Le pétrole brut existe sous la forme d’un mélange naturel complexe d’hydrocarbures et sa composition varie en fonction de la source, des conditions du réservoir et des proportions de différents composés trouvés dans le gisement souterrain.
La classification du pétrole brut aide à expliquer ces différences en regroupant le pétrole selon la composition chimique, la densité, la densité API, la viscosité, la répartition du carbone, l’indice de corrélation et d’autres caractéristiques physiques et chimiques mesurables utilisées par l’industrie.
Comprendre la classification du pétrole brut est important car les types de bruts se comportent différemment pendant le transport, le stockage, le raffinage et le traitement, tandis que leurs propriétés influencent les rendements des produits, les exigences de traitement, les coûts d’exploitation et la valeur économique.
Le pétrole et le gaz naturel sont présents naturellement sous forme de mélanges d’hydrocarbures qui peuvent être séparés en constituants qui existaient dans le réservoir avant l’introduction du raffinage ou d’autres méthodes de traitement appliquées.
Cet article explique les principales classes de pétrole brut, la signification de la gravité API et les propriétés importantes, notamment la densité, la teneur en sel, la teneur en soufre, le point d’écoulement, la teneur en cendres, la viscosité et les métaux traces.
Classification du pétrole brut
La classification du pétrole brut utilise plusieurs facteurs car le pétrole provenant de différents champs ne contient pas des substances identiques. proportions d’hydrocarbures, impuretés ou caractéristiques physiques. Ces différences affectent les exigences de manutention, de stockage, de transport, de raffinage et de transformation.
Le pétrole peut être classé selon son état physique autres combustibles fossiles, mais la composition chimique fournit une base plus détaillée pour distinguer les types de pétrole brut et prédire leur comportement pendant le traitement et le raffinage.
Les principaux groupes de composition décrits pour le pétrole comprennent les pétroles bruts paraffiniques, naphténiques et aromatiques. Certains pétroles bruts présentent également des caractéristiques mixtes, combinant des proportions significatives de plus d’un groupe d’hydrocarbures dans un seul dépôt.
Les pétroles bruts peuvent également recevoir des descriptions de marché telles que légères ou lourdes en fonction de la densité et de la gravité API, tandis que les descriptions douces ou acides reflètent généralement les différences de teneur en soufre lors de l’évaluation commerciale.
Ces approches de classification sont des systèmes complémentaires plutôt que concurrents. Un seul pétrole brut peut appartenir à une classe de composition chimique tout en recevant également une catégorie de densité et une description de marché basée sur le soufre.
La classification reposant sur des caractéristiques mesurables, les analystes peuvent comparer les pétroles bruts provenant de différents puits en utilisant une terminologie cohérente. Cette approche favorise une communication plus efficace entre les producteurs, les commerçants, les transporteurs et les exploitants de raffineries.
La classification chimique se concentre sur les familles d’hydrocarbures, tandis que la densité et la gravité API mettent l’accent sur la lourdeur physique. La teneur en soufre ajoute une autre dimension pratique, permettant aux pétroles bruts de recevoir des descriptions commerciales plus larges sur les marchés pétroliers.
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Classes de composition d’hydrocarbures
1. Paraffinique : Les pétroles bruts paraffiniques contiennent de grandes quantités d’hydrocarbures saturés à chaîne droite ou ramifiée et des quantités comparativement plus faibles de structures cycliques dans leur composition globale et leur distribution moléculaire dans le réservoir.
2. Naphténique : Les pétroles bruts naphténiques contiennent de fortes proportions d’hydrocarbures cycliques saturés avec un ou plusieurs cycles, portant parfois des chaînes latérales de paraffine sur ces structures cycliques et ces charpentes moléculaires au sein du brut.
3. Aromatique : Les pétroles bruts aromatiques contiennent des quantités relativement importantes d’hydrocarbures dotés de noyaux aromatiques, y compris des structures basées sur des systèmes cycliques de benzène, de naphtalène et de phénanthrène au sein de leur composition moléculaire et de leur distribution complexes.
4. Classes mixtes : Les pétroles bruts peuvent combiner des caractéristiques paraffiniques, naphténiques et aromatiques, produisant des catégories mixtes dont les pourcentages varient considérablement. Ces combinaisons expliquent pourquoi les pétroles bruts provenant de différents gisements présentent des propriétés distinctes.
5.Paraffinique-Naphténique : Cette classe de bruts mixtes contient des composants substantiels de paraffine et de naphtène, créant des caractéristiques chimiques intermédiaires qui diffèrent des classes de pétrole fortement paraffiniques ou fortement naphténiques trouvées dans de nombreux réservoirs.
