原油及其馏分油的硫含量关联的研究.docx

原油及其馏分油的硫含量关联的研究单石灵徐志达李志松中国石油化工股份有限公司广州分公司 (广东省广州市 510726)摘要 :汇集了 83 种国内外原油共 110 次的硫含量分析数据 ,对原油及其各馏分硫含量进行了分析比较 ,找出了各馏分硫含量与原油硫含量的关联关系 。结果表明 ,轻馏分硫含量与原油硫含量的关联性较差 ,重馏分硫含量与 原油硫含量的关联性较好 。在装置设计和生产控制过程中 ,可以用原油和馏分油硫含量的线性关系来预测原油各 馏分油的硫含量 。关键词 :原油 馏分油 硫含量 关联原油中硫的存在不仅影响产品的质量 , 加剧设备的 腐 蚀 , 而 且 对 环 境 和 安 全 生 产 构 成 威 胁 。 由于原油生产量不能满足市场对石油产品及化工 原料的需求 ,我国进口大量的原油 ,其中中东高硫原油占较大比例 。因此 ,有必要研究原油各馏分 的硫含量变化情况 ,为炼油设计和生产控制提供 基础数据 。有文献曾对几种典型的高硫原油的各馏分硫 含量分布进行研究1 2 , 或对某炼油厂各生产装置进行了硫平衡调查3 5 ,以便作为质量监测 、安 全生产 、设备防腐和环境保护的参考依据 。本研究汇集了中国石油化工股份有限公司广 州分公司加工过的 83 种国内外原油共 110 次的硫 含量分析数据 ,对其各馏分硫含量分布进行了研究 ,找 出 了 各 馏 分 硫 含 量 与 原 油 硫 含 量 的 关 联 关系 。计 。馏分切割控制温度范围见表 2 。表 1 原油品种及其硫质量分数%0. 130/ 0. 1700 . 2001 . 109/ 1 . 280. 7861原油硫含量 、馏分油馏程及数据关联1 . 1原油硫含量表 1 为收集到的进行关联研究的原油品种及 其硫含量 。按区域划分 , 国内原油 11 种 , 进口原油 72 种 ;按硫含量划分 ,高硫原油 ( 硫质量分数大于 2 . 0 %) 2 种 、含 硫 原 油 ( 硫 质 量 分 数 0 . 5 %2 . 0 %) 19 种 、低硫原油 ( 硫质量分数小于 0 . 5 %)62 种 。1 . 2馏分油的馏程原油在实沸点蒸馏试验装置上进行切割 , 该 装置采用金属塔结构 、符合 astm d2892 标准的设收稿日期 :2003 - 11 - 28 。作者简介 :单石灵 ,高级工程师 ,1985 年 7 月毕业于湘潭大学 化学系 ,1988 年石油化工科学研究院硕士研究生毕业 。现任 广州分公司技术开发中心主任 , 从事石油炼制工艺和产品的 研究开发和科研管理工作 。中国惠州混合0 . 001大庆0. 029/ 0. 096/西江0 . 054陆丰0 . 087涠洲0 . 180/ 0 . 200/流花0 . 195辽河0 . 297/ 0 . 332/0 . 38/ 0 . 400渤海绥中0 . 316三水0 . 420胜利0. 711/ 0. 740/胜利中原混合1 . 001泰国依拉旺0. 015/ 0 . 150坦他万0 . 042帕坦尼0 . 051班切玛斯0 . 060文莱诗里亚0 . 070钱皮恩0 . 131也门马瑞普0. 057/ 0 . 140马西拉0. 640/ 0 . 641阿根廷伊斯卡兰特0 . 156阿联酋穆尔班0 . 86阿曼阿曼0 . 980/ 1 . 018/安哥拉卡宾达0 . 11帕兰卡0 . 173内姆巴0 . 18吉拉索0 . 33奎都0 . 66澳大利亚柯萨克0 . 025巴基斯坦巴丁0 . 16巴布新几内亚库图布0 . 034马拿马巴拿马中质0 . 870巴拿马轻质0 . 901巴西马利0 . 670 8炼油 技术 与 工 程2004 年第 34 卷续表 1原油品种及其硫质量分数%2 原油及其馏分油的硫含量关联2 . 1 石脑油馏分中的硫含量图 1 显示为石脑油硫含量与原油硫含量的关 系 。由图可知 ,不管原油硫含量的高低 ,直馏石脑 油的硫含量普遍较低 ,硫质量分数一般在 0 . 06 %以下 。但个别原油 (如巴拿马轻质原油) 的石脑油 的硫质量分数可高达 0 . 2 %以上 。将石脑油硫质 量分数 y1 与原油硫质量分数 x 作线性回归 ,则有 如下关系式 :y1 = 0 . 033 3 xr2 较小 ,只有 0 . 