兄弟都找出来了。
㈡ 原油是什么_
习惯上把未经加工处理的石油称为原油。一种黑褐色并带有绿色荧光,具有特殊气味的粘稠性油状液体。是烷烃、环烷烃、 芳香烃和烯烃等多种液态烃的混合物。
主要成分是碳和氢两种元素,分别占83~87%和 11~14%;还有少量的硫、氧、氮和微量的 磷、砷、钾、钠、钙、镁、镍、铁、钒等元素。比重0.78~0.97,分子量280~300,凝固点-50~24℃。原油经炼制加工可以获得各种燃料油、溶剂油、润滑油、润滑脂、石 蜡、沥青以及液化气、芳烃等产品,为国民经济各部门提供燃料、原料和化工产品。
2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,原油在3类致癌物清单中。
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㈢ 石油的物理性质
石油的化学成分将决定它的物理性质和经济价值,而石油没有固定的成分,因此也就没有固定的物理常数。但通过对分布广泛的石油大量相关资料的分析整理,还是能归纳出反映石油总特征的物理性质或相关物理性质的变化范围。了解这些性质对认识石油、进行石油地质研究和评价石油品质及经济价值是很有用的。
( 一) 颜色
在透射光下石油颜色可以呈淡黄、褐黄、深褐、淡红、棕、黑绿及黑等颜色。原油颜色的深浅主要取决于胶质、沥青质的含量,其含量愈高,则颜色愈深。
( 二) 密度
石油与天然气地质学
石油密度一般介于 0. 75 ~ 0. 98 之间。通常把密度大于 0. 90 的称为重质石油,小于0. 90 的称为轻质石油。世界各国的原油大多为轻质石油,重质石油居次要地位。石油密度最大的可达 1. 00 以上,这种石油用一般方法难于开采。
石油的密度主要取决于化学组成。就烃类而言,密度随碳数增加而增大。碳数相同的烃类,烷烃密度小些,环烷烃居中,芳烃密度较大。
密度是单位体积物质的质量,一般用 g/ml 或 g/cm3表示。密度与物质本身的成分和体积变化相关。液体石油的体积,在常压下随温度升高而增大。温度每增加1 ℉,单位体积所增加的体积数称为膨胀系数。它不是一个固定的常数,而是随密度减小而增大 ( 表 1 - 4) 。压力对石油的体积也有影响,随压力增大体积将因被压缩而减小。压力每增加 101325Pa,单位体积被压缩的体积数称为压缩系数。压缩系数也不是一个常数。
显然,温度和压力是影响石油体积的两个主要因素。考虑原油是气、液、固三相物质的混合物,以液态烃为主体的石油中含有不同数量的溶解气态烃、固态烃及非烃。实际上,在地下油气藏中,温度和压力不仅影响石油的体积,同时还影响到石油本身的物质组成,从而影响其质量。一方面,温度的增加有使溶解气逸出液态石油的趋势; 另一方面,压力的增加,将使原油中溶解气量增加。在地下油气藏中,温度、压力同时增加,而压力增加使溶解气增加的效应远大于温度增加使溶解气逸出的效应; 与此同时,溶解气量增加引起体积增加的效应远远超过随压力增加而使体积减小的效应。因此出现压力增加体积不是缩小而是增大,直至达到饱和压力为止 ( 图 1 -5) 。
表 1 -4 不同密度石油的膨胀系数
图 1 -5 在有气顶气条件下石油体积随压力增大而变化的情况( 转引自 A. I. Levorsen,1954)
由此可见,地下石油的密度不仅与温度、压力有关,还与溶解气量有关,且后者才是影响石油密度的本质因素。溶解气量增加则密度降低。地表与地下温度、压力条件不同,不仅影响石油体积,更主要的是由于溶解气量的差异,导致石油物质组成的差异,实质上是改变了石油的质量。地下石油含有较多的溶解气,这是地下石油密度比地表石油密度低的根本原因。
( 三) 黏度
黏度是反映流体流动难易程度的一个物理参数。黏度值实质上是反映流体流动时分子之间相对运动所引起内摩擦力的大小。黏度大则流动性差,反之则流动性好。石油黏度是制定石油开发方案、油井动态分析及石油储运都必须考虑的重要参数。黏度分为动力黏度、运动黏度和相对黏度。
