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1、精细化学品化学第十二章石油化学品 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第十二章第十二章 石油化学品石油化学品南堡油田 新发现的冀东新发现的冀东南堡油田南堡油田位于河北省唐山市位于河北省唐山市境内曹妃甸港区，地质上为渤海湾盆地黄骅凹境内曹妃甸港区，地质上为渤海湾盆地黄骅凹陷北部的南堡凹陷，属中石油冀东油田公司勘陷北部的南堡凹陷，属中石油冀东油田公司勘探开发范围。据数据显示，冀东南堡油田已发探开发范围。据数据显示，冀东南堡油田已发现四个含油构造，基本落实三级
2、油气地质储量现四个含油构造，基本落实三级油气地质储量（当量）（当量）10.2亿吨，其中亿吨，其中探明储量探明储量4.0507亿吨，亿吨，控制储量控制储量2.9834亿吨，亿吨，预测储量预测储量2.0217亿吨，亿吨，天然气地质储量折算油当量天然气地质储量折算油当量1.1163亿吨亿吨 有知情人士称，大油田的储量规模远不止有知情人士称，大油田的储量规模远不止10亿亿吨，有可能再多出一倍。据介绍，当年发现的吨，有可能再多出一倍。据介绍，当年发现的大庆油田当时说储量不过大庆油田当时说储量不过22亿吨，但是，到现亿吨，但是，到现在已经探明的储量超过了在已经探明的储量超过了50亿吨。据此推断，亿吨。据此
3、推断，冀东南堡油田的储量可能再多出一倍。冀东南堡油田的储量可能再多出一倍。实际上，在业内人士看来实际上，在业内人士看来10亿吨并不是一个亿吨并不是一个很大的数目。很大的数目。“10亿吨油够全国用亿吨油够全国用3年年”河北河北省石油商会的孔先生说，我国去年消费石油省石油商会的孔先生说，我国去年消费石油总量为总量为3.2亿吨，其中进口亿吨，其中进口1.5亿吨。在国民经亿吨。在国民经济快速发展的时候，这块济快速发展的时候，这块10亿吨级大油田，亿吨级大油田，战略意义战略意义更大。更大。全球石油危机可能爆发石油输出国组织（欧佩克）轮值主席罗德里格斯在奥地利维也纳警告说，鉴于世界石油生产能力已经接近极限
4、，一场全球性的石油危机有可能爆发。中国一次能源消费中国一次能源消费结构示意图结构示意图世界一次能源消费世界一次能源消费结构示意图结构示意图第一次危机（1973年）1973年年10月第四次中东战争爆发，为打击以月第四次中东战争爆发，为打击以色列及其支持者，石油输出国组织的阿拉伯色列及其支持者，石油输出国组织的阿拉伯成员国当年成员国当年12月宣布收回原油标价权，并将月宣布收回原油标价权，并将其基准原油价格从每桶其基准原油价格从每桶3.011美元提高到美元提高到10.651美元，使油价猛然上涨了两倍多，从而美元，使油价猛然上涨了两倍多，从而触发了第二次世界大战之后最严重的全球经触发了第二次世界大战之
5、后最严重的全球经济危机。济危机。持续持续3年的能源危机对发达国家的经济造成了年的能源危机对发达国家的经济造成了严重的冲击。在这场危机中，美国的工业生严重的冲击。在这场危机中，美国的工业生产下降了产下降了14，日本的工业生产下降了，日本的工业生产下降了20以上，所有工业化国家的经济增长都明显放以上，所有工业化国家的经济增长都明显放慢。慢。第二次危机（1978年）1978年底，世界第二大石油出口国伊朗的年底，世界第二大石油出口国伊朗的政局发生剧烈变化，伊朗亲美的温和派国王政局发生剧烈变化，伊朗亲美的温和派国王巴列维下台，引发第二次石油危机。巴列维下台，引发第二次石油危机。此时又爆发了两伊战争，石油
