《石油化工概論》從石油工程、油氣儲運工程和石油化工三篇闡述了石油上、中、下游的工藝過程,其中石油工程篇包括:油氣藏的基本性質及油氣田開發(fā)設計、油氣鉆井技術、自噴及氣舉采油技術、機械采油技術、注水、提高采收率。油氣儲運工程篇包括:油氣集輸、長距離輸油管道、長距離輸氣管道、油品儲存與裝卸。石油化工篇包括:石油化工基礎知識、石油加工過程(原油蒸餾、催化裂化、催化加氫、催化重整、熱加工)、石油化工過程(烴類熱裂解制烯烴、石油化工系列產品)、高分子化工、精細化工基礎!妒突じ耪摗穬热莺w石油上、中、下游完整產業(yè)鏈,可作為石油類高校石油化工概論課程教材,也可作為石油化工企業(yè)培訓教學用書,還可供相關行業(yè)企業(yè)管理人員和技術人員學習參考。
石油是一種重要能源和優(yōu)質化工原料,是關系國計民生的重要戰(zhàn)略物資。石油工業(yè)是我國國民經濟的重要基礎產業(yè)和支柱產業(yè)。上游的石油工程、中游的油氣儲運工程、下游的石油化工,構成石油工業(yè)的整個生產鏈。其中石油工程是對石油資源進行開發(fā)、使用、研究的一種系列工程;油氣儲運工程是聯(lián)系產、運、銷的紐帶,是能源保障系統(tǒng)的重要一環(huán);石油化工是以石油和天然氣為原料,生產石油產品和石油化工產品的加工過程。
為了培養(yǎng)應用型工程技術人才,提高學生工程實踐能力,遼寧石油化工大學緊密結合石油化工生產實際,建設了石油化工產業(yè)鏈實物仿真實訓培訓基地。面對如何緊密圍繞基地做好涉油教育工作,強化石油化工類高校的辦學特色,學校提出面向全校(不包括化學工程與工藝、石油工程和油氣儲運工程專業(yè))開設石油化工概論課程。
基于此,特組織具有多年教學經驗的相關教師編寫了本書,目的就是為石油化工類高校提供一本涵蓋整個石油工業(yè)生產鏈的簡明教材。本書力求基本概念與理論敘述表達嚴謹,理論聯(lián)系實際,文字通俗易懂,內容深入淺出。本書內容著重于普適性和基礎性,重點介紹石油工業(yè)產業(yè)鏈的基本知識和基本原理。
本書全面系統(tǒng)地介紹石油工程、油氣儲運工程及石油化工方面的知識。第一篇石油工程部分,按照油氣生產過程介紹了油氣藏的基本性質及油氣田開發(fā)設計、油氣鉆井技術、自噴及氣舉采油技術、機械采油技術、注水、提高采收率六部分內容。油氣藏的基本性質部分包含石油工程的基礎知識,對于學生理解和掌握油氣生產過程是必不可少的。油氣鉆井技術部分對油氣井工程展開論述。自噴及氣舉采油技術部分和機械采油技術部分,從油井生產基本原理入手由淺入深分別介紹了油井生產方法。注水部分包括水源與水質、注水系統(tǒng)組成、注水井吸水能力分析、分層注水技術。提高采收率部分論述了較前沿的和油田應用較廣泛的提高原油采收率方法。
第二篇油氣儲運工程部分,包括油氣集輸、長距離輸油管道、長距離輸氣管道、油品的儲存與裝卸四部分。其中,油氣集輸部分包括油氣集輸系統(tǒng)流程及管路、原油和天然氣的加工處理(油田產品質量指標、油氣分離、原油凈化、原油穩(wěn)定、油田氣處理)、礦場油氣計量:長距離輸油管道部分包括輸油管道概況、等溫輸油管道、加熱輸送管道、易凝高黏原油輸送工藝、輸油站、順序輸送;長距離輸氣管道部分包括輸氣管道概況、輸氣站及壓縮機介紹、輸氣站的主要設備與工藝系統(tǒng)、輸氣站的平面布置與工藝流程;油品儲存與裝卸部分包括油庫類型及任務、油庫分區(qū)及設施、油庫工藝流程、裝卸油設備與設施、油罐及其附件。
第三篇石油化工上半部分,介紹了石油化工基礎知識,包括有機化學基礎知識、石油化學基礎知識和化工基礎知識。其中,有機化學基礎知識部分介紹了與石油化工有關的有機化學基礎知識,主要是烴類化合物的基本性質:石油化學基礎知識部分較為詳細地介紹了石油及石油產品的化學組成及物理性質,以及最主要石油產品燃料(汽油、柴油和噴氣燃料等)的使用要求和最新質量標準;化工基礎知識部分主要介紹了化工生產過程中涉及的一些基本概念。這些內容對學生理解和領會石油化工生產過程是必不可少的基礎知識,也可作為獨立部分學習。
第三篇石油化工下半部分,按照石油化工生產的先后順序,劃分了石油加工過程、石油化工過程、高分子化工和精細化工基礎四個知識模塊。石油加工過程部分介紹了典型的一次加工(原油蒸餾)和二次加工(催化裂化、催化加氫、催化重整和熱加工)過程,各部分按照統(tǒng)一模式編寫,即從概述、基本原理(或化學反應)和工藝流程等三部分敘述相關內容,以便于學習和理解。石油化工過程部分以石油化工標志性產品乙烯的生產為主線進行論述,同時簡要介紹了由此衍生出的乙烯系列產品、丙烯系列產品和芳烴系列產品。最后,以高分子材料和精細化工產品為出發(fā)點簡要介紹了高分子化工與精細化工的基礎知識。
本書由孫小平主編,參編人員有:王海彥、李會鵬、趙琳、封瑞江、張健、王衛(wèi)強、吳玉國、王璐、張秋實。
化學工業(yè)出版社對本書的編寫出版予以許多指導和幫助,在此特致以衷心的感謝!
