Petroleum Science and Technology; 2019 by Chang Samuel Hsu.pdf

Part I Petroleum — Properties, Composition and Classi fi cation
1 Characteristics and Historical Events . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.1 What Is Petroleum? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2 Fossil Hydrocarbons (Fossil Fuels) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2.1 Natural Gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2.2 Liquids (Crude Oils) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2.3 Bitumen, Asphalt, Tar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.4 Solids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3 Use of Petroleum: A History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2 Crude Assay and Physical Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.1 Crude Assay. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2 Distillation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.3 Physical Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.4 Crude Assay Template and Report. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.5 Bulk Properties of Crude Oil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3 Chemical Composition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.1 Elemental Composition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.2 Molecular Composition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.2.1 Alkanes (Paraf fi ns) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.2.2 Naphthenes (Cycloparaf fi ns) . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.2.3 Aromatic Hydrocarbons (Aromatics) . . . . . . . . . . . 45
3.2.4 Heteroatom-Containing Hydrocarbons . . . . . . . . . . 47
3.2.5 Sulfur-Containing Hydrocarbons . . . . . . . . . . . . . . 47
3.2.6 Nitrogen-Containing Hydrocarbons . . . . . . . . . . . . 49
3.2.7 Oxygen-Containing Hydrocarbons . . . . . . . . . . . . . 51
3.2.8 Metal-Containing Hydrocarbons . . . . . . . . . . . . . . 52
3.2.9 Ole fi ns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.2.10 Alkynes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.3 Petroleum Molecule Types: Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.4 Crude Oils in China . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

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