1、2021/8/61石油化學(xué)品第五章 原油評(píng)價(jià)及分類2021/8/62第一節(jié) 原油評(píng)價(jià)方法概述 確定一種原油的加工流程方案是煉油廠設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的首要任務(wù)。人們根據(jù)所加工原油的特性,對(duì)產(chǎn)品的需求，加工技術(shù)的先進(jìn)性，生產(chǎn)的靈活性和經(jīng)濟(jì)效益等方面的大量資料，進(jìn)行全面的綜合分析，研究對(duì)比，方能得到合理的加工流程方案，因此必須對(duì)原油進(jìn)行評(píng)價(jià)。2021/8/63第一節(jié) 原油評(píng)價(jià)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(duì)于新開采的原油，必須先在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行一系列的分析、試驗(yàn)，習(xí)慣上稱之為“原油評(píng)價(jià)”。2021/8/64原油評(píng)價(jià)按目的不同，大體可分為三個(gè)原油評(píng)價(jià)按目的不同，

2、大體可分為三個(gè)層次：層次：原油的一般性質(zhì)常規(guī)評(píng)價(jià)。除了原油基本性質(zhì)以外，還包括原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù)及窄餾分性質(zhì) 。綜合評(píng)價(jià)。除上述兩項(xiàng)外，包括直餾產(chǎn)品的產(chǎn)率和性質(zhì)。根據(jù)需要，可以增加某些餾分的化學(xué)組成、某些重質(zhì)餾分或渣油的二次加工性能。2021/8/65一、原油的一般性質(zhì) 概括起來包括四部分內(nèi)容： (1) 原油的一般性狀； (2) 原油的餾分組成和餾分的物理性質(zhì)； (3) 各餾分的化學(xué)組成； (4) 各種石油產(chǎn)品的潛含量及其使用性能2021/8/66二、原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù)及窄餾分性質(zhì) 原油的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線、性質(zhì)曲線和產(chǎn)率曲線是制定原油切割方案和進(jìn)行煉油過程工藝設(shè)計(jì)計(jì)算所必不可缺的重要資料。由于其

3、標(biāo)繪方法不同，使用方法也有差別。2021/8/67實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線 在一種間歇式釜式蒸餾在一種間歇式釜式蒸餾設(shè)備中進(jìn)行設(shè)備中進(jìn)行 一般按重量或體積的每一般按重量或體積的每3%3%取一個(gè)餾分，或每隔取一個(gè)餾分，或每隔1010取一餾分取一餾分 實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線就是以實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線就是以餾出溫度為縱坐標(biāo)，以餾出溫度為縱坐標(biāo)，以餾出百分?jǐn)?shù)為橫坐標(biāo)作餾出百分?jǐn)?shù)為橫坐標(biāo)作圖所得的曲線圖所得的曲線 2021/8/68u 所謂實(shí)沸點(diǎn)（或真沸點(diǎn)）蒸餾是表示分餾精確度較高，其餾出溫度接近餾出物沸點(diǎn)的意思，在工藝上一般把這個(gè)餾出溫度看成是近似餾出物的“真沸點(diǎn)”，但并不是說真的能分離出一個(gè)一個(gè)的純烴。 u

4、以餾出溫度為縱坐標(biāo)，以餾出百分?jǐn)?shù)（國內(nèi)常用重量、歐美多用體積）為橫坐標(biāo)，得到實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線。從實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線可以得到沸點(diǎn)與收率的關(guān)系。 u 按原油評(píng)價(jià)內(nèi)容的要求，分別測定實(shí)沸點(diǎn)蒸餾所得各窄餾分的性質(zhì)，如密度、粘度、凝點(diǎn)等。根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)繪，可以得到各窄餾分的性質(zhì)曲線。2021/8/692021/8/610中比性質(zhì)曲線 由于原油是一個(gè)復(fù)雜的混合物，由實(shí)沸點(diǎn)蒸餾所得的窄餾分都是在一定沸點(diǎn)范圍內(nèi)收集的，所以窄餾分仍然是一個(gè)較復(fù)雜的混合物，因此所測得的窄餾分性質(zhì)是組成該餾分的各種化合物性質(zhì)的綜合表現(xiàn)，具有平均的性質(zhì)。 在作原油性質(zhì)曲線時(shí)就必須假定窄餾分的這一平均值是相當(dāng)于該餾分餾出一半時(shí)的性質(zhì) ,

