油气储运概论

油气储运 第一章 1 什么是石油？ 从实质上讲，石油是多重碳氢化合物的复杂混合物，或多种烃的混合物。 2 什么石油炼制？ 将原油加工为汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青等各种石油产品和化工原料的和过程叫石油炼制或炼油工艺。 一次加工: 指的是蒸馏，用的是物理的方法，得到的是直馏汽油等初步产品。 二次加工：将一次加工后的产物用热和催化加工方法，再次加工。其主要作用是精制轻质油品和使重质油变为价值更高的轻质油。 三次加工：用石油的一次或二次加工后得到的一些成品或半成品制取基本有机原料。 3 油气储运工程的业务范畴：油气储运和油气储运系统 油气储运：油和气的储存与运输。 油气储运系统：指连接油气生产、加工、分配、销售诸环节的纽带，它主要包括油气田集输、长距离管道输送、油气储存及装卸、城市燃气输配系统等。 4 原油 天然气 5 矿场油气集输 矿场油气集输就是在各油（气）田上收集各井产出的原油（或天然气）及其伴生物，经分离、计最后汇集输送至处理站。 6 油气处理 处理站上需要进行的工作是油气水的进一步分离和净化，包括轻烃回收、原油稳定、含油污水处理、气体脱水、脱CO2和脱硫等。 7 长输管道由输油站和线路两大部分组成。 8 天然气输送系统 天然气的输送目前只有两种方法，一是用管路加压输送，二是将天然气液化后用油轮运输。 第二章 1 原油：未经加工的石油 油品：原油经炼制加工后得到的石油产品。 2 石油的元素组成：碳、氢、硫、氮、氧五种元素组成。此外，石油中还含有微量铁、镍、铜、钒、砷、氯、磷、硅等 3 化合物组成：烃类和非烃类。 烃类包括烷烃，环烷烃，芳香烃，烯烃，炔烃。 4 蒸汽压：在一定温度下，液体同其液面上方蒸气呈平衡状态时蒸气所产生的压力（气液平衡时蒸气产生的压力）称为饱和蒸气压，简称蒸气压。 趋势：蒸气压的高低表明液体中分子气化或蒸发的能力，同一温度下蒸气压高的液体比蒸气压低的液体更容易气化。 5 馏程：油品在规定条件下蒸馏所得到从初馏点到终馏点的温度范围，表示其蒸发特征。 初馏点：当油品在规定条件下进行馏程测定期间，第一滴冷凝液从冷凝器末端落下的一瞬间所记录的温度。 终馏点：馏程最后阶段所记录的最高温度。 6 密度的趋势：通常情况下，原油密度随其碳、氧、硫含量的增加而增大。 沸点↑，密度↑ 温度↑密度↓ 在温度不高的情况下，压力忽略不计。 当几种油品混合时，如果混合后体积有可加性（同一温度下具有可加性），则混合油品密度也可按可加性计算。 7 粘度是原油和油品流动性能的指标。 8 油品粘度的表示方法：动力粘度，运动粘度，恩氏粘度，赛氏粘度，雷氏粘度 9 闪点：是指油品的蒸汽同空气的混合物在有火焰接近时，能发生闪火的最低温度。 燃点：油品在规定条件下加热到能被外部火源引燃并连续燃烧不少于5s时的最低温度 自燃点：油品能发生自然的最低温度。 10 油品闪点测定方法有闭口杯法（GB261-83）和开口杯法（GB267-88）两种，都是条件性试验。通常轻质油品测其闭口杯闪点，重质油品和润滑油多测其开口杯闪点。 11 石油产品的分类：燃料，润滑油和润滑脂，蜡、沥青和石油焦，石油化工产品 12 液体燃料的优点：液体燃料与固体燃料（煤）相比较，具有热值高、能够燃尽、燃后灰分少、储运方便等优点，因而广泛用于国民经济各个部门。 13 汽油以辛烷值分牌号。 14 汽油的抗爆性是表示汽油在一定压缩比发动机中无爆震地运行的性能。 汽油抗爆性用辛烷值(octane value)来表示; 汽油辛烷值：数值上等于在规定条件下与试样抗爆性相同时的燃料中所含异辛烷的体积百分数。 15 柴油的抗爆性与发火性能有关，影响因素是十六烷值和柴油指数。柴油以凝点来划分牌号。 