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第二章原油評價2/4/20231煉油工藝學(xué)確定原油的加工流程方案是煉廠設(shè)計和生產(chǎn)的首要任務(wù)。人們根據(jù)所加工原油的特性、市場對產(chǎn)品的需求、加工技術(shù)的水平、生產(chǎn)的靈活性和經(jīng)濟效益等方面資料,進行綜合分析,研究比較,才能得到合理的加工流程方案。因此對原油進行評價是制定原油加工方案的前提。原油的類型很多,我國原油又有很多特點,本章將分別討論原油評價、原油的分類、我國主要原油特點及幾種典型的加工流程方案。

2/4/20232煉油工藝學(xué)第一節(jié)原油評價方法概述

不同性質(zhì)的原油,應(yīng)采用不同加工方法,以生產(chǎn)適當(dāng)產(chǎn)品,使原油得到合理利用。對于新開采的原油,必須先在實驗室進行一系列的分析、試驗,習(xí)慣上稱之為“原油評價”。根據(jù)評價目的不同,原油評價分為四類

2/4/20233煉油工藝學(xué)(1)原油一般性質(zhì):目的是在油田勘探開發(fā)過程中及時了解單井、集油站和油庫中原油一般性質(zhì),掌握原油性質(zhì)變化規(guī)律和動態(tài);(2)簡單評價:目的是初步確定原油性質(zhì)和特點,適用于原油性質(zhì)普查;(3)常規(guī)評價:為一般煉油廠提供設(shè)計數(shù)據(jù);(4)綜合評價:為綜合性煉油廠提供設(shè)計數(shù)據(jù)。

2/4/20234煉油工藝學(xué)2/4/20235煉油工藝學(xué)2/4/20236煉油工藝學(xué)原油的綜合評價內(nèi)容:(l)原油一般性質(zhì)分析(2)實沸點蒸餾及窄餾分分析。脫水原油經(jīng)實沸點蒸餾切割成3%的窄餾分,取得餾分組成數(shù)據(jù)。測定每個窄餾分的性質(zhì),計算特性因數(shù)、粘重常數(shù)及結(jié)構(gòu)族組成,以表和圖的形式表示

2/4/20237煉油工藝學(xué)(3)直餾產(chǎn)品的切割與分析。在實驗室中將餾分按比例配制或把原油重新切割得到各種油品如:汽油、煤油、柴油以及重整、裂解、催化裂化原料等,測定其主要性質(zhì)和進行組成分析(4)測定不同拔出深度的重油和渣油的性質(zhì)。(5)潤滑油、蠟的潛含量測定及其性質(zhì)分析。潤滑油餾分(350~500℃的寬餾分或按50℃切割的窄餾分)在-15℃下進行溶劑脫蠟,脫蠟油用吸附法分離為飽和烴,輕、中、重芳香烴和膠質(zhì),按規(guī)定計算潤滑油潛含量。蠟膏需進一步脫油使其含油量<1%,計算蠟收率。(6)測定原油的平衡氣化數(shù)據(jù),作平衡氣化產(chǎn)率與溫度關(guān)系曲線。2/4/20238煉油工藝學(xué)一、實沸點蒸餾曲線在一種間歇式釜式蒸餾設(shè)備中進行一般按重量或體積的每3%取一個餾分,或每隔10℃取一餾分實沸點蒸餾曲線就是以餾出溫度為縱坐標(biāo),以總餾出百分率(總收率)為橫坐標(biāo)作圖所得的曲線2/4/20239煉油工藝學(xué)2/4/202310煉油工藝學(xué)二、原油性質(zhì)曲線(中比性質(zhì)曲線)