5、 這樣標(biāo)繪得到的性質(zhì)曲線稱為中比曲線 , 或稱為中百分比曲線。2021/8/611性質(zhì)曲線 假定某一窄餾分的性假定某一窄餾分的性質(zhì)是該窄餾分餾出一質(zhì)是該窄餾分餾出一半時(shí)的性質(zhì)所作的曲半時(shí)的性質(zhì)所作的曲線線 中比曲線只適用于窄中比曲線只適用于窄餾分，不能適用于寬餾分，不能適用于寬餾分，餾分越寬，誤餾分，餾分越寬，誤差越大差越大 2021/8/612產(chǎn)率曲線 由于從性質(zhì)曲線查定寬餾分性質(zhì)是不可靠的，為了求定某一餾分在不同產(chǎn)率時(shí)準(zhǔn)確的性質(zhì)數(shù)據(jù)，必須制作各種產(chǎn)品的產(chǎn)率曲線，最常用的汽油和重油的產(chǎn)率曲線。 2021/8/613產(chǎn)率曲線 以某一油品的不同產(chǎn)以某一油品的不同產(chǎn)率為橫坐標(biāo)，相應(yīng)產(chǎn)率為橫坐標(biāo)，相

6、應(yīng)產(chǎn)率下的油品的性質(zhì)為率下的油品的性質(zhì)為縱坐標(biāo)所作的曲線縱坐標(biāo)所作的曲線 以實(shí)沸點(diǎn)蒸餾為基礎(chǔ)以實(shí)沸點(diǎn)蒸餾為基礎(chǔ) 產(chǎn)率曲線表示的是累產(chǎn)率曲線表示的是累積性質(zhì)積性質(zhì) 2021/8/614 例如在確定潤滑油減壓流程方案時(shí)，需要知道蒸到不同深度所剩下殘油的性質(zhì)，就必須從重油產(chǎn)率曲線中得到。作法是在實(shí)沸點(diǎn)蒸餾時(shí)盡可能把原油中最重的餾分蒸出來，剩下一個(gè)殘油，然后把殘油依次和它相鄰的窄餾分按產(chǎn)率比例混合，得到占原油產(chǎn)率不同的重油樣品，分別測定這些重油的性質(zhì)。 當(dāng)人們得到了一種原油的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù)和曲線、窄餾分性質(zhì)數(shù)據(jù)和中比曲線，各種油品的產(chǎn)率 性質(zhì)數(shù)據(jù)和產(chǎn)率曲線以后，就完成了這種原油的常規(guī)評(píng)價(jià)，也就具備了制

7、定原油分割方案（即蒸餾方案）的基本條件。2021/8/615 所謂原油蒸餾切割方案，就是根據(jù)原油性質(zhì)及產(chǎn)品需求情況，確定該原油適合于生產(chǎn)哪些產(chǎn)品，在什么溫度下分割，所得到的各種產(chǎn)品產(chǎn)率及性質(zhì)如何。制定切割方案的方法是把原油評(píng)價(jià)中的各種餾分的產(chǎn)率 性質(zhì)數(shù)據(jù)或曲線與相應(yīng)油品的質(zhì)量規(guī)格進(jìn)行比較，并參考實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線和窄餾分性質(zhì)曲線進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，估計(jì)加工的可能性和難易程度。然后確定各種石油產(chǎn)品的切割溫度，同時(shí)也就知道了各種產(chǎn)品的性質(zhì)。2021/8/616綜合評(píng)價(jià)流程圖2021/8/617原油綜合評(píng)價(jià)的流程具體為： （1）原油一般性質(zhì)分析。先測定原油含水量，含鹽量和機(jī)械雜質(zhì)，若原油含水大于0.5%需先脫

8、水。原油脫水后測定其密度、粘度、凝點(diǎn)、閃點(diǎn)、殘?zhí)俊⒒曳帧⒛z質(zhì)、瀝青質(zhì)、含蠟量、平均分子量、元素分析、微量金屬及餾程。 （2）原油的餾分組成和窄餾分的物理性質(zhì)。脫水原油經(jīng)實(shí)沸點(diǎn)蒸餾，切割成3%的窄餾分，得到蒸餾數(shù)據(jù)。測定每個(gè)窄餾分的密度、粘度、凝點(diǎn)、苯胺點(diǎn)、酸度（值）、折射率和硫含量等。并計(jì)算特性因數(shù)、粘重常數(shù)及結(jié)構(gòu)族組成，把數(shù)據(jù)用表和圖的形式表示。2021/8/618原油綜合評(píng)價(jià)的流程具體為：（3）直餾產(chǎn)品的切割與分析。為了合理地提出原油切割方案，在實(shí)驗(yàn)室按比例配制或把原油重新切割成各種汽油、煤油、柴油、重整原料和裂解原料等，按產(chǎn)品規(guī)格要求分析產(chǎn)品的主要性質(zhì)，并測定不同拔出深度時(shí)的重油和渣油的