16 喷气燃料的性能 ①良好的燃烧性能。燃烧迅速，完全；不生成积炭和有害的燃烧产物； ②适当的蒸发性。保证燃烧稳定，在高空中不产生气阻；蒸发损失小； ③低温流动性好，低温时不易析出烃晶体和冰晶体； ④良好的洁净度； eq \o\ac(○,5)良好的润滑性能； ⑥没有腐蚀性； ⑦较高的热值和密度； ⑧较小的起电性。 17 液化石油气：通过增压降温，把炼油厂或油田生产的，常温常压下呈气态的烃保持为液体状态的一种轻质烃混合物，统称为液化石油气。简写为LPG。轻烃伴生在天然气中。 18 我国原油的特点 （1）石蜡基原油多，因而，其汽油的抗爆性差、柴油的燃烧性能好。 （2）除克拉玛依原油和青海冷湖原油以外，多数原油含蜡量较多，凝点较高，都需要加热输送或采用其它降凝措施。 （3） 除江汉、胜利、孤岛原油外，其它原油含硫量都较低。 （4）除青海原油和克拉玛依原油外，一般原油的轻油含量均较少。 19 天然气的化学组成 天然气指自然生成，在一定压力下蕴藏于地下岩层孔隙或裂缝中的混合气体，由低分子饱和烃为主的烃类气体与少量非烃类气体组成。烃类气体：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等低分子量烷烃及其异构体。非烃类气体：常见H2S、CO2、N2，也偶见H2、O2、CO、SO2及稀有气体（He、Ne、Ar、Kr、Xe）。 20 天然气的优势，劣势。 优势：（1）天然气是安全，高效、清洁、优质能源。（2）资源丰富。 （3）发展速度快。（4）使用方便。（5）有较高的综合经济效益。 （6）价格具有竞争力。（7）含碳量低，符合能源非碳化发展趋势。 劣势：（1）资源分布过于集中,远离主要消费区；(2）天然气的商品率较低； （3）天然气的储运条件比石油困难，运输成本高； （4）天然气利用的前期资金投入较高； （5）天然气用气量受季节影响较大； （6）目前各国政府对天然气的控制程度比石油更大、面更宽。 21 天然气市场发展的基本特点 （1）天然气市场发展取决于资源保障、运输能力、价格、用户（消费）以及政策法规五大要素。 （2）价格是发展天然气市场的关键； （3）在政府对天然气价格全面控制的情况下，政策法规具有决定性作用； （4）天然气管线制约天然气市场； （5）天然气经营方式要适应市场变化情况； （6）天然气市场的形成与发展具有长期性的特点。 第三章 1 在油田将各个油井生产出来的原油、天然气等混合物，进行收集、转输、分离、计量、净化、稳定及其它处理，直至生产合格的油、气产品的全部工艺过程总称为油气集输工艺流程。 2 集输系统的组成 天然气集输系统是由气田集输管网，气体净化与加工装置，输气干线，输气支线以及各种用途的站场所组成。它是一个统一的密闭的水动力系统。 气井 集气站 天然气处理厂 首站 第四章 1 原油净化的必要性 从油井生产出来的油气混合物中经常含有大量的水和泥、砂等机械杂质，常携带并溶解大量的盐类，如氯化物（氯化钾、氯化钠、氯化镁、氯化钙）、硫酸盐、碳酸盐等。原油中含水、含盐、含泥砂等杂质会给原油的集输和炼制带来很多麻烦和危害。 2 原油脱水的基本方法：（1）沉降分离脱水（2）原油热化学脱水 （3）原油电脱水 （4）润湿聚结破乳脱水 3 原油稳定：为了降低油气集输过程中的原油蒸发损耗，一个有效的方法就是将原油中挥发性强的轻烃比较完全地脱除出来，使原油在常温常压下的蒸气压降低。这就是原油稳定。 4 天然气脱水方法：（1）低温冷凝法（2）溶剂吸收脱水法（3）固体吸附脱水法 5 天然气中的酸性气体以硫化氢气体危害最大，应脱除。 6 轻烃(light hydrocarbons)又称天然气凝液（NGL，natural gas liquids），主要成份是C2~C6。 