限于編者水平,書中難免存在不妥之處,敬請兄弟院校教師和讀者批評指正。
編者
2017年7月
孫小平,遼寧石油化工大學 ,校長 教授,孫小平,男,1963年8月生,研究生學歷,博士學位,教授,博士生導師。1999年1月至2011年6月任沈陽航空工業(yè)學院副院長、沈陽航空航天大學副校長,2011年6月至2013年3月任遼寧石油化工大學副校長,現(xiàn)任遼寧石油化工大學校長、黨委副書記。 申報學科進入省重點建設6所高校;主持省教育廳教改項目,獲省教改成果一等獎;獲遼寧省青年科技二等獎;獲沈陽市科技創(chuàng)新獎。
第一篇 石油工程
第一章油氣藏的基本性質及油氣田開發(fā)設計1
第一節(jié)油氣藏流體的物理性質1
一、油氣的化學組成1
二、油氣的相態(tài)3
三、油氣的高壓物性4
四、地層原油的黏度5
第二節(jié)油氣藏巖石的物理性質6
一、油藏巖石的孔隙度6
二、油藏巖石中的流體飽和度8
三、油氣藏巖石的滲透率9
四、油藏巖石的潤濕性和油水的微觀分布9
第三節(jié)油田開發(fā)設計11
一、油田開發(fā)前的準備階段11
二、油藏驅動方式及其開采特征13
三、油田開發(fā)層系的劃分16
四、油田開發(fā)方案的編制及調整17
第二章油氣鉆井技術21
第一節(jié)鉆井工藝21
一、鉆井方法21
二、井的分類22
三、特殊鉆井工藝技術23
第二節(jié)鉆井設備24
一、鉆機的提升系統(tǒng)25
二、鉆機的旋轉系統(tǒng)27
三、鉆機的循環(huán)系統(tǒng)28
四、鉆機的動力與傳動系統(tǒng)28
五、鉆井工具30
第三章自噴及氣舉采油技術32
第一節(jié)自噴采油32
一、自噴井生產系統(tǒng)組成32
二、自噴井節(jié)點系統(tǒng)分析32
第二節(jié)氣舉采油39
一、氣舉采油原理、方式及管柱39
二、氣舉的啟動過程40
三、氣舉閥41
第四章機械采油技術44
第一節(jié)有桿泵采油44
一、抽油裝置及泵的工作原理44
二、泵效的計算48
三、提高泵效的措施51
第二節(jié)潛油電泵采油52
第三節(jié)水力活塞泵采油52
第四節(jié)水力射流泵采油53
第五節(jié)螺桿泵采油54
第五章注水56
第一節(jié)水源與水質56
一、水源選擇及水質要求56
二、注入水處理技術57
第二節(jié)注水系統(tǒng)組成58
一、注入水地面系統(tǒng)58
二、注水井投注程序58
第三節(jié)注水井吸水能力分析59
一、注水井吸水能力59
二、地層吸水能力分析60
三、井下配水工具工作狀況的判斷61
四、檢查配注準確程度和分配層段注水量61
五、影響吸水能力的因素及恢復措施62
第四節(jié)分層注水技術63
一、分層吸水能力的測試方法63
二、分層注水管柱63
三、注水井調剖64
第六章提高采收率66
第一節(jié)化學法提高采收率技術66
一、聚合物驅油法66
二、堿水驅油法67
三、微乳液驅油法68
四、化學復合驅油法69
第二節(jié)非化學法提高采收率技術70
一、混相驅油法70
二、熱力采油72
三、微生物采油74
四、應用提高采收率方法的現(xiàn)狀76
本篇參考文獻77
第二篇 油氣儲運工程
第七章油氣集輸78
第一節(jié)油氣集輸系統(tǒng)流程及管路78
一、油氣集輸系統(tǒng)的工作內容78
二、油田油氣集輸流程78
三、礦場集輸管路80
第二節(jié)原油和天然氣的加工處理81
一、油田產品質量指標81
二、油氣分離82
三、原油凈化84
四、原油穩(wěn)定86
五、油田氣處理87
第三節(jié)礦場油氣計量89
一、井口計量89
二、外輸計量91
第八章長距離輸油管道94
第一節(jié)輸油管道概況94
一、輸油管的分類和組成94
二、管道運輸?shù)陌l(fā)展歷史和發(fā)展趨勢94
第二節(jié)等溫輸油管道96
一、輸油泵站的工作特性96
二、輸油管道的壓能損失98
第三節(jié)加熱輸送管道100
一、熱油管道的溫降100
二、熱油管道的摩阻102
第四節(jié)易凝高黏原油輸送工藝102
一、含蠟原油的熱處理輸送103
二、含蠟原油加降凝劑輸送104
三、易凝、高黏原油輸送方法105
第五節(jié)輸油站107
一、輸油站的分區(qū)和基本組成107
