《精細(xì)化學(xué)品化學(xué)》石油化學(xué)品課件

1、石油化學(xué)品,石油化學(xué)品包括油田化學(xué)品和石油助劑兩大類。油田化學(xué)品：解決油田鉆井、完井、采油、注水、提高采油收率及集運(yùn)等進(jìn)程中所使用的化學(xué)助劑。*原油開采包括三個(gè)階段：一次采油，二次采油，三次采油。石油助劑：為改進(jìn)石油產(chǎn)品使用性能和保存性能而采用的化學(xué)助劑，如燃料油添加劑、潤滑油添加劑等,4.1 概述,4.2 油田化學(xué)品,一.鉆井用化學(xué)品,,鉆井用化學(xué)品包括鉆井液、完井液和水泥漿用的各種處理劑。鉆井液（泥漿）的重要作用：凈化井眼

2、，將鉆屑帶出地面；冷卻和潤滑鉆頭；泥漿中的黏土顆粒附著井壁，形成薄而韌的泥餅，穩(wěn)定井壁；防止井噴、漏、塌等。目前使用的泥漿有：水基泥漿、油基泥漿、聚合物泥漿。,（1）作用：減少泥漿進(jìn)入地層的失水量，利于形成致 密的滲透性好的泥餅。（2）類型 ①特制的超細(xì)顆粒材料，如瀝青，硅灰等。 ②水溶性高分子及有機(jī)材料。,,1.降濾失劑（降失水劑）,,水解聚丙腈類降濾失劑合成共聚物水溶性天然產(chǎn)物,纖維素類：地球上最豐富的資源

3、，具有價(jià)廉，可生物降解和對環(huán)境無污染的特點(diǎn)木質(zhì)素類：廣泛存在于木材和其他天然植物之中，來源廣泛，價(jià)格低廉。淀粉類：具有增稠，成膜等特點(diǎn)，且價(jià)格低，貨源廣。褐煤類：一類煤化程度較小的煤，含有較高的內(nèi)在灰分和不同數(shù)量的腐值酸。單寧類：主要有效成分是具有多元酚基和羧基的有機(jī)物質(zhì)。,(3).降濾失劑應(yīng)具有的性能,與其他的外加劑相容性好對水泥漿的抗壓強(qiáng)度發(fā)展，凝結(jié)時(shí)間，硬化時(shí)間等影響小具有較強(qiáng)的抗鹽能力，在鹽水環(huán)境中不失效能適應(yīng)較寬

4、的溫度及PH值范圍不會(huì)損害環(huán)境，符合環(huán)保要求,(4).降濾失劑研究方向：,發(fā)展超細(xì)的顆粒材料對價(jià)廉的水溶性天然產(chǎn)物進(jìn)行改性合成具有磺酸基團(tuán)或剛性基團(tuán)的水溶性聚合物對現(xiàn)有的降濾失劑合理復(fù)配或適度改性,（1）作用：降低鉆井液的黏度，控制鉆井液的流動(dòng)。（2）作用機(jī)理：天然或合成高分子降黏劑帶有多官能團(tuán)的長鏈分子，可通過配位鍵吸附于黏土上，可改變黏土的表面性質(zhì)和吸附水化膜的厚度。（3）類型：①以天然材料為基礎(chǔ)的降黏劑②聚合物降黏

5、劑③無機(jī)降黏劑④正電膠鉆井液降黏劑,2.降黏劑,二.油氣開采用化學(xué)（P71）,三.油氣集輸用化學(xué)品（P74）,油氣開采用化學(xué)：在油氣開采過程中進(jìn)行壓裂，酸化，堵水，防沙，清潔防護(hù)等作業(yè)時(shí)所采用的化學(xué)品。包括：酸化用化學(xué)品，壓裂用化學(xué)品，采油用化學(xué)品，提高采油收率的化學(xué)品。,油氣集輸用化學(xué)品：在油氣集輸?shù)倪^程中為保證油氣的質(zhì)量，保證生產(chǎn)過程安全可靠和降低能耗所用的化學(xué)品。包括：緩蝕劑，破乳劑，流動(dòng)性改進(jìn)劑等。,4.3 油田助劑,一.