6、产量受到影此时又爆发了两伊战争，石油产量受到影响，从每天响，从每天580万桶骤降到万桶骤降到100万桶以下，打万桶以下，打破了当时全球原油市场上供求关系的脆弱平破了当时全球原油市场上供求关系的脆弱平衡。衡。随着产量剧减，全球市场上每天都有随着产量剧减，全球市场上每天都有560万桶万桶的缺口。油价在的缺口。油价在1979年开始暴涨，从每桶年开始暴涨，从每桶13美元猛增至美元猛增至1980年的年的34美元。这种状态持续美元。这种状态持续了半年多，此次危机成为上世纪了半年多，此次危机成为上世纪70年代末西年代末西方经济全面衰退的一个主要诱因。方经济全面衰退的一个主要诱因。第三次危机（1990年）19
7、90年年8月初伊拉克攻占科威特之后，伊月初伊拉克攻占科威特之后，伊拉克遭受国际经济制裁，使得伊拉克的原油拉克遭受国际经济制裁，使得伊拉克的原油供应中断，国际油价因而急升至供应中断，国际油价因而急升至42美元的高美元的高点。美国经济在点。美国经济在1990年第三季度加速陷入衰年第三季度加速陷入衰退，拖累全球退，拖累全球GDP增长率在增长率在1991年跌破年跌破2%。国际能源机构启动了紧急计划，每天将国际能源机构启动了紧急计划，每天将250万桶的储备原油投放市场，使原油价格在一万桶的储备原油投放市场，使原油价格在一天之内就暴跌天之内就暴跌10多美元。以沙特阿拉伯为首多美元。以沙特阿拉伯为首的欧佩克
8、也迅速增加产量，很快稳定了世界的欧佩克也迅速增加产量，很快稳定了世界石油价格。石油价格。积极影响 回顾过去发生过的石油危机，也曾带来积回顾过去发生过的石油危机，也曾带来积极的一面，首先危机引发了世界能源市场长远极的一面，首先危机引发了世界能源市场长远的结构性变化，迫使主要进口国积极寻找替代的结构性变化，迫使主要进口国积极寻找替代能源，开发节能技术。能源，开发节能技术。居高不下的汽油价格促使厂家推出更多高居高不下的汽油价格促使厂家推出更多高能效的汽车：能效的汽车：1990年美国汽车每加仑汽油的平年美国汽车每加仑汽油的平均行驶里程较均行驶里程较1973年增长了年增长了40%。另一方面刺激了非欧佩克
9、国家石油产量的另一方面刺激了非欧佩克国家石油产量的增长，提高生产率。但是由于产品的推陈出新、增长，提高生产率。但是由于产品的推陈出新、替代能源的发现往往需要相当长时间，因此高替代能源的发现往往需要相当长时间，因此高油价仍然是经济增长的一大风险。油价仍然是经济增长的一大风险。伊战打出中国石油危机 这次美国攻打伊拉克既是为了这次美国攻打伊拉克既是为了“反恐反恐”，更是为了控制中东的石油资源和国际战略通道，更是为了控制中东的石油资源和国际战略通道，以巩固美国作为世界霸主的地位。这更加突显以巩固美国作为世界霸主的地位。这更加突显了中国建立石油战略储备系统的紧迫性。了中国建立石油战略储备系统的紧迫性。美
10、国在控制中东的石油和重要航道之后，它美国在控制中东的石油和重要航道之后，它可以可以“想让谁的油轮通过谁就通过，不想让想让谁的油轮通过谁就通过，不想让谁通过谁就通不过谁通过谁就通不过”。中国今后可能成为美中国今后可能成为美国在亚太地区最主要的战略竞争对手，显然国在亚太地区最主要的战略竞争对手，显然也是美国在石油领域潜在的制约目标。也是美国在石油领域潜在的制约目标。中国石油现状 中国的石油储备不足，中国的石油入口远中国的石油储备不足，中国的石油入口远远大於出口，且比例在逐年扩大，相信未来难远大於出口，且比例在逐年扩大，相信未来难见改善。随着经济的高速增长，中国对石油的见改善。随着经济的高速增长，中
11、国对石油的需求也在迅速攀升。从需求也在迅速攀升。从1996年起，中国就成为年起，中国就成为继美国、日本之后的第三大石油消费国。继美国、日本之后的第三大石油消费国。近20年来中国石油净进口量变化示意图中国未来石油供需平衡二零零二年中国原油进口来源分布15Back运输通道：运输通道：“马六甲困局马六甲困局”国际市场石油价格增长走势国际市场石油价格增长走势4、价格波动：不能承受之升1515我国石油分布图石油开采遇困难 中国的石油开采主要集中在东北、华北中国的石油开采主要集中在东北、华北和西北地区，海上开采能力正在高速增长之和西北地区，海上开采能力正在高速增长之中。但是，中国在中。但是，中国在南沙群岛
