原油的分類及國(guó)產(chǎn)原油的性質(zhì)_第1頁
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2023/2/61原油的分類及國(guó)產(chǎn)原油的性質(zhì)2023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)2第一節(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)也可能出現(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,對(duì)其確切分類很困難。原油的分類方法有許多種,通常從工業(yè)、地質(zhì)、化學(xué)或物理等不同角度進(jìn)行分類。本節(jié)只討論廣為應(yīng)用的原油工業(yè)分類法、化學(xué)分類法和我國(guó)采用的分類方法。

2023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)3一、工業(yè)(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(bǔ)充。工業(yè)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(guó)際石油市場(chǎng)常用計(jì)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)是按比重指數(shù)API度分類和含硫量分類。第十二屆世界石油會(huì)議規(guī)定的原油分類標(biāo)準(zhǔn)。

類別APIo20℃相對(duì)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>0.99682023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)4分類標(biāo)準(zhǔn),w%

≤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),w%

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),w%

<55~15>15原油類別低含膠含膠多膠2023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)5二、原油的化學(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(guó)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(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。我國(guó)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。2023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)61.特性因數(shù)分類法

根據(jù)原油特性因數(shù)K值大小可將原油分為石蠟基、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(guó)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。

2023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)7缺點(diǎn):①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(jì)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(shí)際情況。2023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)82.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(jiǎn)易蒸餾裝置取得250~275℃和395~425℃兩個(gè)輕重關(guān)鍵餾分,分別測(cè)定其密度,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。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

2023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)9

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)

關(guān)鍵餾分分類標(biāo)準(zhǔn)

2023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)10關(guān)鍵餾分特性分類表編號(hào)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-環(huán)烷基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2023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)11

★我國(guó)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。2023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)12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0.830.832(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2.030.891(K=10.7)0.935(K=11.4)環(huán)烷基含硫環(huán)烷基2023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)13同一類原油的性質(zhì)具有明顯的共同特點(diǎn)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(diǎn)是密度小,含蠟量較高,凝點(diǎn)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(diǎn)是含環(huán)烷烴和芳烴較多,密度大,凝點(diǎn)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2023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)14我國(guó)的主要油田有大慶、勝利、華北(任丘)、中原、大港、遼河、南陽、江漢、玉門、克拉瑪依等,目前產(chǎn)量最大的是大慶油田,其次為勝利油田。幾種主要原油的一般性質(zhì)列于表3-6中。從原油密度來看,國(guó)產(chǎn)原油的標(biāo)準(zhǔn)密度大多數(shù)在0.86~0.98g/cm3左右,但也有個(gè)別原油如青海冷湖原油小到只有0.8042g/cm3。原油的密度大小反映了原油化學(xué)組成上的差別,一般密度小的輕質(zhì)原油,其含硫、含氮量少,膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量也少,原油中輕組分含量多;密度大的原油正好相反。烏爾禾稠油的輕組分極少,初餾點(diǎn)高達(dá)212℃,300℃以前的輕組分只有3.24%。第二節(jié)國(guó)產(chǎn)原油的性質(zhì)

2023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)152023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)16我國(guó)原油的50℃運(yùn)動(dòng)粘度一般在20~100mm2/s之間。由于組成不同,特別是膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量和輕組分含量的影響,粘度的差別也十分懸殊。例如含輕組分多、膠質(zhì)瀝青質(zhì)少的南?;葜菰?,其50℃運(yùn)動(dòng)粘度為6.44mm2/s,而重質(zhì)的烏爾禾稠油其粘度竟高達(dá)20391mm2/s。不同原油之間的凝點(diǎn)差別,主要與原油的含蠟量有關(guān)。含蠟多的原油凝點(diǎn)高,例如,南陽原油含蠟量為30.3%,其凝點(diǎn)也突出地高達(dá)45℃;而含蠟量?jī)H為1.5%的新疆低凝原油,其凝點(diǎn)低至-58℃,兩種原油凝點(diǎn)相差103℃。2023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)17一、大慶原油主要特點(diǎn)(根據(jù)原油評(píng)價(jià)結(jié)果):

含蠟量高(26%~30%),凝點(diǎn)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。

2023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)18PPM是英文PartsPerMillion的縮寫,譯意是每百萬分中的一部分,即表示百萬分之(幾),或稱百萬分率。如1ppm即一百萬千克的溶液中含有1千克溶質(zhì)。2023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)19其主要的直餾餾分性質(zhì)特點(diǎn)如下:200℃以下的餾分占原油的10.0~11.3%(w)

直餾汽油的收率和辛烷值都較低(ON=37左右),但汽油的感鉛性好(四乙基鉛常作為汽油添加劑,作防爆劑,加少量四乙基鉛可顯著提高汽油辛烷值

),應(yīng)通過催化重整來提高汽油的辛烷值。也可以將直餾汽油用來生產(chǎn)溶劑油,或作為制取乙烯的原料。

2023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)20

煤柴油餾分(200~300℃),收率為20%(w)左右

航空煤油密度小,結(jié)晶點(diǎn)高,通過精制只能符合2#噴氣燃料的規(guī)格要求;另外,直餾180~300℃餾分芳烴少,無煙火焰高度大,含硫少,精制后可以生產(chǎn)高質(zhì)量燈用煤油;煤油-柴油寬餾分由于含烷烴多,BMCI較小,是制乙烯的良好裂解原料。2023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)21