6、燃料油添加劑1.抗爆劑,什么是辛烷值？辛烷值是單缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)汽油抗爆性能的間接量度，其尺子就是用汽油與正庚烷和異辛烷的混合液比對，如果該汽油和異辛烷占97%的混合液的爆震起始點(diǎn)是一樣的，那該汽油就是97號的?？拐鹦阅茏詈玫氖钱愋镣?將其定標(biāo)為辛烷值等于100,抗震性最差的是正庚烷,定其辛烷值為零.,提高汽油辛烷值，降低其易燃性，主要有兩種方法：一是改進(jìn)汽油的煉制技術(shù)，調(diào)和高辛烷值組分，如催化裂化油、催化重整油等；二是添加抗暴劑

7、，從而阻止或延緩烴類的氧化，提高其辛烷值。,爆震，是經(jīng)過壓縮的油／氣混合體，在火花塞還沒點(diǎn)火之前、就因被壓縮行程所造成的氣體分子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的高熱點(diǎn)燃，形成所謂的自燃現(xiàn)象，隨后火花塞又再次點(diǎn)燃壓縮油／氣混合物，造成二團(tuán)高爆火球在燃燒室里劇烈碰撞。,,（1）抗爆劑的作用：提高車用汽油的辛烷值。,（2）抗爆劑的類型烷基鉛，醚類，醇類化合物,四乙基鉛是有香味的無色液體,但有毒,有的地方在其中適當(dāng)加一些色料,提醒人們注意這是含鉛汽油.這種抗震

8、劑已沿用了幾十年,但在汽車越來越多的今天,汽油燃燒后放出的尾氣中所含微量的鉛化合物已成為公害.,1L汽油中若加入1mL四乙基鉛Pb(C2H5)4,它的辛烷值可以提高10～12個(gè)標(biāo)號.,（3）汽油抗爆劑的研究進(jìn)展,①金屬有灰類抗爆劑錳基化合物可作抗爆劑的錳基化合物有:五羰基錳([Ｍｎ(ＣＯ)5])、環(huán)戊二烯三羰基錳([ＭｎＣ5Ｈ5(ＣＯ)3])和甲基環(huán)戊二烯三羰基錳([ＭｎＣＨ3Ｃ5Ｈ5(ＣＯ)3])*,鐵基化合物可作抗爆劑的

9、鐵基化合物有:五羰基鐵([Ｆ(ＣＯ)5])、二異丁烯羰基鐵([Ｆｅ(ＣＯ)5]3[(Ｃ8Ｈ16)]5),硫化羰基鐵(Ｆｅ2(ＣＯ)6[ＳＣ2Ｈ5]2)等,混合稀土羧酸鹽*,醚類:甲基叔丁基醚(ＭＴＢＥ),甲基叔戊基醚(ＴＡＭＥ),乙基叔丁基醚(ＥＴＢＥ),二異丙基醚(ＤＩＰＥ)等;醇類:甲醇,乙醇,丙醇,異丙醇,丁醇,異丁醇,叔丁醇(ＴＢＡ)等;酯類:碳酸二甲酯,三甲基硅烷基乙酸叔丁酯,聚氧乙烯醚二羧酸酯等;亞甲基環(huán)戊二烯類:2-

10、甲基酯-6-(二甲基氨基)亞甲基環(huán)戊二烯,1-甲基-1,2-二氫吡啶基亞甲基環(huán)戊二烯,2,3-二(甲酯基)-6-(二甲基氨基)亞甲基環(huán)戊二烯等。,②有機(jī)無灰類抗爆劑,什么是燃料乙醇？燃料乙醇是未加變性劑，可作為燃料用的無水乙醇（無水酒精）。什么是變性燃料乙醇?變性燃料乙醇是指加入2％－5％（v/v）的變性劑（即車用無鉛汽油）后，使其與食用酒精相區(qū)別而不能飲用的燃料乙醇。什么是車用乙醇汽油？我國車用乙醇汽油是指在汽油組分油中按體

11、積混合比（1：9）加入變性燃料乙醇后作為汽車燃料用的汽油。,關(guān)于車用燃料乙醇知識,車用乙醇汽油的特性和優(yōu)點(diǎn)是什么？第一，增加汽油中氧的含量，使燃燒更充分，徹底降低了尾氣中有害物質(zhì)（如一氧化碳和碳?xì)浠衔铮┑呐欧?；第二，有效提高汽油的?biāo)號，使汽車發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行更加平穩(wěn)；第三，有效消除火花塞、氣門、活塞頂部及排氣管、消聲器部位積炭的形成，可以延長主要部件的使用壽命。,關(guān)于車用燃料乙醇知識,車用乙醇汽油適合哪些車型、車類？一、火花點(diǎn)燃式