二、輸油站的工藝流程108
三、輸油泵與原動機109
第六節(jié)順序輸送110
一、順序輸送的特點111
二、順序輸送的混油111
第九章長距離輸氣管道115
第一節(jié)輸氣管道概況115
一、輸氣系統(tǒng)的組成與特點115
二、天然氣管道運輸?shù)陌l(fā)展概況116
第二節(jié)輸氣站及壓縮機介紹118
一、輸氣站118
二、壓縮機及其工作原理118
第三節(jié)輸氣站的主要設備與工藝系統(tǒng)119
一、壓縮機組的類型及特性120
二、壓氣站天然氣冷卻系統(tǒng)120
三、天然氣流量計量系統(tǒng)121
四、清管系統(tǒng)121
五、閥門124
第四節(jié)輸氣站的平面布置與工藝流程126
一、站址選擇126
二、平面布置126
三、壓氣站的工藝流程127
第十章油品的儲存與裝卸130
第一節(jié)油庫類型及任務130
一、油庫類型130
二、油庫任務131
第二節(jié)油庫分區(qū)及設施132
一、儲存區(qū)132
二、油品裝卸區(qū)133
三、輔助生產區(qū)134
四、行政管理區(qū)134
第三節(jié)油庫工藝流程134
一、工藝流程制訂134
二、管路系統(tǒng)組成135
三、工藝流程圖136
第四節(jié)裝卸油設備與設施138
一、鐵路油品裝卸138
二、水運油品裝卸145
三、汽車油罐車油品裝卸147
第五節(jié)油罐149
一、油罐類型149
二、立式圓柱形鋼質油罐150
三、臥式圓柱形油罐153
本篇參考文獻155
第三篇 石油化工
第十一章石油化工基礎知識156
第一節(jié)有機化學基礎知識156
一、有機化合物156
二、烴類化合物159
第二節(jié)石油化學基礎知識167
一、石油的化學組成167
二、石油及石油產品的物理性質176
三、石油產品的分類及使用189
第三節(jié)化工基礎知識210
一、化工生產常用指標210
二、工業(yè)催化劑基礎211
三、物料與能量衡算213
四、化工生產工藝條件選擇與控制213
五、化工生產工藝流程215
第十二章石油加工過程217
第一節(jié)原油蒸餾217
一、原油蒸餾的基本原理217
二、原油蒸餾的工藝流程219
第二節(jié)催化裂化225
一、概述225
二、烴類的催化裂化反應230
三、催化裂化工藝流程233
第三節(jié)催化加氫235
一、概述235
二、催化加氫過程化學反應238
三、催化加氫工藝流程243
第四節(jié)催化重整247
一、概述247
二、催化重整的化學反應251
三、催化重整工藝流程253
第五節(jié)熱加工257
一、概述257
二、熱加工過程的基本原理258
三、熱加工的工藝流程261
第十三章石油化工過程266
第一節(jié)烴類熱裂解制烯烴266
一、概述266
二、熱裂解過程的化學變化與基本原理266
三、裂解設備與工藝275
四、裂解氣的凈化與壓縮280
五、裂解氣的深冷分離284
第二節(jié)石油化工系列產品289
一、乙烯系列產品289
二、丙烯系列產品295
三、芳烴系列產品300
第十四章高分子化工305
第一節(jié)概述305
一、高分子的基本概念305
二、高分子材料的應用305
第二節(jié)聚合反應原理306
一、加聚反應306
二、縮聚反應307
三、連鎖聚合307
四、逐步聚合307
第三節(jié)聚合反應實施方法307
一、本體聚合307
二、溶液聚合308
三、懸浮聚合308
四、乳液聚合308
第四節(jié)高分子合成實例308
一、聚烯烴的生產工藝308
二、聚酯的生產工藝310
三、合成橡膠的生產310
四、未來我國合成橡膠工業(yè)發(fā)展方向310
第十五章精細化工基礎312
第一節(jié)概述312
一、精細化工的定義312
二、精細化工發(fā)展現(xiàn)狀312
第二節(jié)精細化工特點313
一、品種日益增多313
二、生產技術日益進步314
三、大量采用復配加工技術314
四、生產裝置多功能化程度高314
五、技術密集度高314
第三節(jié)我國精細化工發(fā)展趨勢315
第四節(jié)精細化工產品315
一、表面活性劑315
二、膠黏劑317
三、染料和顏料317
四、農藥318
本篇參考文獻319