減壓餾分(350~500℃),收率為26%(w)左右

Ⅰ.其潤(rùn)滑油潛含量(烷烴+環(huán)烷烴+輕芳烴)約占原油的15%,而粘度指數(shù)可達(dá)90~120,是生產(chǎn)潤(rùn)滑油的好原料;

Ⅱ.VGO飽和分含量高、殘?zhí)贾档汀⒔饘俸康?,是催化裂化的好原料,生產(chǎn)輕質(zhì)油。2023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)22

★石油瀝青的化學(xué)組成石油瀝青是由原油經(jīng)蒸餾出各種輕質(zhì)油品(如汽油、柴油、煤油等及潤(rùn)滑油)以后的殘留物,經(jīng)再加工而得到的產(chǎn)品。化學(xué)組成元素主要是碳(80%~87%)和氫(10%~15%),其次是一些非烴元素,如氧、硫、氮(<5%)等,此外還含有一些其他金屬元素,如鎳、釩、鐵、鉛等,但含量很少,約在幾個(gè)至幾十個(gè)ppm(百萬分之一)。2023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)23

★石油瀝青的組分石油瀝青的化學(xué)成分復(fù)雜,為便于研究,通常將瀝青分離為幾個(gè)化學(xué)性質(zhì)相近且有一定聯(lián)系的組,這些組就稱為“組分”。

瀝青組分分析通常將瀝青分為四個(gè)組分

(JTJ052—2000):是用規(guī)定的溶劑及吸附劑,采用溶劑沉淀及色譜柱法將瀝青試樣分成瀝青質(zhì)(As)、膠質(zhì)(R)、飽和分(S)、及芳香分(Ar)。2023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)242023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)25500℃的減壓渣油(VR),收率為43%(w)左右,Ni:10ppm、V:0.5ppm左右,殘?zhí)紴?.8%。

Ⅰ.含S低、瀝青質(zhì)、重金屬含量低、殘?zhí)贾递^低,而飽和分含量較高,因此大部分可以摻入VGO作為催化裂化原料;Ⅱ.可以經(jīng)過丙烷脫瀝青和精制后生產(chǎn)高粘度(殘?jiān)?rùn)滑油;Ⅲ.由于渣油含瀝青質(zhì)和膠質(zhì)較少而蠟含量較高,難以生產(chǎn)高質(zhì)量的瀝青產(chǎn)品。

2023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)26

根據(jù)上述評(píng)價(jià)結(jié)果,大慶原油的加工方案采用燃料-潤(rùn)滑油型加工方案最為理想,或者采用燃料-潤(rùn)滑油-化工型方案。原油評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)表明,大慶原油是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑油和各種蠟的良好原料。

2023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)272023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)28二、勝利原油

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和孤島原油為例進(jìn)行分析。

(一)勝利混合原油

主要特點(diǎn):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)。2023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)291.直餾汽油(7%(wt)左右)

ON為47左右,初餾~130℃餾分中芳烴潛含量(環(huán)烷烴和芳香烴)高,是重整的良好原料,可以生產(chǎn)高ON汽油和芳烴。

2.煤柴油餾分(煤、柴油餾份約為18%)

(1)航煤餾分:密度大、結(jié)晶點(diǎn)低,可以生產(chǎn)1號(hào)航煤,但必須脫硫醇,而且由于芳烴含量較高,燃燒性能差,作為燈用煤油,需精制除去部分芳烴,才能滿足無煙火焰高度的要求,應(yīng)注意芳含量、積炭性能等指標(biāo)的要求。

(2)直餾柴油:凝點(diǎn)不高,可以生產(chǎn)-20#、-10#、0#號(hào)柴油,由于含S、N以及酸度較高,必須進(jìn)行精制。

2023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)303.VGO(約占25%左右)脫蠟油的粘度指數(shù)低,而且含S及酸值較高,不宜生產(chǎn)潤(rùn)滑油,可以用作加氫裂化的原料,由于含S較高,催化裂化生產(chǎn)的汽油、柴油S含量很難合格,需要脫硫。

4.VR(約占50%)

(?。┱硿匦再|(zhì)不好,含S,同樣不宜生產(chǎn)高粘度潤(rùn)滑油;(ⅱ)膠質(zhì)(47.9%)、瀝青質(zhì)(戊烷瀝青質(zhì)為13.7%)含量較高,可以生產(chǎn)瀝青產(chǎn)品;

(ⅲ)由于殘?zhí)恐担?3.9%)和重金屬含量(Ni:46ppm、V:2.2ppm左右)都較高,只能少量摻入VGO中作為催化裂化原料(摻渣量<15%),最好是先經(jīng)加氫處理后再送去催化裂化(VRDS-FCC)或加氫裂化;

(ⅳ)由于加氫處理的投資很高,一般多用作延遲焦化的原料,但由于含S,石油焦的質(zhì)量等級(jí)不高。

2023/2/6儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)31根據(jù)上述評(píng)價(jià)結(jié)果,勝利混合原油的加工方案一般采用燃料型加工方案或者燃料-化工型加工方案比較理想。在加工勝利原油時(shí)應(yīng)充分考慮含S的問題,如腐蝕、環(huán)保、

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