12、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的各類車型；二、電噴式或化油器式的各類車型；三、各類輕、中、重型的汽油卡車。也就是說我們現(xiàn)在公路上行駛的汽油車（包括摩托車）都可以使用乙醇汽油。,關(guān)于車用燃料乙醇知識,加乙醇汽油，是否需要對車輛進(jìn)行改造？　　通過國家汽車研究中心所作的試驗(yàn)和國外的經(jīng)驗(yàn)表明，使用加入10％乙醇的乙醇汽油，基本不需要對車輛進(jìn)行改造。如果是電噴車，可以放心使用，如果是一般化油器的車輛，請檢查濾芯和油浮子，如果是塑料的，建議更換成銅質(zhì)、不銹鋼

13、的油浮子即可。,關(guān)于車用燃料乙醇知識,乙醇汽油和普通汽油相比功率油耗有什么變化？　根據(jù)國家汽車研究中心所作的發(fā)動(dòng)機(jī)臺架試驗(yàn)和行車試驗(yàn)結(jié)果表明，乙醇汽油在使用過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)不需要改造，動(dòng)力性基本不變，尾氣排放CO和CH平均減少30％以上，利用率提高。前期試用實(shí)際效果顯示與國家檢測、試驗(yàn)結(jié)果一致。從機(jī)理上講，燃料乙醇的熱值低，加入10％燃料乙醇的乙醇汽油理論上熱值低3％，會(huì)使動(dòng)力性有所下降，但因?yàn)橐掖贾泻?，使汽油中含氧量增?.5%，

14、可將原來不能完全燃燒的部分完全燃燒，從而減少油耗。兩者相抵使總體油耗基本持平，甚至有所減少。,關(guān)于車用燃料乙醇知識,使用乙醇汽油的注意事項(xiàng)有哪些？　1.　使用車用乙醇汽油要嚴(yán)格防止車輛供油系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)水。乙醇汽油由于調(diào)配有一定量的變性燃料乙醇，乙醇是親水性液體，易溶于水，而汽油是憎水性液體，可以和水分離，如果油箱中有水分，水分沉積在油箱底部，與變性燃料乙醇互溶，造成油質(zhì)含水，使之產(chǎn)生不易點(diǎn)燃的現(xiàn)象，影響發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作，甚至造成發(fā)動(dòng)

15、機(jī)不能點(diǎn)火。,關(guān)于車用燃料乙醇知識,2.使用乙醇汽油前車輛的供油系統(tǒng)最好進(jìn)行清理。乙醇汽油具有較強(qiáng)的清洗作用，有可能會(huì)把原來使用普通汽油時(shí)附著在油箱壁上、或沉積粘附于油箱底部和油管內(nèi)壁的污垢，如鐵銹等雜質(zhì)（行駛里程越長，雜質(zhì)越多）逐漸清洗下來，由油管吸入供油系統(tǒng)，可能造成汽油濾芯或化油器霧化噴嘴，電噴車的噴嘴被阻塞。因此，建議里程3萬公里以上的車輛在使用前對車輛的供油系統(tǒng)進(jìn)行一次清理。,關(guān)于車用燃料乙醇知識,2.抗氧劑,,（1）作用

16、：減少燃料由于自動(dòng)氧化而產(chǎn)生的膠質(zhì)量，延緩燃料氧化。,（2）類型：酚型抗氧劑，胺型抗氧劑 ，酚胺型抗氧劑。,3.金屬鈍化劑（1）作用：降低燃料的氧化速度（2）類型：胺類，有機(jī)鹽類,,4.防凍劑,一般為醇類及醇醚類化合物，作用原理：能有效的增加燃料對水的溶解能力，防凍劑在燃料中與水形成低結(jié)晶點(diǎn)的溶液，起到防凍的目的。,定義：主要由清凈分散組分、防銹組分、破乳組分、抗氧組分以及稀釋油組成,是一種具有清凈、分散、破乳和防銹性能的多

17、功能的復(fù)合汽油添加劑。作用原理：汽油清凈分散劑兼含極性基團(tuán)和非極性基團(tuán),其非極性基團(tuán)(如聚異丁烯基團(tuán)等)伸入汽油中,將已形成的沉積物的微小顆粒包圍起來,形成油溶性膠束,分散到油中,隨油燃燒,達(dá)到清洗的目的;其極性基團(tuán)(如多烯多胺基團(tuán)等)優(yōu)先吸附在金屬或離子表面,形成了一層分子保護(hù)膜,防止了粒子的聚集沉積或在金屬表面粘附,起到保持清潔的作用。,5.清凈分散劑,二.潤滑油添加劑,1.潤滑油的組成：基礎(chǔ)油和添加劑基礎(chǔ)油包括：礦物油，動(dòng)物

