石油炼制工程第05章-原油评价和炼油厂构成.ppt

第五章 原油评价与原油加工方案 第一节 原油评价方法概述 原油评价就是通过各种实验、分析，取得对原油性质的 全面认识，原油评价是制定原油加工方案的依据。 原油评价按其目的的不同，大体可分为三个层次： （1）原油的一般性质分析； （2）原油的常规评价； （3）原油的综合评价。 一、原油的一般性质分析 在测定原油性质之前，先测定含水量、含盐量和机械 杂质，若原油含水量大于0.5应先脱水。 一般性质分析项目包括： 密度、运动粘度、凝点、含蜡量、族组成、酸值、残 炭、元素分析（chns)、金属分析等。 二、原油的常规评价 包括原油一般性质测定和实沸点蒸馏数据及窄馏分性 质。 1、实沸点蒸馏装置 间歇釜式精馏设备，理论板数1517，回流比5：1， 馏出物的最终沸点为500520。 为避免原油的裂解，釜底温度不超过350，采用减 压蒸馏。 2、实沸点 蒸馏曲线 3、性质曲线 表示窄馏分性 质随沸点和累 计馏出百分数 变化的趋势， 可以预测窄馏 分的性质。 三、原油的综合评价 包括原油一般性质测定、实沸点蒸馏数据及窄馏分性 质和直馏产品的产率和性质；根据需要，可增加某些馏分 的化学组成、二次加工性能等。 原 油 脱 水 脱水原油 一 般 性 质 分 析实 沸 点 蒸 馏平 衡 蒸 发 1.窄馏分性质 测定 2.不同深度的 重油、渣油 性质测定 1.直馏产品的 性质分析 2.二次加工原 料的性质分析 3.沥青性质分 析 汽油、柴油 和重馏分油 的烃组成分 析 润滑油、石 蜡和地蜡的 潜含量测定 产 率 曲 线 第二节 原油的分类方法 一、特性因数分类法 特性因数k为 12.1 石蜡基原油 特性因数k为 11.512.1 中间基原油 特性因数k为 10.511.5 环烷基原油 k通常由运动粘度和api查图求定。 缺陷： （1）不能分别表明原油低沸点馏分和高沸点馏分中烃 类的分布规律； （2）由于原油组成复杂，粘度测定不够准确，求定的 特性因数k不能完全符合原油的实际情况。 二、关键馏分特性分类法 第一关键馏分：常压蒸馏250275 的馏分； 第二关键馏分：残油在40mmhg下减压蒸馏，切取 275300 馏分（常压下395425 ） 测定关键馏分的密度，对照分类表，确定关键馏分 的属性和原油类型。 关键馏分的分类指标 关键 馏分 石蜡基中间基环烷基 第一关键 馏分 40(k11.9) =0.82100.8562 比重指数=3340 (k=11.511.9) 0.8562 比重指数30 (k12.2) =0.87230.9305 比重指数=2030 (k=11.512.2) 0.9305 比重指数50%，密度较小，含蜡量高，含硫 和胶质少； （2）直馏汽油辛烷值低，直馏柴油的十六烷值较高 ； （3）航空煤油的密度和结晶点之间有矛盾； （4）可以生产粘温性质良好的润滑油馏分，但脱蜡 负荷大； （5） 重馏分和渣油中重金属含量少，是良好的裂 化原料； （6）渣油难以生产好的沥青。 环烷基原油的共性： （1）含环烷烃、芳烃较多，凝点低，含硫、胶质、 沥青质较多； （2）汽油中环烷烃多，辛烷值高； （3）航空煤油的密度大，热值高； （4）柴油的十六烷值较低； （5）润滑油馏分的粘温性质较差； （6）渣油中含较多的胶质和沥青质，可生产高质量 的沥青。 三、商品分类法 1、按密度分类 原油类型api20 密度 轻质原油340.998 2、按硫含量分类 原油类型硫含量（m%） 低硫原油2.0 第三节 渣油的评价 一、传统评价方法 渣油沸点很高，不能用蒸馏等一般分离方法； 过去只把它作为一个整体测定其平均性质； 用特性因数k推论渣油的性质是不恰当的，如大庆和 任丘原油同属石蜡基原油，但渣油的性质差别很大。 二、渣油评价新方法和我国渣油评价 1、超临界流体萃取分馏 （1）原理 超临界流体（supercritical fluid）：某种溶剂所 处的温度和压力都超过自身临界温度和临界压力时，这 种溶剂就变成了超临界流体。 临界温度 临 界 压 力 温 度 压 力 超临界区 气相 液相 固相 常用scf的临界性质 tc,pc,mpac, g/cm3 二氧化碳317.280.47 甲烷834.540.16 乙烷324.820.20 丙烷974.190.24 正丁烷1523.75 异丁烷1353.60 正戊烷1963.33 scf与气体、液体的性质对比 性质气体scf液体 密度， g/cm3 (0.62.0)10-30.20.90.61.6 扩散系数, cm3/s 0.10.4(0.20.7) 10-3(0.22.0) 10-5 粘度,cp(13) 10-2(19) 10-20.23.0 密度：scf液体，溶剂能力好； 扩散系数：scf远大于液体； 粘度：scf气体，扩散能力好； 流体性质随温度和压力变化最敏感，改变温度和压 力流体性质就能发生明显改变，改变其溶解能力而达 到不同组分的分离。 