6. Paraffinique-Naphténique-Aromatique : Cette classe mixte contient des proportions significatives des trois familles d’hydrocarbures, démontrant que la composition du pétrole brut peut combiner plusieurs caractéristiques structurelles au sein d’un même mélange pétrolier provenant de champs producteurs particuliers.
| Pétrole brut | Paraffine | Naphtène | Aromatique | Cire | Asphalte | |
| Classement | (% | (%) | (%) | (%) | (%) | |
| Paraffinique | 46 – 61 | 22 – 32 | 12 – 25 | <10 | <6 | |
| Paraffinique – Naphténique | 42 – 45 | 38 – 39 | 16 – 20 | <6 | <6 | |
| Naphténique | 15 – 26 | 61 – 76 | 8 – 13 | 0 | <6 | |
| Aromatique | <8 | 57 – 78 | 20 – 25 | <0,5 | <20 | |
| Paraffinique – Naphténique – Aromatique | 27 – 35 | 36 – 47 | 26 – 33 | <1 | <10 |
Classification API de gravité et de densité
La densité constitue une autre base largement acceptée pour la classification du pétrole brut. Elle représente la masse par unité de volume, tandis que la densité spécifique compare la densité du pétrole à la densité d’une substance de référence.
La gravité API fournit une échelle de l’industrie pétrolière dérivée de la gravité spécifique. Une densité API plus élevée indique généralement un brut plus léger, tandis qu’une densité API plus faible indique un brut plus lourd avec une plus grande densité et des caractéristiques de manipulation différentes.
Les valeurs de densité spécifique des pétroles bruts peuvent varier d’environ 0,82 pour les bruts plus légers à plus de 1,0 pour les matériaux plus lourds. Les raffineurs utilisent ces différences lors de l’évaluation des matières premières brutes et du comportement de traitement attendu.
Selon la classification des sources, le pétrole brut dont la densité API est supérieure à 30,0 entre dans la catégorie des produits à base de paraffine, tandis que les valeurs de 20,1 à 29,9 indiquent des caractéristiques intermédiaires entre les types de paraffine et de naphtène.
Une densité API inférieure à 20 indique un brut lourd à base de naphtène selon la classification source. Les valeurs de densité spécifique fournissent la perspective de densité correspondante, aidant les utilisateurs à interpréter si le brut est comparativement léger ou lourd pendant évaluation commerciale.
Le système API ne décrit pas à lui seul toutes les caractéristiques brutes. Les raffineurs examinent toujours le soufre, le sel, la viscosité, le point d’écoulement, les métaux et la composition avant de sélectionner les conditions de traitement et l’équipement appropriés pour une raffinerie.
La densité spécifique et la densité API fonctionnent donc comme des indicateurs pratiques plutôt que comme des descriptions complètes de la qualité du brut. Des tests de laboratoire détaillés restent nécessaires lorsque les raffineurs comparent les matières premières ou planifient les opérations de traitement.
La relation entre la densité et le rendement du produit rend ces mesures utiles lors de l’achat de brut et de la planification de la raffinerie. Cependant, les opérateurs doivent interpréter les valeurs en fonction de la composition et des niveaux de contaminants.
Principales propriétés du pétrole brut
Les propriétés du pétrole brut diffèrent selon l’origine et la proportion des composants de chaque mélange. Ces caractéristiques mesurables fournissent des informations de première main sur la qualité du brut, les exigences de transformation, les difficultés de manipulation et la valeur économique.
1. Viscosité : La viscosité décrit la résistance à l’écoulement et affecte fortement le pompage, le transport, le stockage et le traitement. Un brut plus visqueux nécessite généralement un effort de pompage plus important et une manipulation plus prudente dans les pipelines et les équipements.
2. Répartition du carbone : La distribution du carbone décrit la manière dont les atomes de carbone se produisent dans les molécules et fractions d’hydrocarbures. La distribution permet de distinguer les caractéristiques du brut et indique comment les différentes structures des hydrocarbures contribuent au comportement de traitement.
3. Indice de corrélation : L’indice de corrélation fournit une mesure comparative utilisée avec d’autres caractéristiques brutes. Il aide les spécialistes du pétrole à relier la composition chimique et la structure des hydrocarbures lors de l’évaluation et de la comparaison de différents pétroles bruts.
4. Composition des hydrocarbures : La composition des hydrocarbures identifie la présence relative de composés paraffiniques, naphténiques et aromatiques.Ces proportions aident à classer le brut et fournissent des indices sur les fractions de produits attendues après raffinage du pétrole.
5. Analyse brute : Un test brut rassemble plusieurs mesures individuelles pour décrire une matière première de manière exhaustive. Tests cohérents améliore la comparaison, prend en charge la planification des processus et aide à identifier les changements dans la qualité du brut.
