原油评价及分类.ppt

石油化学品第五章原油评价及分类 第一节原油评价方法概述 确定一种原油的加工流程方案是炼油厂设计和生产的首要任务 人们根据所加工原油的特性 对产品的需求 加工技术的先进性 生产的灵活性和经济效益等方面的大量资料 进行全面的综合分析 研究对比 方能得到合理的加工流程方案 因此必须对原油进行评价 第一节原油评价方法概述 不同性质的原油 应采用不同加工方法 以生产适当产品 使原油得到合理利用 对于新开采的原油 必须先在实验室进行一系列的分析 试验 习惯上称之为 原油评价 原油评价按目的不同 大体可分为三个层次 原油的一般性质 常规评价 除了原油基本性质以外 还包括原油实沸点蒸馏数据及窄馏分性质 综合评价 除上述两项外 包括直馏产品的产率和性质 根据需要 可以增加某些馏分的化学组成 某些重质馏分或渣油的二次加工性能 一 原油的一般性质 概括起来包括四部分内容 1 原油的一般性状 2 原油的馏分组成和馏分的物理性质 3 各馏分的化学组成 4 各种石油产品的潜含量及其使用性能 二 原油实沸点蒸馏数据及窄馏分性质 原油的实沸点蒸馏曲线 性质曲线和产率曲线是制定原油切割方案和进行炼油过程工艺设计计算所必不可缺的重要资料 由于其标绘方法不同 使用方法也有差别 实沸点蒸馏曲线 在一种间歇式釜式蒸馏设备中进行一般按重量或体积的每3 取一个馏分 或每隔10 取一馏分实沸点蒸馏曲线就是以馏出温度为纵坐标 以馏出百分数为横坐标作图所得的曲线 所谓实沸点 或真沸点 蒸馏是表示分馏精确度较高 其馏出温度接近馏出物沸点的意思 在工艺上一般把这个馏出温度看成是近似馏出物的 真沸点 但并不是说真的能分离出一个一个的纯烃 以馏出温度为纵坐标 以馏出百分数 国内常用重量 欧美多用体积 为横坐标 得到实沸点蒸馏曲线 从实沸点蒸馏曲线可以得到沸点与收率的关系 按原油评价内容的要求 分别测定实沸点蒸馏所得各窄馏分的性质 如密度 粘度 凝点等 根据这些数据进行标绘 可以得到各窄馏分的性质曲线 中比性质曲线 由于原油是一个复杂的混合物 由实沸点蒸馏所得的窄馏分都是在一定沸点范围内收集的 所以窄馏分仍然是一个较复杂的混合物 因此所测得的窄馏分性质是组成该馏分的各种化合物性质的综合表现 具有平均的性质 在作原油性质曲线时就必须假定窄馏分的这一平均值是相当于该馏分馏出一半时的性质 这样标绘得到的性质曲线称为中比曲线 或称为中百分比曲线 性质曲线 假定某一窄馏分的性质是该窄馏分馏出一半时的性质所作的曲线中比曲线只适用于窄馏分 不能适用于宽馏分 馏分越宽 误差越大 产率曲线 由于从性质曲线查定宽馏分性质是不可靠的 为了求定某一馏分在不同产率时准确的性质数据 必须制作各种产品的产率曲线 最常用的汽油和重油的产率曲线 产率曲线 以某一油品的不同产率为横坐标 相应产率下的油品的性质为纵坐标所作的曲线以实沸点蒸馏为基础产率曲线表示的是累积性质 例如在确定润滑油减压流程方案时 需要知道蒸到不同深度所剩下残油的性质 就必须从重油产率曲线中得到 作法是在实沸点蒸馏时尽可能把原油中最重的馏分蒸出来 剩下一个残油 然后把残油依次和它相邻的窄馏分按产率比例混合 得到占原油产率不同的重油样品 分别测定这些重油的性质 当人们得到了一种原油的实沸点蒸馏数据和曲线 窄馏分性质数据和中比曲线 各种油品的产率 性质数据和产率曲线以后 就完成了这种原油的常规评价 也就具备了制定原油分割方案 即蒸馏方案 的基本条件 所谓原油蒸馏切割方案 就是根据原油性质及产品需求情况 确定该原油适合于生产哪些产品 在什么温度下分割 所得到的各种产品产率及性质如何 制定切割方案的方法是把原油评价中的各种馏分的产率 性质数据或曲线与相应油品的质量规格进行比较 并参考实沸点蒸馏曲线和窄馏分性质曲线进行适当调整 估计加工的可能性和难易程度 然后确定各种石油产品的切割温度 同时也就知道了各种产品的性质 综合评价流程图 原油综合评价的流程具体为 1 原油一般性质分析 先测定原油含水量 含盐量和机械杂质 若原油含水大于0 5 需先脱水 原油脱水后测定其密度 粘度 凝点 闪点 残炭 灰分 胶质 沥青质 含蜡量 平均分子量 元素分析 微量金属及馏程 2 原油的馏分组成和窄馏分的物理性质 脱水原油经实沸点蒸馏 切割成3 的窄馏分 得到蒸馏数据 测定每个窄馏分的密度 粘度 凝点 苯胺点 酸度 值 折射率和硫含量等 并计算特性因数 粘重常数及结构族组成 把数据用表和图的形式表示 原油综合评价的流程具体为 3 直馏产品的切割与分析 为了合理地提出原油切割方案 在实验室按比例配制或把原油重新切割成各种汽油 煤油 柴油 重整原料和裂解原料等 按产品规格要求分析产品的主要性质 并测定不同拔出深度时的重油和渣油的各种物性 