动力黏度又称绝对黏度。在国际计量单位SI制中,单位为帕斯卡·秒(Pa·s)。其定义为:流体通过长度(L)为1m,横截面积(F)为1m2,渗透率(K)为1μm2的介质,当压差(ΔP)为1Pa,流量(Q)为1m3/s时,流体的黏度(η)为1Pa·s。其表达式为:
石油与天然气地质学
1Pa·s相当于C.G.S制10P,1mPa·s=10-3Pa·s。在101325Pa,20℃时,水的动力黏度为1mP·s。不同温度下的动力黏度用ηt表示。
动力黏度/密度,称为运动黏度。其单位为m2/s,称二次方米每秒。不同温度下的运动黏度用νt表示。
相对黏度又称恩氏黏度,是在恩氏黏度计中200mL原油与20℃时同体积的蒸馏水流出时间之比。常用Et表示。根据实验室测定的Et值,可以通过查换算表获得运动黏度,并计算出动力黏度。
石油地质学上通常所用的黏度多指动力黏度。石油黏度大小主要取决于其化学组成,如果小分子的烷烃、环烷烃含量高,黏度就低;而如果石蜡、胶质、沥青质含量高,黏度就高。
石油黏度随温度升高、溶解气量增加而降低。因此,地下石油的黏度常低于地表。在地下1500~1700m处,石油的黏度通常仅为地表的一半。如我国克拉玛依的原油,在地下温度为50℃时,η50=19.2mPa·s,在地表20℃时,η20=64.11mPa·s。
(四)溶解性
石油能溶于多种有机溶剂。如氯仿、四氯化碳、苯、醚等。石油是多种有机化合物的混合物,实际上各种化合物都可以看做有机溶剂,换言之,各成分之间具有互溶性。其中轻质组分对重质组分的溶解作用可能更明显些,也更容易理解。有可能这种溶解作用正是重质组分得以实现运移的有效途径。
石油在水中的溶解度一般很低,通常随分子量的增加很快变小,但随不同烃类化学性质的差异而有很大的差别。其中芳烃的溶解度最大,可达数百到上千微克/克;环烷烃次之,一般为(14~150)微克/克;烷烃最低,仅几个到几十微克/克。在碳数相同时,一般芳烃的溶解度大于链烷。如己烷、环己烷和苯分别为9.5mg/L、60mg/L和1750mg/L,差别是非常明显的。苯和甲苯是溶解度最大的液态烃。
当压力不变时,烃在水中的溶解度随温度升高而变大,芳烃更明显,但其随含盐度和压力的增大而变小(McAuliffe,1979)。当水中饱和CO2和烃气时,石油的溶解度将明显增加。
(五)凝固和液化
石油的凝固和液化温度没有固定的数值。在凝固和液化之间可以出现中间状态。富含沥青的石油在温度降低时无明显凝固现象。石油的凝固点与黏度和重质石蜡的含量有关,尤其与后者关系密切。富石蜡的石油在温度下降到结蜡点时,即伴随石蜡晶出而出现凝固现象;高黏度原油一般富含石蜡,10℃左右便会变成黏糊状或固体状;石油凝固点的高低与含蜡量及烷烃碳原子数具有正相关性。凝固点高的原油容易使井底及油管结蜡,这给采油增加困难。轻质石油凝固点很低,所以一般低凝固点的石油为优质石油。
(六)蒸发与挥发
蒸发和挥发都是指在常温常压下液体表面汽化的现象。二者可视为同义词。蒸发侧重于气化现象本身,而挥发则是侧重于表述这种现象的动态过程和结果。石油蒸发时轻组分优先逸出;而通常石油的挥发性即指其轻组分以气体形式离开石油散发掉的现象和事实;其结果使石油的密度增大。
(七)荧光性
石油在紫外光照射下可产生荧光的特性称为荧光性。石油中只有不饱和烃及其衍生物具有荧光性。这是因为它们能吸收紫外光中波长较短、能量较高的光子,随后放出波长较长、能量较低的光子,产生荧光。饱和烃不发荧光。荧光性可能与存在双键有关。
荧光色随不饱和烃及含双键的非烃浓度和分子量增加而加深。芳烃呈天蓝色,胶质为黄色,沥青质为褐色。利用石油具有荧光性,可以用紫外灯鉴定岩石中微量石油和沥青类物质的存在。在有机溶剂中只要含有10-5沥青类物质即可被发现。
(八)旋光性