Teneur en sel et en soufre
1. Teneur en sel : La teneur en sel est exprimée en milligrammes de chlorure de sodium par litre de pétrole ou, alternativement, en livres par baril. Cela indique le sel dissous dans eau émulsionnée avec du pétrole brut pendant la production.
2. Corrosion des raffineries : Une teneur élevée en sel présente de graves risques de corrosion lors du raffinage et peuvent contribuer à boucher les échangeurs de chaleur et les canalisations de chauffage. La source recommande le dessalage lorsque le sel dépasse dix livres pour 1 000 barils.
3. Teneur en soufre : Les composés soufrés influencent le traitement requis lors du raffinage, de sorte que les raffineurs mesurent le soufre avant de sélectionner des stratégies de traitement et de traitement appropriées. Des niveaux de soufre plus élevés peuvent augmenter les exigences de traitement et les coûts d’exploitation.
4. Tests de soufre : La source décrit la combustion d’un échantillon brut mesuré dans un courant d’air pour oxyder les composés soufrés, puis dissoudre le trioxyde de soufre dans l’eau et titrer l’acide obtenu.
Point d’écoulement et comportement d’écoulement
Le point d’écoulement est la température la plus basse à laquelle le pétrole brut ou l’un de ses produits s’écoule sous conditions d’essai spécifiées. Cela indique un comportement d’écoulement important à basse température dans la manipulation du pétrole.
Le point d’écoulement fournit une indication de la cire de pétrole, en particulier des hydrocarbures à longue chaîne, présents dans le pétrole brut. Le brut paraffinique contient généralement plus de cire que les autres types de bruts décrits dans ce système de classification.
Une teneur élevée en cire peut créer des problèmes de manipulation, car les hydrocarbures à longue chaîne peuvent cristalliser ou précipiter lorsque les températures se rapprochent des conditions ambiantes. Ce comportement peut restreindre le débit dans les systèmes de stockage, les pompes et les pipelines.
Le transport devient plus difficile lorsque la température du brut descend en dessous de son point d’écoulement. Les opérateurs peuvent donc avoir besoin de pratiques de chauffage appropriées ou d’abaisseurs chimiques du point d’écoulement pour maintenir des conditions d’écoulement acceptables pendant le mouvement.
La source identifie les n-paraffines à longue chaîne contenant environ 16 à 60 atomes de carbone comme contribuant aux précipitations proches de la température ambiante, qui peuvent réduire la fluidité et éventuellement arrêter complètement le flux de pétrole brut dans certaines conditions.
Le comportement à basse température doit faire l’objet d’une attention particulière lorsque le brut voyage sur de longues distances ou reste stocké pendant de longues périodes. Des conditions de manutention appropriées aident les opérateurs à maintenir leur mouvement dans les pipelines et les équipements associés.
Les problèmes d’écoulement liés à la cire peuvent également influencer l’efficacité opérationnelle, car des mouvements restreints peuvent augmenter les demandes de pompage et compliquer la manipulation de routine. Tester le point d’écoulement permet d’identifier en amont ces difficultés potentielles.
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Teneur en cendres et métaux traces
La teneur en cendres permet de déterminer la quantité de constituants métalliques présents dans le pétrole brut. Les cendres sont constituées en grande partie de matériaux inorganiques qui restent après que les composants combustibles ont brûlé à haute température pendant l’analyse.
Au cours du processus de incinération, les composants contenant du carbone, de l’hydrogène, de l’azote, de l’oxygène et du soufre subissent une oxydation lorsque le brut brûle complètement. Le matériau restant forme des sels métalliques stables, des oxydes métalliques et des résidus d’oxyde de silicium.
Les cendres résiduelles peuvent subir davantage analyse élémentaire en utilisant des techniques de spectroscopie d’absorption atomique. Cette analyse supplémentaire permet d’identifier les constituants métalliques individuels présents dans l’échantillon de pétrole brut après une combustion complète.
Les mesures du nickel et du vanadium peuvent compléter d’autres résultats de laboratoire lorsque les spécialistes étudient les variations brutes.Leurs niveaux relatifs peuvent révéler des différences dans les matières premières, les conditions des réservoirs, les environnements de production de pétrole et l’histoire géologique.
Les pétroles bruts contiennent généralement des classes similaires de composés, mais leurs pourcentages varient d’un puits à l’autre et d’un champ à l’autre. Ces variations expliquent pourquoi différents bruts nécessitent des approches de traitement différentes.
Bien que les cendres représentent les résidus inorganiques restant après la combustion, le résultat permet également d’indiquer la présence de matériaux métalliques gênants. Ces informations deviennent précieuses lors de l’évaluation de matières premières brutes complexes ou lourdes.