12、南沙群岛的石油开采一直的石油开采一直无法进行，这是因为在美国的暗中支持下，无法进行，这是因为在美国的暗中支持下，越南、菲律宾等国家总是阻挠中国在南沙打越南、菲律宾等国家总是阻挠中国在南沙打井。在井。在陆地陆地，中国与中亚国家的石油交易也，中国与中亚国家的石油交易也受到美国的制约。受到美国的制约。开源节流重储保运1 25W的灯泡持续亮40小时 普通电扇持续15小时 8公斤水烧开新疆达坂城2号风电场装有157台风机,总容量达8.28万千瓦,是中国最早开发和规模最大的风电场之一 珠峰大本营的太阳能光伏板三峡水电站江苏田湾核电站1号机组第一节第一节 概概 述述第十二章第十二章 石油化学品石油化学品石油
13、化学品包括石油化学品包括:油田化学品和石油助剂。油田化学品和石油助剂。油田化学品：油田化学品：解决油田钻井、完井、采油、解决油田钻井、完井、采油、注水、提高采油收率及集运等进程中所使用注水、提高采油收率及集运等进程中所使用的化学助剂的化学助剂石油助剂：石油助剂：为改进石油产品使用性能和为改进石油产品使用性能和保存性能而采用的化学助剂，如燃料油保存性能而采用的化学助剂，如燃料油添加剂、润滑油添加剂等添加剂、润滑油添加剂等石油开采工程主要包括以下石油开采工程主要包括以下4个方面个方面：测井工程。即在井筒中应用地球物理方测井工程。即在井筒中应用地球物理方法，把钻过的岩层和油气藏中的原始状况法，把钻过
14、的岩层和油气藏中的原始状况和发生变化的信息，通过电缆传到地面，和发生变化的信息，通过电缆传到地面，据以综合判断，确定应采取的技术措施。据以综合判断，确定应采取的技术措施。钻井工程。在油气田开采中，占有十分重钻井工程。在油气田开采中，占有十分重要的地位，往往占总投资的要的地位，往往占总投资的50。一个油气。一个油气田的开发应根据油田开发规划钻井。应保证田的开发应根据油田开发规划钻井。应保证钻出的井对油气层的污染最少，固井质量高，钻出的井对油气层的污染最少，固井质量高，能经受开采几十年的各种井下作业的影响。能经受开采几十年的各种井下作业的影响。改进钻井技术和管理，提高钻井速度，是降改进钻井技术和管
15、理，提高钻井速度，是降低钻井成本的关键。低钻井成本的关键。镶金刚石钻头镶金刚石钻头 金刚石金刚石采油工程。是把油、气在油井中从井底举采油工程。是把油、气在油井中从井底举升到井口的整个过程的工艺技术。油气的上升到井口的整个过程的工艺技术。油气的上升可以依靠地层的能量自喷也可以依靠抽油升可以依靠地层的能量自喷也可以依靠抽油泵、气举等人工增补的能量举升到井口。包泵、气举等人工增补的能量举升到井口。包括各种修井措施，能排除油井经常出现的结括各种修井措施，能排除油井经常出现的结蜡、出水、出砂等故障，保证油井正常生产；蜡、出水、出砂等故障，保证油井正常生产；水力压裂或酸化等增产措施，能提高因油层水力压裂或
16、酸化等增产措施，能提高因油层渗透率太低，或因钻井技术措施不当污染、渗透率太低，或因钻井技术措施不当污染、损坏油气层而降低的产能。损坏油气层而降低的产能。油气集输工程。将油田各油井生产的原油气集输工程。将油田各油井生产的原油和油田气进行收集、分离、处理、计量油和油田气进行收集、分离、处理、计量和储存，并分别输送至矿场油库式外输油和储存，并分别输送至矿场油库式外输油站和压气站。使油气井中采出的油、气、站和压气站。使油气井中采出的油、气、水等混合流体，在矿场进行分离和初步处水等混合流体，在矿场进行分离和初步处理，获得尽可能多的油气产品。水可回注理，获得尽可能多的油气产品。水可回注或加以利用，以防止污