从天然气中回收轻烃的意义归纳起来有如下三点： （1）提供优质的燃料，改善燃料结构 （2）用作燃料的轻烃主要成份为丙烷和丁烷也称其为 液化石油气（LPG）。 （3）提供优质的化工原料 （4）为油气田创造更高的经济效益 第五章 1 管道分类 （1）按照所输送油品的种类，输油管道又可分为原油管道和成品油管道。 （2）按输送过程中油品是否需要加热，输油管道还可分为常温（等温）输送管道和加热输送管道。 2 管道组成 长距离输油管道由输油站与线路两大部分组成。 输油站：输油首站、中间站（热泵站）、末站 功能：主要功能是给油品加压、加热。 首站：管道起点的输油站，其任务是接收来自油田、炼油厂或港口的油品并经计量后输向下一站。 中间输油泵站：增压 中间加热站：升温 热泵站 线路：管道本身，沿线阀室，通过河流、公路、山谷的穿（跨）越构筑物，阴极保护设施，通讯与自控线路等。 3 管道的优点、缺点 优点：（1）运输量大 （2）管道大部分埋设于地下，占地少，受地形地物的限制少，可以缩短运输距离。 （3）密闭安全，能够长期连续稳定运行。输油受恶劣气候的影响小，无噪音，油气损耗小，对环境污染少。（4）便于管理，易于实现远程集中监控。现代化管道运输系统的自动化程度很高，劳动生产率高。（5）能耗少，运费低。 缺点： （1）主要适用于大于量、单向、定向运输，不如车、船运输灵活、多样。 （2）在经济上，对一定直径的管道，有一经济合理的输送量范围。 （3）有极限输量的限制。对于已建成的管道，其最大输量受泵的性能、管子强度的限制。 4 输油站的基本任务是给油流提供能量（压能及热能），或进行收油和转油操作。 5 顺序输送：在同一管道内，按一定顺序连续地输送几种油品，这种输送方式称为顺序输送。 6 在我国的石油行业标准SY/T6143-2004《天然气流量的标准孔板计量方法》中， 天然气计量的标准状态为：20℃、1标准大气压（101325Pa）。 7 水合物：水合物是天然气中的某些组分与液态水在一定的温度、压力条件下所形成的一种外形象冰霜的物质，其密度为0.88～0.90g/cm3。 形成条件：形成天然气水合物的必要条件（内因）是： （1）必须有液态水与天然气接触； （2）天然气中的水蒸气分压等于或然气的温度对应的水的饱和蒸汽压； （3）天然气的温度必须等于或低于其在给定压力下的水合物形成温度。 此外还有一些加速水合物形成的外因，主要包括以下几个方面： （1）高流速、气流扰动或压力脉动；（2）出现小的水合物晶种； （3）天然气中含有硫化氢和二氧化碳，因为这两种酸性气体比烃类气体更容易溶于水。 8 防止水合物形成及消除水合物的方法： （1）干燥脱水添加水合物抑制剂 （2）加热 （3）清管 9 天然气供气系统组成 一个完整的天然气供气系统通常由油气田矿场集输管网、天然气净化处理厂、长距离干线输气管道或管网、城市输配气管网、储气库（地下储气库或地面储罐）等几个子系统构成。 10 城市储配气系统的基本组成 （1）配气站 （2）配气管网 （3）调压计量站 （4）储气设施和储气库 第六章 1 散装油品：由铁路油罐车、汽车油罐车、油船及管道等设备运送油品到库，储存在大型容器——油罐中的油品称为散装油品。 2 油品储存的基本要求：（1）防变质：减少阳光，空气，水分，温度，金属对油品的影响。 （2）提高油品储存的安全性：a 使油品的爆炸敏感性降低。b 应用阻燃性能好的材料。 c 尽量减轻发生意外火灾时的损失。 d 使油库消防系统时刻处于良好的技术状态。e 使油品储存设施和设备处于最佳工作状态。 3 油库的业务功能 （1）生产基地用于集积和中转油料（矿场原油库） （2）销售部门用于平衡消费流通领域（分配油库） （3）企业部门用于保证生产（炼厂、机场、港口油库) （4）国家储备部门用于战略储备 4 油库的分区：一般按油库业务要求可分为储油区、装卸区、辅助生产区、行政管理区等四个区域，其中装卸区又可细分为铁路装卸区、水运装卸区和公路装卸区。