假定某一窄餾分的性質(zhì)是該窄餾分餾出一半時的性質(zhì)所作的曲線中比曲線只適用于窄餾分,不能適用于寬餾分,餾分越寬,誤差越大2/4/202311煉油工藝學(xué)例如第三個餾分相對密度=0.7699應(yīng)標(biāo)繪于(6.13+9.35)%/2=7.74%處。這樣標(biāo)繪得到的窄餾分性質(zhì)曲線,被稱為中比性質(zhì)曲線。原油性質(zhì)曲線表示該原油的各個窄餾分性質(zhì)變化情況。根據(jù)性質(zhì)曲線的中百分比特點,如果要大致估計某一餾分的性質(zhì),可以在該餾分餾出百分率的起始值和終了值的一半處作垂線,使之與某性質(zhì)曲線相交所得點的縱坐標(biāo)值即為該餾分某項性質(zhì)數(shù)值。但由于原油及油品除相對密度等少數(shù)性質(zhì)外,許多性質(zhì)并不具備可加性,因此性質(zhì)曲線用于寬餾分時所得數(shù)據(jù)是不可靠的。性質(zhì)曲線不能用作制定原油加工方案或產(chǎn)品切割方案的依據(jù)。2/4/202312煉油工藝學(xué)三、產(chǎn)率曲線以某一油品的不同產(chǎn)率為橫坐標(biāo),相應(yīng)產(chǎn)率下的油品的性質(zhì)為縱坐標(biāo)所作的曲線以實沸點蒸餾為基礎(chǔ)產(chǎn)率曲線表示的是累積性質(zhì)2/4/202313煉油工藝學(xué)2/4/202314煉油工藝學(xué)以汽油為例,將蒸出的一個最輕餾分(如初餾點~130℃)為基本餾分,測定其密度、餾分組成、辛烷值等,然后依次混入后面的窄餾分,就可得到初餾點~180℃、初餾點~200℃等汽油餾分。分別測定其性質(zhì)得到汽油餾分的產(chǎn)率—性質(zhì)關(guān)系數(shù)據(jù)或繪制成相應(yīng)的產(chǎn)率性質(zhì)曲線。在繪制不同蒸餾深度的重油產(chǎn)率—性質(zhì)曲線時,作法則有所不同。先盡可能把最重的餾分蒸出,測定剩下殘油性質(zhì),然后依次與相鄰蒸出的窄餾分混對,分別測定其性質(zhì)。2/4/202315煉油工藝學(xué)第二節(jié)原油的分類方法由于地質(zhì)構(gòu)造、生油條件和年代的不同,世界各地區(qū)所產(chǎn)原油的性質(zhì)和組成有的差別很大,有的卻十分相似;同一地區(qū)的原油,由于采油層位不同,性質(zhì)都可能出現(xiàn)差別。性質(zhì)和組成相似的原油,其加工、儲運等方案也相近。因此根據(jù)原油特性進行分類,對制定原油加工方案和儲運、銷售都是十分必要的。

原油的組成十分復(fù)雜,對其確切分類很困難。原油的分類方法有許多種,通常從商品、地質(zhì)、化學(xué)或物理等不同角度進行分類。本節(jié)只討論廣為應(yīng)用的原油商品分類法、化學(xué)分類法和我國采用的分類方法。2/4/202316煉油工藝學(xué)一、商品分類法原油的商品分類法又稱工業(yè)分類法,是化學(xué)分類方法的補充。商品分類的根據(jù)很多,如分別按原油的密度、硫含量、氮含量、含蠟量和膠質(zhì)含量分類等等。

國際石油市場常用以計價的標(biāo)準(zhǔn),多用比重指數(shù)APIo分類和含硫量分類。第十二屆世界石油會議規(guī)定的原油分類標(biāo)準(zhǔn)。

類別APIo

20℃相對密度

輕質(zhì)原油中質(zhì)原油重質(zhì)原油特重原油

>31.131.1~22.322.3~10<10<0.86610.8661~0.91620.9162~0.9968>0.99682/4/202317煉油工藝學(xué)分類標(biāo)準(zhǔn),%

≤0.50.5~2.0>2.0原油類別

低含硫

含硫

高含硫

分類標(biāo)準(zhǔn),%

0.5~2.52.5~10.0>10.0原油類別

低含蠟

含蠟高含蠟分類標(biāo)準(zhǔn),%

<55~15>15原油類別

低含膠含膠多膠

2/4/202318煉油工藝學(xué)二、化學(xué)分類法

原油的化學(xué)分類以原油的化學(xué)組成為基礎(chǔ),通常用與原油化學(xué)組成直接有關(guān)的參數(shù)作為分類依據(jù),如特性因數(shù)分類、美國礦務(wù)局關(guān)鍵餾分特性分類、相關(guān)指數(shù)分類、石油指數(shù)和結(jié)構(gòu)族組成分類等。其中以前兩種應(yīng)用最廣。通常認(rèn)為,按這兩種方法分類,對原油特性可得到一個概括認(rèn)識,不同原油間可作粗略對比。我國則采用關(guān)鍵餾分特性分類和按硫含量分類相結(jié)合的原油分類方法?,F(xiàn)簡單介紹應(yīng)用最廣泛的特性因數(shù)分類和關(guān)鍵餾分特性分類法。

