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天涯河處覓油蹤─油氣是甚麼

天涯河處覓油蹤─油氣是甚麼

油氣是什麼

所謂的油氣,就是石油和天然氣的綜稱。石油或稱原油,和煤類、油頁岩或部份硫磺等都是自然界常見的可燃礦產。
油氣雖然具有很複雜的化學組 合,並且因產地不同而有成份的差異,然而,其中仍有共同點,因為他們都含有碳、氫、硫、氮、氧等元素。一般來說,原油中含碳量最高,佔 84~87%,鯖氫佔 11~14%,兩者並且以類 (hydrocarbons) 分子組合出現,佔原油 97~99%,所以油氣也被歸類為碳氫化合物。

油氣中也含有少量的硫、氮和氧,約佔 1~4%。各地所產油氣在硫的含量上有極大差異。中國新疆克拉瑪依原油的硫含量只有 0.05%,而墨西哥含硫量則高達 3~5%。通常我們把含硫量少於1%的油氣稱為「甜 (sweet)」或低硫油氣,相對的就是「酸 (sour)」或高硫油氣。煉油廠提煉酸油氣必須要有特別的去硫裝備,否則,硫化物不但會腐蝕煉油裝備,更會造成環境污染。油氣中氮和氧的含量則很少超過 1~2%。

除了上述五種元素之外,其它微量元素,就是構成油氣的殘積灰燼 (ash residuals)。一般說來,原油內含膠質和瀝青質越多,則其殘灰類也越多。殘灰經化學分析,通常不外以下三十八種元素:碳、氫、硫、氮、氧、鐵、 鈣、鎂、鋁、釩、鎳、銅、銻、錳、鍶、鋇、硼、鈷、鋅、鉬、鉛、錫、鉀、磷、鋰、鑢、鉍、鈹、鍺、銀、砷、、金、鈦、鉻、鎘等。另外部份原油還含有矽和 鈉。
這些元素在自然界中為近似有機物組成,因此,研究這些元素組成,可以幫忙我們了解石油成因和移棲過程。
原油與天然氣


未經煉製的原油
原油是指採自大自然,未經煉製的石油,是一種碳氫化合物。其所含的巠類包括有飽和浣屬巠(又名石蠟巠 paraffins)、環浣巠 (naphthalene)、芳香巠類(aromatics) 以及其它非巠類混合物。有些石蠟巠內所含碳元素數甚至高達七十八個以上;只有少數的原油含有不飽和碳氫化合物,也就是所謂烯屬巠 (olefin type)。

原油的顏色也不一致,一般都是深色,如黃褐色、深褐色、黑色至黑綠色;部份原油較淡色,如無色、淡黃色等,如美國加州、蘇聯 巴庫、羅馬尼亞、伊朗、印尼蘇門答臘和特拉尼達所產原油即是。至於其色彩較淡的原因可能是由於油中的膠質和瀝青質以被岩石吸收。一般而言,原油的顏色和其 膠質、瀝青質的含量成正比;膠質、瀝青質含量越高,顏色就越深。
液化天然氣
我們一般所謂天然氣,專指和和原油有關的天然碳氫化合物氣體,主要供作燃料用。

天然氣的化學成份主要是由甲浣加上一些其他高分子群屬的石蠟系列,如苯和一些環屬巠類而成。另外,也有相當的二氧化碳、氮氣 (Nitrogen) 和硫化氫,甚至微量的硫醇類和氦氣等。
所謂濕氣是指除了甲烷之外還含大量乙烷、丙烷、丁烷、液態巠等成份的氣體,是從油田中原油內釋放出來的;反之,不帶原油的純氣體,且不含上述甲烷以上高分子巠者即為乾氣。
比重與黏度

在常溫攝氏 20 下,原油比重在 0.75 至 1.00 之間。原油比重也和其顏色有關,一般比重越大,顏色越深。但這也和它的組成物質之分子量與溶解氣多寡有關。通常比重較大的原油含高分子,瀝青質較多;比重 較輕的原油顏色較淡,多為石蠟質,含油質較多,當然,經提煉所得輕質油料的比例也多。
國際上多用美國標準API來測定比重。

141.5
API = ───────── - 131.5
15.5 度 C 時的比重 由上列式子所得 API 數值和我們通用的比重值正好相反,API 值越大,實際上比重則小。

以中油公司所進口的原油來看,其 API 值約介於三十至五十之間,伴隨天然氣所產生的凝結油其 API 值約為五十左右。目前世界原油中以中東地區原油比重較大,API 值較小;東南亞地區原油則比重較小,API值大。比重較大的原油,含硫量通常也較高,在「環保世紀」的今天,必須先經過脫硫處理的過程,處理費用較高。

黏度是由逆測定來判定液體的流動性能,液體黏度越大則越難流動。

黏度是原油一個很重要的物理特性,而油料在開發井或輸油管的流動速度,對相關作業也有極大的影響;如果氣溫降低,油料的黏度會增大,使輸送速度減緩。此時可借由加溫方式來減低其黏度,或以保溫管線運送。