4原油评价与原油加工方案

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,石油炼制工艺学,第四章 原油评价与原油加工方案,第一节 原油的分类,一、化学分类,1、特性因数分类,K12.1,石蜡基原油,K11.512.1,中间基原油,K10.511.5,环烷基原油,2,石蜡基原油的特点是：含蜡量高、密度小、凝点高、粘度小，含硫、胶质、沥青质低，汽油辛烷值低，柴油十六烷值高，例如大庆原油就是典型的石蜡基原油。,环烷基原油的特点：含蜡量高，密度较大，凝点低，粘度大，含硫，胶质、沥青质高，汽油辛烷值相对高，柴油十六烷值相对低，可产优质沥青。例如孤岛原油属于环烷基原油。,中间基原油特性介于二者之间。,3,2、关键馏分特性分类,用原油简易蒸馏装置在常压下蒸馏得,250275馏分,作为,第一关键馏分,，残油用没有填料柱的蒸馏瓶在40,mmHg,残压下蒸馏，切取,275,300,馏分(相当于常压395425),作为,第二关键馏分,。分别测定上述两个关键馏分的密度，对照表4-1中的密度分类标准，决定两个关键馏分的属性，最后按照表4-2确定该原油属于所列七种类型中的哪一类。,4,关键馏分,石蜡基,中间基,环烷基,第一关键馏分,d,4,20,40,(,K11.9),d,4,20,=0.82100.8562,比重指数,=3340,(,K=11.511.9),d,4,20,0.8562,比重指数,33,(,K11.5),第二关键馏分,d,4,20,30,(,K12.2),d,4,20,=0.87230.9305,比重指数,=2030,(,K=11.512.2),d,4,20,0.9305,比重指数,20,(,K11.5),表4-1 关键组分的分类标准,5,表4-2 原油的关键馏分特性分类,序号,第一关键馏分的属性,第二关键馏分的属性,原 油 类 别,1,石蜡基,石蜡基,石蜡基,2,石蜡基,中间基,石蜡,中间基,3,中间基,石蜡基,中间,石蜡基,4,中间基,中间基,中间基,5,中间基,环烷基,中间,环烷基,6,环烷基,中间基,环烷,中间基,7,环烷基,环烷基,环烷基,6,二、工业分类法,（商品分类法,）,1、按原油的相对密度分类,轻质原油：34,O,API，d,20,4,0.8661；,中质原油：3420,O,API，d,20,4,=0.8661,0.9161；,重质原油：2010,O,API，d,20,4,=0.9161,1.0000；,特稠原油：10,O,API，d,20,4,1.0000。,2、按硫含量分,低硫原油：硫含量2.0%。,3、按其它性质分类,(略),7,P136,表4-3,8,第二节 原油评价,确定一种原油的加工方案是炼厂设计和生产的首要任务。人们根据所加工原油的性质、市场对产品的需求、加工技术的先进性和可靠性，以及经济效益等方面的大量信息，进行全面的综合分析、研究对比，方能制订出合理的加工方案。在上述的诸多考虑因素中，原油性质是最基本的因素。,原油评价就是通过各种实验、分析，取得对原油性质的全面的认识。,9,原油评价的类型,(1)原油的一般性质,对未脱水原油分析水分、盐含量、机械杂质。,对脱水原油分析其密度、粘度、凝点（倾点）、残炭、硫含量、氮含量、酸值、灰分、金属含量、馏程等。,(2)常规评价,原油性质分析，原油实沸点蒸馏数据，窄馏分的性质。,(3)综合评价,为综合型石油化工厂提供设计和生产参考数据。,除上述两项内容外，还包括直馏产品的产率和性质。根据需要，也可增加某些馏分的化学组成、某些重馏分或渣油的二次加工性能等。,10,一、原油性质分析,相对密度,粘度,凝点(或倾点),含硫量,含氮量,含蜡量,胶质,沥青质,残炭,水分,含盐量,灰分,机械杂质,元素分析,微量金属,馏程,闪点,基属(属何种原油),11,12,二、原油实沸点蒸馏及窄馏分性质,实沸点蒸馏是用来考察石油馏分组成的实验方法。,间歇式釜式精馏设备，精馏柱的理论板数为1517；回流比：5：1；馏出物的最终沸点一般为500520，釜底残留物则为渣油。为避免原油的裂解，蒸馏时釜底温度不得超过350。,蒸馏过程分三段进行：,常压蒸馏,（初馏200）,，,减压蒸馏（10,mmHg）,（200395）；,二段减压蒸馏,（12,mmHg,不带精馏柱）,（395500）,。,原油在实沸点蒸馏装置中按沸点高低被切割成多个窄馏分和渣油。一般按每3%5%取作一个窄馏分。将窄馏分按馏出顺序编号，称重及测量体积，然后测定各窄馏分和渣油的性质。,13,实沸点蒸馏曲线：,以馏出温度为纵坐标，总收率(重)为横坐标作图。,中比性质曲线：,以收率(重)为横坐标，各窄馏分性质为纵坐标作图。,14,中比曲线绘制示例（以密度为例）,编号,每馏分%,总收率%,纵坐标,d,20,4,横坐标%,备注,1,2.98,2.98,0.7108,1.49,2.98/2=1.49,2,3.15,6.13,0.7461,4.56,2.98+3.15/2,=4.56,3,3.22,9.35,0.7699,7.74,6.13+3.22/2,=7.74,4,3.25,12.60,0.7958,10.98,9.35+3.25/2,=10.98,5,3.40,16.00,0.8092,14.30,12.60+3.40/2,=14.30,15,图5-1 大庆原油实沸点蒸馏曲线和中比性质曲线,16,三、直馏产品的性质及产率,直馏产品一般是较宽的馏分，为了取得其较准确的性质数据作为设计和生产的依据，必须由实验实际测定。