2/4/202319煉油工藝學(xué)1.特性因數(shù)分類

根據(jù)原油特性因數(shù)K值大小分為石蠟基、中間基和環(huán)烷基三類原油,分類標(biāo)準(zhǔn)見表特性因數(shù),K

>12.111.5~12.110.5~11.5原油類別

石蠟基中間基環(huán)烷基特性因數(shù)分類法多年來為歐美各國普遍采用,它在一定程度上反映了原油的組成特性。例如通過這一方法分類我們能知道這種原油是含烷烴多還是含環(huán)烷烴多。2/4/202320煉油工藝學(xué)缺點:①不能表明原油中低沸點餾分和高沸點餾分中烴類的分布規(guī)律,因此它不能反映原油中輕、重組分的化學(xué)特性。②由于原油的特性因數(shù)K難以準(zhǔn)確求定,用其他參數(shù)計算或查特性因數(shù)K容易造成誤差,因此這一方法并不完全符合原油組成的實際情況。2/4/202321煉油工藝學(xué)2.關(guān)鍵餾分特性分類法

關(guān)鍵餾分特性分類法是將原油用Hempel簡易精餾裝置切取250~275℃和395~425℃(即在殘壓40mmHg下取得的275~300℃的餾分)兩個輕重關(guān)鍵餾分,分別測定其相對密度,對照分類標(biāo)準(zhǔn)表確定兩個關(guān)鍵餾分的基屬,然后根據(jù)關(guān)鍵餾分特性分類表確定原油的類別。第一關(guān)鍵餾分指原油常壓蒸餾250~275℃的餾分;第二關(guān)鍵餾分相當(dāng)于原油常壓蒸餾395~425℃的餾分,即在殘壓40mmHg下取得的275~300℃的餾分2/4/202322煉油工藝學(xué)基屬關(guān)鍵餾分石蠟基中間基環(huán)烷基第一關(guān)鍵餾分d420<0.8210APIo>40(K>11.9)d420=0.8210~0.8562APIo=33~40(K=11.5~11.9)d420>0.8562APIo<33(K<11.5)第二關(guān)鍵餾分d420<0.8723APIo>30(K>12.2)d420=0.8723~0.9035APIo=20~30(K=11.5~12.2)d420>0.9305APIo<20(K<11.5)表關(guān)鍵餾分分類標(biāo)準(zhǔn)

2/4/202323煉油工藝學(xué)關(guān)鍵餾分特性分類表編號第一關(guān)鍵餾分第二關(guān)鍵餾分原油類別1石蠟基石蠟基石蠟基2石蠟基中間基石蠟-中間基3中間基石蠟基中間-石蠟基4中間基中間基中間基5中間基環(huán)烷基中間-石蠟基6環(huán)烷基中間基環(huán)烷-中間基7環(huán)烷基環(huán)烷基環(huán)烷基2/4/202324煉油工藝學(xué)我國現(xiàn)采用關(guān)鍵餾分特性分類法和硫含量分類法相結(jié)合的分類方法,把硫含量分類作為關(guān)鍵餾分特性分類法的補充。2/4/202325煉油工藝學(xué)原油名稱含硫量m%第一關(guān)鍵餾分d420第二關(guān)鍵餾分d420原油的關(guān)鍵餾分特性分類建議原油分類命名大慶混合0.110.814(K=12.0)0.850(K=12.5)石蠟基低硫石蠟基克拉瑪依0.040.828(K=11.9)0.895(K=11.5)中間基低硫中間基勝利混合0.880.832(K=11.8)0.881(K=12.0)中間基含硫中間基大港混合0.140.860(K=11.4)0.887(K=12.0)環(huán)烷中間基低硫環(huán)烷中間基孤島2.060.891(K=10.7)0.936(K=11.4)環(huán)烷基含硫環(huán)烷基2/4/202326煉油工藝學(xué)同一類原油的性質(zhì)具有明顯的共同特點