17、染环境。或加以利用，以防止污染环境。携带、悬浮岩屑控制压力形成泥饼破岩、清岩保护油气层传递水功率一一.钻井用化学品钻井用化学品第二节第二节 原油开采及处理添加剂原油开采及处理添加剂保持清洁；控制压力；保持清洁；控制压力；冷却润滑；防止垮塌；冷却润滑；防止垮塌；避免损害；取准资料；避免损害；取准资料；传递功率；承受重量。传递功率；承受重量。1.钻井液的主要作用钻井液的主要作用1.煤碱剂：煤碱剂：由褐煤由褐煤(或泥煤、草炭或泥煤、草炭)加适量加适量烧碱提取的腐植酸钠制剂。其分子组成是烧碱提取的腐植酸钠制剂。其分子组成是苯的稠环有机化合物苯的稠环有机化合物,环上有多量的羟基、环上有多量的羟基、羧基和
18、羧钠基团，具有很好的吸附和水化羧基和羧钠基团，具有很好的吸附和水化能力，稳定剂（防絮凝）能力，稳定剂（防絮凝）。2.消泡剂消泡剂（1）作用：减少泥浆进入地层的失水量，利于）作用：减少泥浆进入地层的失水量，利于形成致密的渗透性好的泥饼。形成致密的渗透性好的泥饼。（2）类型）类型 特制的超细颗粒材料，如沥青，硅灰等。特制的超细颗粒材料，如沥青，硅灰等。水溶性高分子及有机材料。水溶性高分子及有机材料。3.降滤失剂（降失水剂）降滤失剂（降失水剂）（1）作用：降低钻井液的黏度，控制钻井）作用：降低钻井液的黏度，控制钻井液的流动。液的流动。（2）作用机理：天然或合成高分子降黏剂）作用机理：天然或合成高分子
19、降黏剂带有多官能团的长链分子，可通过配位键吸带有多官能团的长链分子，可通过配位键吸附于黏土上，可改变黏土的表面性质和吸附附于黏土上，可改变黏土的表面性质和吸附水化膜的厚度。水化膜的厚度。4.降黏剂降黏剂石油钻井设备石油钻井设备原油开采包括三个阶段：原油开采包括三个阶段：一次采油一次采油二次采油二次采油三次采油。三次采油。二二 强化采油添加剂强化采油添加剂有杆泵抽油装置有杆泵抽油装置游梁式抽油机结构示意图游梁式抽油机结构示意图三三 原油处理添加剂原油处理添加剂油气集输工程。油气集输工程。破乳剂破乳剂防蜡剂防蜡剂清蜡剂清蜡剂第三节第三节 燃料油添加剂燃料油添加剂1.抗爆剂抗爆剂辛烷值？辛烷值？爆震
20、，爆震，是经过压缩的油气混合体，在火是经过压缩的油气混合体，在火花塞还没点火之前、就因被压缩行程所造花塞还没点火之前、就因被压缩行程所造成的气体分子运动产生的高热点燃，形成成的气体分子运动产生的高热点燃，形成所谓的自燃现象，随后火花塞又再次点燃所谓的自燃现象，随后火花塞又再次点燃压缩油气混合物，造成二团高爆火球在压缩油气混合物，造成二团高爆火球在燃烧室里剧烈碰撞。燃烧室里剧烈碰撞。爆震？爆震？石油是由各种烷烃组成的，其中石油是由各种烷烃组成的，其中异辛烷异辛烷的抗爆性最好，的抗爆性最好，正庚烷抗暴性最差，同化学结构的烃类，具有不同的抗正庚烷抗暴性最差，同化学结构的烃类，具有不同的抗爆震爆震能力
21、。能力。异辛烷异辛烷（2，2，4-三甲基戊烷）的抗爆性较三甲基戊烷）的抗爆性较好，辛烷值给定为好，辛烷值给定为100。正庚烷正庚烷的抗爆性差，给定为的抗爆性差，给定为0。汽油辛烷值的测定是以异辛烷和正庚烷为标准燃料，按汽油辛烷值的测定是以异辛烷和正庚烷为标准燃料，按标准条件，在实验室标准单缸汽油机上用对比法进行的。标准条件，在实验室标准单缸汽油机上用对比法进行的。调节标准燃料组成的比例，使标准燃料产生的爆震强度调节标准燃料组成的比例，使标准燃料产生的爆震强度与试样相同，此时标准燃料中异辛烷所占的体积百分数与试样相同，此时标准燃料中异辛烷所占的体积百分数就是试样的辛烷值。比如：标号就是试样的辛烷