生活区一般设在库外，与油库分开布置，以便于安全管理。 5 储气设施的主要作用：就是在用气量小于供气量时，将多余气体储存起来，以弥补用气量大于供气量时的不足。气罐储气主要用于解决小时用气不平衡。 6 天然气的储存 （1）气罐储气：低压气罐，高压气罐，高压管束 （2）天然气的地下储存：利用枯竭的油气田储气；利用含水多孔地层储气；利用盐矿层建造贮气库储气；利用岩穴储气。其中利用枯竭的油气田储气最为经济，利用岩穴储气造价较高。 （3）液化石油气和液化天然气的低温储存：液化天然气的储罐可分为地面储罐和地下储罐。 （4）天然气的其他储存方法：在低温液化石油气溶液中储存；固态储存；长输管道储气 第七章 1 孔板流量计工作原理：孔板流量计属于差压式流量计，流量测量方法是以能量守恒定律和流动连续性方程为基础的。 2 孔板流量计特点：（1）使用历史悠久，在大量实验数据的基础上进行的标准化的产品经过几何检定后就可使用；（2）孔板脏污、磨损和粉尘的沉积对计量准确度影响较大，一般都使计量偏低；（3）要求前后直管段较长，占地多；（4）量程比小，当采用高低量程的差压变送器时，也只有1:10；（5）压损大。 3 超声流量计计量特性：（1）工作原理简单，有望成为基准流量计；（2）测量准确度高，量程比大；（3）适应性强，上游10D、下游5D，占地少；（4）无可动部件，可直接进行清管作业；（5）受压力变化影响小，在最低使用压力下校准后，就可在全范围内使用；（6）为高科技产品，各厂家的产品都有其独特的专利技术，一次性投资高；（7）多声道，尤其是五声道流量计能适用多种流态；（8）对有超声干扰的场合慎用。 4 石油计量的方式及定义：一种是用流量计测量；另一种是用储罐测量。 流量计测量：用流量计测量出石油的体积流量，用相应的方法测出石油的密度值、含水率以及有关的温度和压力值，求出不含水原油及油品在标准条件以质量为单位的油量。 储罐测量：用人工检尺或液位仪表测得储罐内油液位高度，计算出体积量，测出油温、密度值和含水率，求出罐内不含水原油及油品以质量为单位的油量。 第八章 1 燃烧应具备的条件：（1）有可燃物质；（2）有助燃物质(氧或氧化剂)；（3）能导致着火的火源，如明火、静电火花等。 2 预防硫化氢中毒的措施： （1）集输管道应有正确的、施工和的操作管理，避免含硫天然气的泄漏； （2）含硫化氢的天然气集配站场，在适当位置装设2～3个风向指示标； （3）在站场的工艺装置和有工艺设施的建筑物内，应装设硫化氢检测报警仪； （4）操作和维护人员在取样或处理故障时应戴防毒器具。 3 油库防火防爆的基本措施 （1） 正确处理可燃物 · 严防油品的跑、冒、滴、漏 · 减少油品蒸发 · 防止可燃气体积聚 · 通风和惰化 · 做好可燃物质的隔离 （2）加强安全教育，建立健全消防知识 （3）保证消防设备完好 4 雷电效应：电效应，热效应和机械效应 5 油库火灾特点：（1）具有一般石油产品的火灾特点：突发性；高热辐射性；燃烧与爆炸交替发生 （2）储油罐燃烧时的巨大危险性 6 灭火方法：灭火的基本方法主要有冷却法、窒息法、隔离法和负催化抑制法4种。 7 消防系统组成：油库灭火系统是油库消防系统的最重要组成部分，油库灭火系统一般由报警系统，供水冷却系统和泡沫灭火系统组成。 火灾报警系统有固定式报警系统和人工手动报警系统等形式：供水冷却系统分固定式冷却系统和移动式冷却系统等形式；泡沫灭火系统有固定式泡沫灭火系统、半固定式泡沫灭火系统和移动式泡沫灭火系统等形式；烟雾灭火系统有罐内式烟雾灭系统罐外式烟雾灭火系统等类型。 6