通常的作法是先由实沸点蒸馏将原油切割成多个窄馏分和残油，然后根据产品的需要把相临的几个馏分按其在原油中的含量比例混合，测定该混合物的性质。也可以直接由实沸点蒸馏切割得相应于该产品的宽馏分。,产率性质曲线,17,第三节 原油加工方案,所谓原油加工方案，其基本内容是生产什么产品及使用什么样的加工过程来生产这些产品。,原油加工方案的确定取决于诸多因素，例如市场需要、经济效益、投资力度、原油的特性等。,理论上，可以从任何一种原油生产出各种所需的石油产品。但实际上，如果选择的加工方案适应原油的特性，则可以作到用最小的投入获得最大的产出。,原油的综合评价结果是选择原油加工方案的基本依据。,18,原油加工方案类型,燃料型,主要产品是用作燃料的石油产品。除了生产部分重油燃料油外，减压馏分油和减压渣油通过各种轻质化过程转化为各种轻质燃料。,燃料润滑油型,除了生产用作燃料的石油产品外，部分或大部分减压馏分油和减压渣油还被用于生产各种润滑油产品。,燃料化工型,除了生产燃料产品外，还生产化工原料及化工产品，例如某些烯烃、芳烃、聚合物的单体等。这种加工方案体现了充分合理利用石油资源的要求，也是提高炼厂经济效益的重要途径，是石油加工的发展方向。,综合型,19,一、大庆原油的燃料润滑油加工方案,大庆原油是低硫石蜡基原油，其主要特点是含蜡量高、凝点高、沥青质含量低、重金属含量低、硫含量低。,初馏200直馏汽油的辛烷值低，仅有37，应通过催化重整提高其辛烷值。,直馏航空煤油的密度较小、结晶点高，只能符合2号航空煤油的规格指标。,直馏柴油的十六烷值高、有良好的燃烧性能，但其收率受凝点的限制。,20,煤、柴油馏分含烷烃多，是制取乙烯的良好裂解原料。,350500减压馏分的润滑油潜含量约占原油的15%，而粘度指数可达90120，是生产润滑油的良好原料。,减压渣油硫含量低，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为催化裂化原料，也可以经丙烷脱沥青及精制生产残渣润滑油。由于渣油含沥青质和胶质较少而蜡含量较高，难以生产高质量的沥青产品。,21,22,二、胜利原油的燃料加工方案,胜利原油是含硫中间基原油，硫含量在1%左右，在加工方案中应充分考虑原油含硫的问题。,直馏汽油的辛烷值为47，初馏130馏分中芳烃潜含量高，是重整的良好原料。,航煤馏分的密度大、结晶点低，可以生产1号航空煤油，但必须脱硫醇，而且由于芳烃含量较高，应注意解决符合无烟火焰高度的规格要求的问题。,直馏柴油的柴油指数较高、凝点不高，可以生产-20号、-10号、0号柴油及舰艇用柴油。由于含硫及酸值较高，产品须适当精制。,23,减压馏分油的脱蜡油的粘度指数低，而且含硫及酸值较高，不宜生产润滑油，可以用作催化裂化或加氢裂化的原料。,减压渣油的粘温性质不好、而且含硫，也不宜用来生产润滑油，但胶质、沥青质含量较高，可以用于生产沥青产品。,胜利减压渣油的残炭值和重金属含量都较高，只能少量掺入减压馏分油中作为催化裂化原料，最好是先经加氢处理后再送去催化裂化。由于加氢处理的投资高，一般多用作延迟焦化的原料。由于含硫，所得的石油焦的品级不高。,24,25,三、燃料化工型加工方案,为了合理利用石油资源和提高经济效益，许多炼油厂的加工方案都考虑同时生产化工产品，只是其程度因原油性质和其他具体条件不同而异。有的是最大量地生产化工产品，有的则只是予以兼顾。关于化工产品的品类，多数炼油厂主要是生产化工原料和聚合物的单体，有的也生产少量的化工产品。,26,27,四、稠油的加工方案,全世界的稠油储量很大。我国探明的稠油储量也不小，其产量也逐年增加，近年已达千万吨以上。如何合理加工稠油是炼油技术发展中的一个难题。稠油的特点是密度和粘度大、胶质及沥青质含量高、凝点低，多数稠油的硫含量较高，其渣油的残炭值高、重金属含量高。稠油的轻质油含量很低，减压渣油一般占原油的60%以上。稠油的加工方案问题主要是如何合理加工其渣油的问题。,稠油的渣油的蜡含量低、胶质及沥青质含量高，是生产优质沥青的好原料。例如单家寺稠油的减压渣油不需复杂的加工就可以生产出高等级道路沥青。因此，对稠油的加工应优先考虑生产优质沥青。由于受沥青市场的限制，除了生产沥青外，还须考虑渣油的轻质化问题。,28,稠油的渣油的残炭值高、重金属含量高，不宜直接用作催化裂化的原料，比较好的办法是先经加氢处理后再送去催化裂化。但是渣油加氢处理的投资和操作费用高。采用溶剂萃取脱沥青过程可以抽出渣油中的较轻部分作为催化裂化的原料，但须解决抽提残渣的加工利用问题。采用延迟焦化过程可以得到部分馏分油，经加氢和催化裂化可得到轻质油品，但同时得到相当多的含硫石油焦。,稠油的凝点低，在制定加工方案时应考虑如何利用这个特点。例如，考虑生产低凝点柴油、对粘温性要求不高的较低凝点的润滑油产品等。,29,