22、值。比如：标号90#的汽油，即它燃烧时的汽油，即它燃烧时的爆震强度与含有的爆震强度与含有90%异辛烷的标准燃料（由异辛烷正异辛烷的标准燃料（由异辛烷正庚烷组成）相当。庚烷组成）相当。辛烷值辛烷值（1）抗爆剂的作用：提高车用汽油的辛烷值。）抗爆剂的作用：提高车用汽油的辛烷值。四乙基铅是有香味的无色液体，但有毒，有的四乙基铅是有香味的无色液体，但有毒，有的地方在其中适当加一些色料，提醒人们注意这地方在其中适当加一些色料，提醒人们注意这是含铅汽油。这种抗震剂已沿用了几十年，但是含铅汽油。这种抗震剂已沿用了几十年，但在汽车越来越多的今天，汽油燃烧后放出的尾在汽车越来越多的今天，汽油燃烧后放出的尾气中所
23、含微量的铅化合物已成为公害。气中所含微量的铅化合物已成为公害。1L汽油中若加入汽油中若加入1mL四乙基铅四乙基铅Pb(C2H5)4，它的辛烷值可以提高它的辛烷值可以提高1012个标号。个标号。一些表面活性剂一些表面活性剂亲油基团亲油基团将已形成的沉积物的微小颗粒包围起来，将已形成的沉积物的微小颗粒包围起来，形成油溶性胶束，分散到油中，随油燃烧，达到形成油溶性胶束，分散到油中，随油燃烧，达到清洗的目的；清洗的目的；其极性基团其极性基团优先吸附在金属或离子表面，形成了优先吸附在金属或离子表面，形成了一层分子保护膜，防止了粒子的聚集沉积或在金一层分子保护膜，防止了粒子的聚集沉积或在金属表面粘附，起到
24、保持清洁的作用。属表面粘附，起到保持清洁的作用。防止积碳防止积碳2清净分散剂清净分散剂3 抗氧剂和防锈剂抗氧剂和防锈剂4 防冻剂防冻剂一般为醇类及醇醚类化合物一般为醇类及醇醚类化合物5 金属钝化剂金属钝化剂（1）作用：降低燃料的氧化速度）作用：降低燃料的氧化速度（2）类型：胺类，有机盐类）类型：胺类，有机盐类第四节第四节 润滑油添加剂润滑油添加剂润滑油的性能润滑油的性能1 良好的润滑性；良好的润滑性；2 良好的稳定性；良好的稳定性；3 腐蚀性小；腐蚀性小；4 良好的消泡性；良好的消泡性；5 一定的黏度。一定的黏度。润滑油的六大作用润滑油的六大作用1 润滑减磨：活塞和汽缸之间，主轴和轴润滑减磨：
25、活塞和汽缸之间，主轴和轴瓦之间均存在着快速的相对滑动，要防瓦之间均存在着快速的相对滑动，要防止零件过快的磨损，则需要在两个滑动止零件过快的磨损，则需要在两个滑动表面间建立油膜。有足够厚度的油膜将表面间建立油膜。有足够厚度的油膜将相对滑动的零件表面隔开，从而达到减相对滑动的零件表面隔开，从而达到减少磨损的目的。少磨损的目的。2 冷却降温：机油能够将热量带回机油箱冷却降温：机油能够将热量带回机油箱再散发至空气中帮助水箱冷却发动机。再散发至空气中帮助水箱冷却发动机。3 清洗清洁：好的机油能够将发动机零清洗清洁：好的机油能够将发动机零件上的碳化物、油泥、磨损金属颗粒通件上的碳化物、油泥、磨损金属颗粒通
26、循环带回机油箱，通过润滑油的流动，循环带回机油箱，通过润滑油的流动，冲洗了零件工作面上产生的脏物。冲洗了零件工作面上产生的脏物。4 密封防漏：机油可以在活塞环与活塞密封防漏：机油可以在活塞环与活塞之间形成一个密封圈，减少气体的泄之间形成一个密封圈，减少气体的泄漏和防止外界的污染物进入。漏和防止外界的污染物进入。5 防锈防蚀：润滑油能吸咐在零件表面防锈防蚀：润滑油能吸咐在零件表面防止水、空气、酸性物质及有害气体防止水、空气、酸性物质及有害气体与零件的接触。与零件的接触。6 减震缓冲：当发动机气缸口压力急剧减震缓冲：当发动机气缸口压力急剧上升，突然加剧活塞、活塞屑、连杆上升，突然加剧活塞、活塞屑、连杆和曲轴轴承上的负荷很大，这个负荷和曲轴轴承上的负荷很大，这个负荷经过轴承的传递润滑，使承受的冲击经过轴承的传递润滑，使承受的冲击负荷起缓冲的作用。负荷起缓冲的作用。3.润滑油添加剂润滑油添加剂我国润滑油添加剂在品种上主要有清我国润滑油添加剂在品种上主要有清净剂、分散剂、抗氧抗腐剂、极压抗净剂、分散剂、抗氧抗腐剂、极压抗磨剂、油性剂和摩擦改进剂、抗氧剂磨剂、油性剂和摩擦改进剂、抗氧剂和金属减活剂、粘度指数改进剂、防和金属减活剂、粘度指数改进剂、防锈剂、降凝剂、抗泡沫剂。锈剂、降凝剂、抗泡沫剂。