scf溶解能力变化规律： 在一般情况下，高于临界温度及临界压力状态下溶剂的溶 解能力主要取决于其密度。 温度恒定，升高压力，密度增大，溶解能力增加；压力恒 定，降低温度，密度增大，溶解能力提高； 在分离重质油时采用的是在恒温下逐渐升压的方法，以取 得一系列较窄的馏分。 （2）实验装置 2、渣油评价内容 性质测定 催化裂化及热转化反应 性能研究 减压渣油 超临界溶剂萃取分馏（sfef） 窄馏分宽馏分 性质、组成及结构 研究 渣油特征化方法研 究 性质组成与反应性能关系 的研究 渣油评价数据库 渣油特征化参数 减压渣油按kh 值分类： kh 7.5 二次加工性能好 6.5 kh 7.5 性质中等 kh 6.5 二次加工性能差 二十种国内外减压渣油kh kh与催化裂化反应性能关系 第四节 原油加工方案的确定 原油加工方案：基本内容是生产什么产品及采用何 种加工过程来生产这些产品。 加工方案的确定取决于诸多因素：如市场需要、经 济效益、投资力度和原油特性等。 原油的综合评价结果是选择加工方案的基本依据 。 根据目的产品的不同，原油加工方案大体分为三种 基本类型： （1）燃料型 （2）燃料润滑油型 （3）燃料化工型 一、大庆原油的燃料润滑油加工方案 1、原油特点 （1）低硫石蜡基原油 （2）含蜡量高、凝点高 （3）沥青质含量低、重金属含量低、硫含量低 2、直馏产品的性质特点 （1）直馏汽油辛烷值低，仅有37，需通过催化重 整来提高辛烷值； （2）直馏航煤的密度较小，结晶点高，只能符合rp-2 规格指标； （3）直馏柴油的十六烷值高，但收率受凝点的限制； （4）减压馏分的润滑油潜含量约占原油的15，而且粘 度指数达90120，是生产润滑油的良好原料； （5）渣油硫含量低、沥青质和重金属含量低，饱和分含 量高，可以掺入减压馏分油作催化裂化原料，也可经丙烷 脱沥青生产残渣润滑油原料； （6）渣油含胶质和沥青质少、蜡含量高，难以生产高质 量的沥青产品。 3、加工方案 二、胜利原油的燃料加工方案 1、原油特点 （1）含硫中间基原油 （2）硫含量1 2、直馏产品的性质特点 （1）直馏汽油辛烷值47，芳烃潜含量高，是重整 的良好原料； （2）直馏航煤的密度大，结晶点低，符合rp-1规 格指标，但必须脱硫醇； （3）直馏柴油的柴油指数高，凝点不高，可以生产20 、10、0号柴油，但产品需精制； （4）减压馏分粘温性质不好，不宜生产润滑油，可作为 催化裂化或加氢裂化的原料； （5）渣油的胶质、沥青质含量高，可以生产沥青产品； （6）渣油的残炭和金属含量高，只能部分掺入减压馏分 油作催化裂化原料，最好先经加氢处理； （7）渣油多用作延迟焦化的原料，由于含硫高，石油 焦品级不高。 3、加工方案 三、燃料化工型加工方案 第五节 炼油厂的构成和工艺流程 一、炼油厂的构成 主要由两大部分组成：炼油生产装置和辅助设施 炼油生产装置 化工产品生产装置 气体加工装置 油品调合装置 油品改质及精制装置 重质油轻质化装置 原油分离装置 辅助设施 三废处理系统 原油和产品储运系统 供水蒸气系统 供水系统 供电系统 二、炼油装置工艺流程 一个炼油厂或一套炼油装置的构成和生产程序 是用工艺流程图来描述的。 根据使用目的和描述范围的不同，炼厂的工艺 流程可分为： 1、全厂生产工艺流程图 它反映炼厂的生产方案、各生产装置之间的关 系。 2、生产装置原理流程图 它反映一个炼油生产装置所采用的技术方案、 装置内各主要设备之间的关系和物流之间的关系。 原油常减压蒸馏原理流程图 催化重整装置工艺流程图 催化裂化装置工艺流程图 延迟焦化装置工艺流程图 加氢裂化装置工艺流程图 三、炼油过程的结构分析 主要是通过对一个炼厂或一个国家的炼油过程 的结构构成，进一步分析某个国家或炼厂对原油的 加工能力及特点。 加工能力除了指原油的年加工量外，更主要是 指从不同原油生产市场所需各种产品的适应能力。 1、重质油轻质化的能力 指将减压馏分油和渣油转化为轻质油的能力。 以催化裂化、加氢裂化和焦化三种过程的处理能力之 和与原油加工能力之比来表示，美国称为转化指数ci（ conversion index）。 全世界平均 26% 美国 55% 中国 46.3% （深度加工型） 日本 19.4% 韩国 8.1% （浅度加工型） 西欧 30% 2、生产汽油的能力 此能力包括生产汽油的数量和质量水平。 催化裂化是除了直馏汽油生产外最主要的生产汽油的 过程，其处理能力反映了在数量上生产汽油的能力。 美国、中国 都达 30% 催化重整、烷基化、异构化、醚类化合物的合成可以 提高汽油的辛烷值，反映了在质量上生产汽油的能力。 中国 4.9% 3、加工含硫原油的能力 通过加氢过程处理能力与原油加工处理能力的比值来 反映