9、各種物性。減壓渣油還需測定針入度、延伸度、軟化點(diǎn)等。2021/8/619原油綜合評(píng)價(jià)的流程具體為：（4）汽油、煤油、柴油和重整、裂解、催化裂化原料的組成分析。（5）潤滑油、石蠟和地蠟的潛含量及其性質(zhì)分析。（6）測定原油的平衡汽化數(shù)據(jù)，作出平衡汽化率與溫度關(guān)系曲線。2021/8/620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(chǔ)運(yùn)等方案也相近。因此根據(jù)原油特性進(jìn)行分類，對(duì)制定原油加工方案和儲(chǔ)運(yùn)、銷售都是十分必要的。 原油的組成十分復(fù)雜，

10、對(duì)其確切分類很困難。原油的原油的組成十分復(fù)雜，對(duì)其確切分類很困難。原油的分類方法有許多種，通常從分類方法有許多種，通常從商品、地質(zhì)、化學(xué)或物理商品、地質(zhì)、化學(xué)或物理等不等不同角度進(jìn)行分類。本節(jié)只討論廣為應(yīng)用的原油商品分類法、同角度進(jìn)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。化學(xué)分類法和我國采用的分類方法。 2021/8/621 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(bǔ)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(jì)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，多用比重指數(shù)API分類和含硫量分類。一、商品的分類法2021/8/6

11、222021/8/623分類標(biāo)準(zhǔn)，分類標(biāo)準(zhǔn)，% % 0.5 0.52.0 2.0 原油類別原油類別 低含硫低含硫 含硫含硫 高含硫高含硫 2021/8/624分類標(biāo)準(zhǔn)，分類標(biāo)準(zhǔn)，% % 0.52.5 2.510.0 10.0 原油類別原油類別 低含蠟低含蠟 含蠟含蠟高含蠟高含蠟2021/8/625分類標(biāo)準(zhǔn)，分類標(biāo)準(zhǔn)，% % 15 原油類別原油類別 低含膠低含膠含膠含膠多膠多膠 2021/8/626 原油的化學(xué)分類以原油的原油的化學(xué)分類以原油的化學(xué)組成化學(xué)組成為基礎(chǔ)，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)，如依據(jù)，如特性因數(shù)分類、美國礦務(wù)

12、局關(guān)鍵餾分特特性因數(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)族組成分類分類等。其中以前兩種應(yīng)用最廣。通常認(rèn)為，按等。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(duì)原油特性可得到一個(gè)概括認(rèn)這兩種方法分類，對(duì)原油特性可得到一個(gè)概括認(rèn)識(shí)，不同原油間可作粗略對(duì)比。識(shí)，不同原油間可作粗略對(duì)比。 現(xiàn)簡單介紹應(yīng)用最廣泛的特性因數(shù)分類和關(guān)鍵現(xiàn)簡單介紹應(yīng)用最廣泛的特性因數(shù)分類和關(guān)鍵餾分特性分類法餾分特性分類法二、化學(xué)分類法2021/8/6271、特性因數(shù)分類 根據(jù)原油特性因數(shù)根據(jù)原油特性因數(shù)K值大小分為石蠟基、值大小分為石蠟基、中間基和環(huán)烷基

13、三類原油，分類標(biāo)準(zhǔn)見表中間基和環(huán)烷基三類原油，分類標(biāo)準(zhǔn)見表 特性因數(shù)，特性因數(shù)，K K 12.1 11.512.1 10.511.5 原油類別原油類別 石蠟基石蠟基 中間基中間基 環(huán)烷基環(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。種原油是含烷烴多還是含環(huán)烷烴多。 2021/8/628缺點(diǎn)缺點(diǎn)： 不能表明原油中低沸點(diǎn)餾分和高沸點(diǎn)餾不能表明原油中低沸點(diǎn)餾分和高沸點(diǎn)餾分中烴類的分布規(guī)律，因此

14、它不能反映分中烴類的分布規(guī)律，因此它不能反映原油中輕、重組分的化學(xué)特性。原油中輕、重組分的化學(xué)特性。 由于原油的特性因數(shù)由于原油的特性因數(shù)K K難以準(zhǔn)確求定，難以準(zhǔn)確求定，用其他參數(shù)計(jì)算或查特性因數(shù)用其他參數(shù)計(jì)算或查特性因數(shù)K K容易造成容易造成誤差，因此這一方法并不完全符合原油誤差，因此這一方法并不完全符合原油組成的實(shí)際情況。組成的實(shí)際情況。2021/8/629 關(guān)鍵餾分特性分類法是將原油用關(guān)鍵餾分特性分類法是將原油用HempelHempel簡易精餾裝置簡易精餾裝置切取切取250250275275和和395395425425（即在殘壓（即在殘壓40mmHg40mmHg下取得的下取得的2752