大多数石油都具有旋光性,即石油能使偏振光的振动面旋转一定角度的性能。石油的旋光角一般是几分之一度到几度之间。绝大多数石油的旋光角是使偏振面向右旋移而成,仅有少数为左旋。石油的旋光性主要是与组成石油的化合物结构上存在不对称碳原子(又称手征碳原子或手征中心)有关。而通常存在手征碳原子的甾、萜类化合物是典型的生物成因标志化合物。因此旋光性可以作为石油有机成因的重要证据之一。
(九)导电性
石油及其产品具有极高的电阻率,石油的电阻率为109~1016Ω·m,与高矿化度的油田水(电阻率为0.02~0.1Ω·m)和沉积岩(1~104Ω·m)相比,可视为无限大。石油及其产品都是非导体。
(十)热值
石油作为重要的能源,其主要经济价值就在于它的热能。石油的热值因石油的品质差别而有所差异,密度在0.7~0.8kg/L的原油为44.5~47MJ/kg;密度为0.8~0.9kg/L的原油为43~44.5MJ/kg;密度为0.9~0.95kg/L的原油为42~43MJ/kg。与煤比较(煤的热值为22~32MJ/kg),大约1.5t煤的热值才相当于1t石油的热值。
㈣ 石油是什么
答:一、石油的内涵
石油是指气态、液态和固态的烃类混合物,具有天然的产状。
二、石油的成分
石油的主要成分是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。
三、石油的颜色
1、石油的颜色非常丰富,有甚红、金黄、墨绿、黑、褐红、至透明。
2、石油的颜色是它本身所含胶质、沥青质的含量决定的,含的越高颜色越深。
㈤ 石油到底是什么
如果你去过油田,你会看到从地下采出来的石油是一种粘稠的,颜色很深的液体,人们叫它原油。
原油的颜色虽然很深,但各地产的石油并不是同一个色。大庆出的原油是黑色的,王门出的原油是绿色的、克拉玛依出的石油是褐色的。为什么颜色不一样,原来里面含的胶质和沥青多少不一样,含量越多颜色越深。
原油带有各种特殊的气味,这是由于里面含有一些有奇味的成分。比如有一种原油有股臭鸡蛋味,这是因为里面含有硫化氢。
原油的“体重”比较轻,密度大约是水的0.75或多一点,只有极少数的比水重。所以,大多的原油都可以浮在水上。
上面说好这些是原油的“外表”状况,那么它的“内心本质”是由碳和氢构成。其中碳占84%~87%左右,氢占12%~14%左右。余下的百分之一是极微量的硫、氧、氮等元素。
碳和氢可以形成多种化合物,按它们的原子数从少到多排列,有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷等等。石油就是由这些化合物组成的。
由于组成石油的各种化合物“脾气”不一样,所以直接用它不方便。这就像各种性格的人搅在一起,发挥不出正常的作用一样。为此,科学家决定给石油“分家”。“分家”的办法就是加热,也就是蒸馏。
由于甲烷、乙烷、丙烷、丁烷在常温下呈气体状态,所以一蒸馏,它们就从蒸馏塔顶跑出来。
当加温到40~150摄氏度时,就会从蒸馏塔上部流出戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷等化合物来,它们在这个温度下呈液态。这部分液体油就是汽油。它是石油家庭中的老大。
再加温150摄氏度以上,至300摄氏度时,在蒸馏塔中部会流出癸烷、十一烷至十五烷等化合物的混合物。这部分化合物也是液态,叫煤油。它是石油家庭中的老二。
再继续加温,从200摄氏度加到350摄氏度时,则会在蒸馏塔下部流出另一种液体——柴油来。它是石油家庭中的老三。老三的成分包括十一烷至二十烷等。
再加温,从300摄氏度开始,则会在蒸馏塔底部流出沸点很高的重油来,它是石油家庭中的老四。它是由十六烷至四十五烷等化合物组成的。
由于重油的沸点很高,到400摄氏度也不蒸发,所以不能再用一般加热的方法来给石油“分家”了。科学家采用减压加热法,使重油又“分家”了,又得到了柴油,还有润滑油、石蜡、沥青等许多有用的东西。
这样,我们基本上把石油的里里外外都看清了,把它们一家的大小兄弟都找出来了。