288 4 ,说明石脑油硫含量与 原油硫含量的关联性较差 。0 . 6461 . 091图 1 石脑油硫含量与原油硫含量的关系2 . 2喷气燃料馏分中的硫含量图 2 显示为喷气燃料馏分硫含量与原油硫含 量关系 。由图可知 ,低硫原油的喷气燃料馏分油 硫含量普遍较低 ,硫质量分数一般在 0 . 13 %以下 , 含硫原油的喷气燃料馏分油的硫含量较高 , 硫质量分数有的高达 0 . 25 %以上 ,个别原油 ( 如巴拿马 轻质原油) 的喷气燃料馏分的硫质量分数可高达0 . 4 %以上 。将喷气燃料馏分油 y2 与原油 x 作线 性回归 ,则有如下关系式 :y2 = 0 . 109 x喷气燃料馏分油硫含量与原油硫含量的相关 性较石脑油硫含量与原油硫含量的相关性好 , r2 为 0 . 594 3 。因此 ,可以用该关系式对不同原油的 喷气燃料馏分油硫含量进行简单预测 。0 . 1281 . 512注 :同一原油 ,因采集批次不同 ,硫含量数据为多组 。表 2 馏分油的馏程1 . 3数据关联处理对上述原油硫含量数据进行综合分析 、数学 处理 ,以考察原油各馏分硫含量与原油硫含量的 关系 。采用线性回归方法对馏分硫含量和原油硫 含量进行关联 , r 为样品相关系数 , r2 的大小可说明关联关系程度 。由于原油硫含量为 0 时 , 各 馏分油的硫含量理论上应该为 0 ,线性回归时人为设定截距为 0 。图 2 喷气燃料馏分硫含量与原油硫含量关系2 . 3灯油馏分中的硫含量图 3 显示为灯油馏分硫含量与原油硫含量关 系 。由图可知 ,低硫原油的灯油馏分硫含量普遍石脑油 360 , 500印尼新比朗 0 . 021 邦堂 0 . 042 阿塔卡 0 . 043伊坎帕里 0 . 067班禺 0 . 069拉朗0 . 075/ 0 . 19 阿伦比0 . 080 韦杜里 0. 08汉迪尔 0 . 083米纳斯 0. 09辛塔 0. 091/ 0 . 113汉迪尔 0 . 101卡玛 0 . 110阿珠纳 0 . 200 查蒂巴朗 0 . 220 杜里 0 . 221巴达 0 . 480瓦利欧 0 . 570/ 0 . 583/越南白虎 0 . 056大熊 0 . 082/ 0 . 113/俄罗斯乌拉尔 1. 45加拿大瑞宝 0 . 480英国布伦特 0 . 410伊朗伊朗轻质 1 . 382/ 1 . 430/伊朗重质 1. 722/ 1 . 800拉万 1 . 938赤道几内亚扎菲洛 0 . 240色尔巴 0. 64刚果觉罗 0 . 260杰诺 0 . 299加蓬曼吉 1 . 313喀麦隆科乐 0 . 280乐克里 0 . 420利比亚高法克斯 0 . 340义赛德 0 . 480锡尔提加 0 . 650马来西亚拉布安 0 . 100都兰 0 . 250美国un21267 0 . 033北坡 0 . 909/ 0 . 950/尼日利亚博尼 0 . 127 奥都都 0 . 150 尼日利亚 0 . 158 福卡多斯 0 . 176挪威安坦 0 . 250奥斯伯格 0 . 291卓根 0 . 160沙特拜里 1 . 337沙特轻质 1. 836/ 2 . 300沙特中质 2 . 800第 5 期单石灵等 . 原油及其馏分油的硫含量关联的研究 9 较低 ,硫质量分数一般在 0 . 15 %以下 ,含硫原油的灯油 馏 分 的 硫 含 量 较 高 , 硫 质 量 分 数 有 的 高 达0 . 50 %以上 。将灯油馏分硫质量分数 y3 与原油 硫质量分数 x 作线性回归 ,有如下关系式 :y3 = 0 . 194 x灯油馏分硫含量与原油硫含量的相关性 较 好 , r2 为 0 . 792 0 。可以用该关系式对不同原油的 灯油馏分硫含量进行简单预测 。2 . 5蜡油馏分中的硫含量图 6 显示为蜡油馏分硫含量与原油硫含量关 系 。由图可知 ,蜡油馏分硫含量与原油硫含量的 线性相关性很好 , r2 为 0 . 927 5 。蜡油馏分的硫含 量约为原油硫含量的 1 . 1 倍 , 蜡油馏分硫质量分数 y6 与原油硫质量分数 x 的线性关系式如下 :y6 = 1 . 09 x图 6 蜡油馏分硫含量与原油硫含量关系2 . 6 渣油馏分中的硫含量图 7 , 8 显 示 为 大 于 360 常 压 渣 油 和 大 于500 减 压 渣 油 馏 分 硫 含 量 与 原 油 硫 含 量 关 系 。 