减压渣油还需测定针入度 延伸度 软化点等 原油综合评价的流程具体为 4 汽油 煤油 柴油和重整 裂解 催化裂化原料的组成分析 5 润滑油 石蜡和地蜡的潜含量及其性质分析 6 测定原油的平衡汽化数据 作出平衡汽化率与温度关系曲线 第二节原油的分类方法 由于地质构造 生油条件和年代的不同 世界各地区所产原油的性质和组成有的差别很大 有的却十分相似 同一地区的原油 由于采油层位不同 性质都可能出现差别 性质和组成相似的原油 其加工 储运等方案也相近 因此根据原油特性进行分类 对制定原油加工方案和储运 销售都是十分必要的 原油的组成十分复杂 对其确切分类很困难 原油的分类方法有许多种 通常从商品 地质 化学或物理等不同角度进行分类 本节只讨论广为应用的原油商品分类法 化学分类法和我国采用的分类方法 原油的商品分类法又称工业分类法 是化学分类方法的补充 商品分类的根据很多 如分别按原油的密度 硫含量 氮含量 含蜡量和胶质含量分类等等 国际石油市场常用以计价的标准 多用比重指数API 分类和含硫量分类 一 商品的分类法 原油的化学分类以原油的化学组成为基础 通常用与原油化学组成直接有关的参数作为分类依据 如特性因数分类 美国矿务局关键馏分特性分类 相关指数分类 石油指数和结构族组成分类等 其中以前两种应用最广 通常认为 按这两种方法分类 对原油特性可得到一个概括认识 不同原油间可作粗略对比 现简单介绍应用最广泛的特性因数分类和关键馏分特性分类法 二 化学分类法 1 特性因数分类 根据原油特性因数K值大小分为石蜡基 中间基和环烷基三类原油 分类标准见表 特性因数分类法多年来为欧美各国普遍采用 它在一定程度上反映了原油的组成特性 例如通过这一方法分类我们能知道这种原油是含烷烃多还是含环烷烃多 缺点 不能表明原油中低沸点馏分和高沸点馏分中烃类的分布规律 因此它不能反映原油中轻 重组分的化学特性 由于原油的特性因数K难以准确求定 用其他参数计算或查特性因数K容易造成误差 因此这一方法并不完全符合原油组成的实际情况 关键馏分特性分类法是将原油用Hempel简易精馏装置切取250 275 和395 425 即在残压40mmHg下取得的275 300 的馏分 两个轻重关键馏分 分别测定其相对密度 对照分类标准表确定两个关键馏分的基属 然后根据关键馏分特性分类表确定原油的类别 第一关键馏分指原油常压蒸馏250 275 的馏分 第二关键馏分相当于原油常压蒸馏395 425 的馏分 即在残压40mmHg下取得的275 300 的馏分 2 关键馏分特性分类法 关键馏分特性分类表 组成性质 一般含烷烃量超过50 密度较小 含蜡量较高 凝点高 含硫 含胶质较少 是属于地质年度古老的原油 产品性质 直馏汽油辛烷值低 而柴油的十六烷值较高 航空煤油的密度和结晶点之间矛盾较大 可以生产粘温性质良好的润滑油 可是脱蜡的负荷很大 重馏分和渣油中含重金属少 是良好的裂化材料 但难以生产质量较好的沥青 大庆原油是典型的石蜡基原油 石蜡基原油 组成特点 含环烷和芳香烃的含量较高 密度较大 凝点低 一般含硫 含胶质 沥青质较多是地质年度较年轻的原油 产品特点 汽油中含50 以上的环烷烃 直馏汽油的辛烷值较高 航空煤油的密度大 重量热值和体积热值都较高 可以生产大比重航煤 柴油的十六烷值较低 润滑油的粘温性质差 环烷基原油中的重质原油 含有大量的胶质和沥青质 又称为沥青基原油 可以用来生产各种高质量的沥青 孤岛原油就属于这一类 中间基原油的性质介于石蜡基原油和环烷基原油之间 环烷基原油 我国现采用关键馏分特性分类法和硫含量分类法相结合的分类方法 把硫含量分类作为关键馏分特性分类法的补充 三 我国采用的分类法 几种国产原油的分类 渣油的评价 随着原油的不断开采 原油不断变重 而石油的产品市场对轻质油的需求不断增加 近年来 渣油的轻质化成为成为重要的研究课题 我国原油普遍偏重 而且随进口原油的增加 重质原油增多 渣油的轻质化尤为突出 因而如何对渣油进行评价 是渣油加工的重要前提 对渣油的加工有重要意义 渣油是十分复杂的混合物 沸点高不能用蒸馏的方法进行分离 因此仅限于把它看做一个整体来分析平均性质 或者采用四组分的方法分析其组成 近年来一些大学重质油研究室将超临界溶剂萃取技术应用到渣油评价 开展了分离渣油的超临界萃取分离技术 SFEF 利用该技术可以将渣油按相对分子质量大小 在较低的温度 250 分离成多个窄馏分 所抽出的的馏分油的累计收率可达减压渣油的80 90 其中最重的窄馏分的平均沸点 相当于常压下 850 可以对窄馏分进行组成分析 从而得到详细的渣油组成数据 一 渣油性质 结构组成变化规律渣油各窄馏分的组成和性质