15、75300300的餾分）兩個(gè)輕重關(guān)鍵餾分，分別測定其相對(duì)的餾分）兩個(gè)輕重關(guān)鍵餾分，分別測定其相對(duì)密度，對(duì)照分類標(biāo)準(zhǔn)表確定兩個(gè)關(guān)鍵餾分的基屬，然后根密度，對(duì)照分類標(biāo)準(zhǔn)表確定兩個(gè)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。據(jù)關(guān)鍵餾分特性分類表確定原油的類別。u第一關(guān)鍵餾分第一關(guān)鍵餾分指原油常壓蒸餾指原油常壓蒸餾250275的餾分；的餾分；u第二關(guān)鍵餾分第二關(guān)鍵餾分相當(dāng)于原油常壓蒸餾相當(dāng)于原油常壓蒸餾395425的餾分，的餾分，即即 在殘壓在殘壓40mmHg下取得的下取得的275300的餾分的餾分2. 關(guān)鍵餾分特性分類法關(guān)鍵餾分特性分類法2021/8/6302021/8/631關(guān)鍵餾分

16、特性分類表關(guān)鍵餾分特性分類表2021/8/632 組成性質(zhì)：一般含烷烴量超過50，密度較小，含蠟量較高、凝點(diǎn)高、含硫、含膠質(zhì)較少， 是屬于地質(zhì)年度古老的原油。 產(chǎn)品性質(zhì)：直餾汽油辛烷值低，而柴油的十六烷值較高；航空煤油的密度和結(jié)晶點(diǎn)之間矛盾較大；可以生產(chǎn)粘溫性質(zhì)良好的潤滑油，可是脫蠟的負(fù)荷很大；重餾分和渣油中含重金屬少，是良好的裂化材料，但難以生產(chǎn)質(zhì)量較好的瀝青，大慶原油是典型的石蠟基原油。石蠟基原油2021/8/633 組成特點(diǎn)：含環(huán)烷和芳香烴的含量較高，密度較大，凝點(diǎn)低，一般含硫、含膠質(zhì)、瀝青質(zhì)較多 是地質(zhì)年度較年輕的原油。 產(chǎn)品特點(diǎn)：汽油中含50以上的環(huán)烷烴，直餾汽油的辛烷值較高，航空煤

17、油的密度大，重量熱值和體積熱值都較高，可以生產(chǎn)大比重航煤；柴油的十六烷值較低、潤滑油的粘溫性質(zhì)差。 環(huán)烷基原油中的重質(zhì)原油，含有大量的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，又稱為瀝青基原油，可以用來生產(chǎn)各種高質(zhì)量的瀝青，孤島原油就屬于這一類。 中間基原油中間基原油的性質(zhì)介于石蠟基原油和環(huán)烷基原油之間。的性質(zhì)介于石蠟基原油和環(huán)烷基原油之間。環(huán)烷基原油2021/8/634 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(bǔ)充。三、我國采用的分類法2021/8/635幾種國產(chǎn)原油的分類2021/8/636渣油的評(píng)價(jià) 隨著原油的不斷開采，原油不斷變重，而石油的產(chǎn)品市場對(duì)輕質(zhì)油的

18、需求不斷增加。近年來，渣油的輕質(zhì)化成為成為重要的研究課題。我國原油普遍偏重，而且隨進(jìn)口原油的增加，重質(zhì)原油增多，渣油的輕質(zhì)化尤為突出，因而如何對(duì)渣油進(jìn)行評(píng)價(jià)，是渣油加工的重要前提，對(duì)渣油的加工有重要意義。 渣油是十分復(fù)雜的混合物，沸點(diǎn)高不能用蒸餾的方法進(jìn)行分離，因此僅限于把它看做一個(gè)整體來分析平均性質(zhì)，或者采用四組分的方法分析其組成。2021/8/637 近年來一些大學(xué)重質(zhì)油研究室將超臨界溶劑萃取技術(shù)應(yīng)用到渣油評(píng)價(jià)，開展了分離渣油的超臨界萃取分離技術(shù)(SFEF).利用該技術(shù)可以將渣油按相對(duì)分子質(zhì)量大小，在較低的溫度（ 250)分離成多個(gè)窄餾分，所抽出的的餾分油的累計(jì)收率可達(dá)減壓渣油的80%-90%。其中最重的窄餾分的平均沸點(diǎn)（相當(dāng)于常壓下）850 。可以對(duì)窄餾分進(jìn)行組成分析，從而得到詳細(xì)的渣油組成數(shù)據(jù)。2021/8/63