大慶原油屬于低硫石蠟基原油;勝利原油屬于含硫中間基原油石蠟基原油一般含烷烴量超過50%,其特點是密度小,含蠟量較高,凝點高,含硫、膠質(zhì)較少,屬于地質(zhì)年代古老的原油環(huán)烷基原油的特點是含環(huán)烷烴和芳烴較多,密度大,凝點低,一般含硫、膠質(zhì)瀝青質(zhì)較多,是地質(zhì)年代較年輕的原油2/4/202327煉油工藝學(xué)第三節(jié)原油加工方案的確定所謂原油加工方案,其基本內(nèi)容是指原油可以生產(chǎn)什么產(chǎn)品以及使用什么樣的加工手段來生產(chǎn)這些產(chǎn)品。理論上,可以從任何一種原油生產(chǎn)出各種所需的石油產(chǎn)品,但實際上,原油加工方案的確定(確定原油加工方案的原則)取決于許多因素:如市場需要、經(jīng)濟效益、投資力度、加工技術(shù)水平和原油特性等。如果選擇的加工方案適應(yīng)原油的特性,則可以做到用最小的投入獲得最大的產(chǎn)出。主要從原油特性的角度來討論如何選擇原油的加工方案。2/4/202328煉油工藝學(xué)加工方案

燃料型

燃料-潤滑油型

燃料-化工型

燃料-潤滑油-化工型

拔頭蒸餾常減壓蒸餾

2/4/202329煉油工藝學(xué)一、原油加工方案的確定原則

原油加工方案確定的原則:根據(jù)原油特性制定合理的加工方案;根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展和市場需求,對產(chǎn)品品種、質(zhì)量、數(shù)量等提出要求;盡量采用先進技術(shù)和加工方法原油切割方案確定的基本內(nèi)容包括:確定產(chǎn)品品種、產(chǎn)率及質(zhì)量;確定切割溫度

2/4/202330煉油工藝學(xué)選定切割方案時應(yīng)注意幾點:

以產(chǎn)品主要規(guī)格作為切割的主要依據(jù)在考慮產(chǎn)品質(zhì)量要求的前提下,爭取該產(chǎn)品的最大收率對某些產(chǎn)品質(zhì)量要求(如柴油)要特殊考慮,不能只顧高產(chǎn)率,致使質(zhì)量不合格,增加后續(xù)再加工的困難相鄰兩個產(chǎn)品產(chǎn)率切割有矛盾時,要優(yōu)先生產(chǎn)市場急需產(chǎn)品2/4/202331煉油工藝學(xué)2/4/202332煉油工藝學(xué)2/4/202333煉油工藝學(xué)2/4/202334煉油工藝學(xué)二、國產(chǎn)主要原油的性質(zhì)特點

1.大慶原油主要特點:

含蠟量高(26%~30%),凝點高(約30℃),硫含量低(0.10%),金屬含量低(Ni:2ppm、V<0.1ppm),正庚烷瀝青質(zhì)含量低(接近于0),特性因數(shù)K=12.5~12.6,屬于典型的低硫石蠟基原油。2/4/202335煉油工藝學(xué)直餾汽油的ON低,應(yīng)通過催化重整提高ON航煤密度較小、結(jié)晶點高,只能符合2號航煤規(guī)格直餾柴油的CN高,但凝點也高。煤、柴油餾分含烷烴多,是制取乙烯的良好裂解原料潤滑油餾分的粘溫性能好,適合生產(chǎn)潤滑油減壓渣油可以摻入減壓餾分油作為催化裂化原料,也可以經(jīng)丙烷脫瀝青及精制生產(chǎn)殘渣潤滑油,但難以生產(chǎn)高質(zhì)量的瀝青產(chǎn)品。2/4/202336煉油工藝學(xué)

根據(jù)上述評價結(jié)果,大慶原油的加工方案采用燃料-潤滑油加工方案最為理想,或者采用燃料-潤滑油-化工型方案。原油評價數(shù)據(jù)表明,大慶原油是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)潤滑油和各種蠟的良好原料。

2/4/202337煉油工藝學(xué)2.勝利混合原油勝利油田構(gòu)造復(fù)雜,斷層多,不同的地質(zhì)構(gòu)造和不同層位的原油性質(zhì)差別很大,我們以勝利混合原油為例進行分析。勝利混合原油的評價結(jié)果如下:

主要特點:膠質(zhì)含量高(約為23%),密度較大(大約在0.900g/cm3),另外,含蠟量較高,含硫(大部分在1%左右)原油,因此是屬于較為典型的含硫中間基原油。勝利原油中的輕餾分含量比大慶原油少。200℃以前的收率約7%(w),350℃前約24~25%,500℃以前的總拔出率約占原油的50%(w)。2/4/202338煉油工

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