18、油，合成潤滑油,2.潤滑油的特征（P78）良好的潤滑性,良好的流動(dòng)性,良好的抗氧化安定性,盡可能小的腐蝕性或無腐蝕性,與可能接觸的橡膠制件等有良好的相容性,良好的消泡性,良好的抗乳化性,無水分和灰沙雜質(zhì)等.,,潤滑油的六大作用,潤滑減磨：活塞和汽缸之間，主軸和軸瓦之間均存在著快速的相對滑動(dòng)，要防止零件過快的磨損，則需要在兩個(gè)滑動(dòng)表面間建立油膜。有足夠厚度的油膜將相對滑動(dòng)的零件表面隔開，從而達(dá)到減少磨損的目的。冷卻降溫：機(jī)油

19、能夠?qū)崃繋Щ貦C(jī)油箱再散發(fā)至空氣中幫助水箱冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)。清洗清潔：好的機(jī)油能夠?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)零件上的碳化物、油泥、磨損金屬顆粒通循環(huán)帶回機(jī)油箱，通過潤滑油的流動(dòng)，沖洗了零件工作面上產(chǎn)生的臟物。,密封防漏：機(jī)油可以在活塞環(huán)與活塞之間形成一個(gè)密封圈，減少氣體的泄漏和防止外界的污染物進(jìn)入。防銹防蝕：潤滑油能吸咐在零件表面防止水、空氣、酸性物質(zhì)及有害氣體與零件的接觸。減震緩沖：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸口壓力急劇上升，突然加劇活塞、活塞屑、連桿和曲軸軸承上的

20、負(fù)荷很大，這個(gè)負(fù)荷經(jīng)過軸承的傳遞潤滑，使承受的沖擊負(fù)荷起緩沖的作用。,潤滑油的六大作用,,包括：分散劑，抗腐劑，黏度指數(shù)改進(jìn)劑，無灰分散劑，極壓抗磨劑，生物降解潤滑油添加劑等。,4.我國潤滑油添加劑發(fā)展現(xiàn)狀,目前，我國潤滑油添加劑單劑生產(chǎn)能力為13萬t/a，復(fù)合添加劑調(diào)和能力為3.6萬t/a，基本能滿足國內(nèi)油品發(fā)展的需要。我國潤滑油添加劑在品種上主要有清凈劑、分散劑、抗氧抗腐劑、極壓抗磨劑、油性劑和摩擦改進(jìn)劑、抗氧劑和金屬減活劑、粘度

21、指數(shù)改進(jìn)劑、防銹劑、降凝劑、抗泡沫劑。,3.潤滑油添加劑,石油鉆井設(shè)備,是 鉆井工程的最后環(huán)節(jié)。在石油開采中，油、氣井完井包括鉆開油層，完井方法的選擇和固井、射孔作業(yè)等。對低滲透率的生產(chǎn)層或受到泥漿嚴(yán)重污染時(shí)，還需進(jìn)行酸化處理、水力壓裂等增產(chǎn)措施，才能算完井。,完 井,根據(jù)生產(chǎn)層的地質(zhì)特點(diǎn)，采用不同的完井方法：①射孔完井法。即鉆穿油、氣層，下入油層套管，固井后對生產(chǎn)層射孔，此法采用最為廣泛。②裸眼完井法。即套

22、管下至生產(chǎn)層頂部進(jìn)行固井，生產(chǎn)層段裸露的完井方法。此法多用于碳酸鹽巖、硬砂巖和膠結(jié)比較好、層位比較簡單的油層。優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)層裸露面積大，油、氣流入井內(nèi)的阻力小，但不適于有不同性質(zhì)、不同壓力的多油層。根據(jù)鉆開生產(chǎn)層和下入套管的時(shí)間先后，裸眼完井法又分為先期裸眼完井法和后期裸眼完井法。,③襯管完井法。即把油層套管下至生產(chǎn)層頂部進(jìn)行固井，然后鉆開生產(chǎn)層，下入帶孔眼的襯管進(jìn)行生產(chǎn)，此種完井法具有防砂作用。④礫石充填完井法。在襯管和井壁之間充

23、填一定尺寸和數(shù)量的礫石。,,有桿泵抽油裝置示意圖1 吸入凡爾；2 泵筒；3 活塞；4 排出凡爾；5 抽油桿；6 油管； 7 套管；8 三通；9盤根盒；10 驢頭；11 游梁；12 連桿 ；13 曲柄； 14 減速箱；15-動(dòng)力機(jī)（電動(dòng)機(jī)）,,常規(guī)型游梁式抽油機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖,KY-250型采油樹1-套管法蘭；2-套管四通；3-套管閥門；4-卡箍；5-油管頭上法蘭；6-總閥門；7-油嘴套； 8-生產(chǎn)閥門；9-油管四通；10-壓力表