由图可知 ,渣油馏分硫含量与原油硫含量的线性 相关性很好 , r2 分别为 0 . 963 7 和 0 . 935 5 。大于360 常压渣油硫质量分数 y7 和大于 500 减压 渣油硫质量分数 y8 与原油硫质量分数 x 的线性 关系式如下 :y7 = 1 . 59 x y8 = 2 . 01 x常压渣油硫含量约为原油硫含量的 1 . 6 倍 ,减压渣油硫含量约为原油硫含量的 2 倍 。因此 , 在加工高含硫原油时 ,尤其要注意装置高温部位 的硫腐蚀和重馏分加工装置的腐蚀及其对产品质量和环境保护的影响 。图 3 灯油馏分硫含量与原油硫含量关系2 . 4柴油馏分中的硫含量图 4 , 5 分 别 显 示 为 180 360 柴 油 馏 分 和260 360 重 柴 油 馏 分 硫 含 量 与 原 油 硫 含 量 关 系 。180360 柴油馏分硫质量分数 y4 和 260360 柴油馏分硫质量分数 y5 与原油硫质量分数x 的线性关系式分别如下 :y4 = 0 . 433y5 = 0 . 608xx由图可知 ,柴油馏分硫含量与原油硫含量的线性相关性比轻馏分 ( 石脑油 、喷气燃料和灯油) 与原油硫含量的线性相关性好 , r2 分别为 0 . 885 5 和 0 . 860 0 。在装置设计和生产控制过程中 ,可用 线性关系式来预测不同原油的柴油馏分硫含量 。图 4 180360 柴油馏分硫含量与原油硫含量关系图 7 360 渣油馏分硫含量与原油硫含量关系图 5 260360 柴油馏分硫含量与原油硫含量关系图 8 500 渣油馏分硫含量与原油硫含量关系 10 炼 油 技术 与 工 程2004 年第 34 卷2 . 7 几种典型原油不同馏分的硫含量变化图 9 显示为几种典型原油 ( 卡宾达 、胜利 、马 西拉 、阿曼 、伊朗重质 、沙特轻质 、拉万 、沙特中质 , 其硫 质 量 分 数 分 别 为 0 . 11 % , 0 . 74 % , 0 . 64 % ,1 . 11 % ,1 . 72 % ,2 . 30 % ,1 . 94 % ,2 . 80 %) 的馏分油硫含量随馏分轻重的变化 。由图 9 可知 , 低硫原 油的馏分硫含量随馏分变重增加缓慢 , 而含硫原 油和高 硫 原 油 馏 分 的 硫 含 量 随 馏 分 变 重 升 高 明 显 。说明高含硫原油的重馏分 ( 大于 260 馏分) 硫含量高 ,尤其是蜡油和渣油馏分的硫含量 。联关系 ,轻馏分硫含量与原油硫含量的相关性较差 ,重馏分硫含量与原油硫含量的相关性好 。(2) 蜡油馏分的硫含量约为原油硫含量的 1 . 1 倍 ,常压渣油硫含量约为原油硫含量的 1 . 6 倍 ,减 压渣油硫含量约为原油硫含量的 2 倍 。因此 , 在加工高硫原油时 ,尤其要注意装置高温部位的硫 腐蚀和重馏分加工装置的腐蚀及其对产品质量和 环境的影响 。( 3) 低硫原油的馏分硫含量随馏分变重增加 缓慢 ,而含硫原油和高硫原油馏分的硫含量随馏分变重升高明显 。(4) 在装置设计和生产控制过程中 ,可以用原 油和馏分油硫含量的相关关系来预测原油各馏分 的硫含量 。参考文献贾鹏林. 全面腐蚀控制 ,2001 ,15 (5) :915崔新安 ,贾鹏林. 石油化工腐蚀与防护 ,2001 ,18 (1) :17 汤海涛 ,凌 珑 ,王龙延. 炼油设计 ,1999 ,29 (8) :915 高向东. 石油化工腐蚀与防护 ,2002 ,19 (4) :17李永安. 石油化工腐蚀与防护 ,2001 ,18 (4) :3542( 编辑 吕艳芬)12345图 9 几种典型原油的馏分油硫含量变化3结论(1) 馏分油硫含量与原油硫含量有一定的关study o n co rrel atio n between the s ul fur co ntentsof crud e oil and its d istill atio nsshan shiling , xu zhida , li zhisongguangzhou company , s ino pec ( guangzhou , guangdong 510726)abstract sulfur content data of 83 kinds of domestic a