Pourquoi les propriétés du pétrole brut sont importantes
Les propriétés du pétrole brut ont des effets directs sur l’économie des raffineries, car elles influencent les types de produits qu’une raffinerie peut obtenir, le traitement requis et la difficulté de traiter chaque matière première.
1. Rendement du produit : Les pétroles bruts plus légers peuvent fournir de plus grandes proportions de distillats légers et moyens tels que l’essence, qui peuvent atteindre des valeurs plus élevées et améliorer l’attrait économique du brut.
2. Coût de traitement : Le brut contenant une quantité importante de soufre, d’azote, de sels ou de métaux peut nécessiter un traitement supplémentaire. Ces impuretés peuvent affecter les catalyseurs, les équipements, les pipelines et les dépenses globales d’exploitation des raffineries pendant le traitement du pétrole.
3. Transport : La densité, la viscosité, la teneur en cire et le point d’écoulement influencent le mouvement dans les pipelines et les systèmes de stockage. Comprendre ces propriétés aide les opérateurs à sélectionner des conditions de manutention appropriées pour un transport sûr et efficace.
4. Valorisation du brut : Les acheteurs et les raffineurs utilisent les propriétés mesurées pour comparer les matières premières brutes. La qualité, la composition, les niveaux d’impuretés et le rendement attendu du produit influencent collectivement la demande, les décisions de transformation et la valeur commerciale sur le marché.
5. Évaluation globale : Ensemble, ces propriétés expliquent pourquoi les pétroles bruts peuvent avoir valeurs commerciales, tandis que le rendement du produit, le traitement des impuretés, le comportement en matière de transport, les exigences en matière d’équipement, risques environnementaux et réponses, et les choix de traitement influencent la valeur.
Résumé sur la classification du pétrole brut et les propriétés du pétrole brut
| Aspect | Résumé |
|---|---|
| Base de classification | Composition chimique, densité, gravité API, viscosité, répartition du carbone et indice de corrélation. |
| Brut Paraffinique | Riche en hydrocarbures saturés à chaîne droite ou ramifiée avec relativement moins de structures cycliques. |
| Brut naphténique | Riche en hydrocarbures cycliques saturés contenant un ou plusieurs cycles. |
| Brut Aromatique | Contient de plus grandes proportions de noyaux d’hydrocarbures aromatiques tels que le benzène et les systèmes cycliques associés. |
| Gravité de l’API | Des valeurs plus élevées indiquent un brut plus léger, tandis que des valeurs plus faibles indiquent un brut plus lourd. |
| Propriétés importantes | Densité, teneur en sel, teneur en soufre, point d’écoulement, teneur en cendres, viscosité et métaux traces. |
| Importance économique | Les propriétés influencent le rendement du produit, les besoins de traitement, le transport, le coût de traitement et la valeur brute. |
Questions fréquemment posées sur la classification du pétrole brut et les propriétés clés expliquées
1. Qu’est-ce que la classification du pétrole brut ?
La classification du pétrole brut regroupe le pétrole en fonction de sa composition chimique, de sa densité, de sa densité API et d’autres caractéristiques mesurables.
2. Quelles sont les principales classes chimiques du pétrole brut ?
Les principales classes sont les types de bruts paraffiniques, naphténiques, aromatiques et mixtes contenant des combinaisons de ces familles d’hydrocarbures.
3. Que montre la gravité API ?
La gravité API indique la densité du brut à l’échelle du pétrole ; Des valeurs API plus élevées représentent généralement un brut plus léger, tandis que des valeurs plus faibles indiquent un brut plus lourd.
4. Pourquoi la teneur en sel du pétrole brut est-elle importante ?
Une teneur élevée en sel peut favoriser la corrosion et le colmatage des équipements de raffinerie, de sorte que le brut peut nécessiter un dessalage avant un traitement ultérieur.
5. Pourquoi la teneur en soufre est-elle importante ?
La teneur en soufre affecte le traitement requis pendant le raffinage et peut augmenter les demandes de traitement et les coûts d’exploitation.
6. Qu’est-ce que le point d’écoulement ?
Le point d’écoulement est la température la plus basse à laquelle le pétrole brut ou un produit s’écoule dans des conditions de test spécifiées.
7. Que mesure la teneur en cendres ?
La teneur en cendres indique les résidus inorganiques et métalliques qui subsistent après la combustion complète du pétrole brut à haute température.
8. Pourquoi les propriétés du pétrole brut sont-elles importantes sur le plan économique ?
Ils influencent les rendements des produits, les exigences de traitement, les difficultés de transport, les coûts de raffinage et la valeur commerciale des matières premières brutes.
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