第五章原油評(píng)價(jià)及加工方案流程

第五章原油評(píng)價(jià)及加工方案流程主講：張睿1Fromwelltowheel,chemical&energy2ExploringforoilandgasDevelopingfieldsProducingoilandgasMiningoilsandsExtractingbitumenLiquefyinggasbycooling(LNG)RegasifyingLNGConvertinggastoliquidproductsGeneratingwindpowerRefiningoilintofuelsandlubricantsProducingpetrochemicalsDevelopingbiofuelsTradingTradingRetailsalesRefinedoilproducts:FuelsandbiofuelsLubricantsBitumenLiquefiedpetroleumgasGasandelectricityIndustrialuseDomesticuseChemicalproductsusedfor:PlasticsCoatingsDetergentsInsulationsCharacteristicsbigvolumescontinuous&integrateddedicatedprocesses&facicilitieshighcapex,lowopexlongtermR&DRequirementssecurityofsupplyconstant(high)qualitylowcostand/orrecyclableHSSERefinery3source:/wiki/Oil_refinery4第一節(jié)原油評(píng)價(jià)方法概述原油評(píng)價(jià)就是通過(guò)各種實(shí)驗(yàn)、分析，取得對(duì)原油性質(zhì)的全面認(rèn)識(shí)，原油評(píng)價(jià)是制定原油加工方案的依據(jù)。根據(jù)目的不同，原油評(píng)價(jià)內(nèi)容不同：（1）原油的一般性質(zhì)的分析（2）常規(guī)評(píng)價(jià)（3）綜合評(píng)價(jià)最后根據(jù)原油性質(zhì)數(shù)據(jù)，提出原油加工方案5首先測(cè)定其水含量、含鹽量、機(jī)械雜質(zhì)。若含水量大于0.5%應(yīng)先進(jìn)行脫水。原油性質(zhì)一般包括：

密度，運(yùn)動(dòng)粘度、凝點(diǎn)、含蠟量(wax)、瀝青質(zhì)、膠質(zhì)、酸值、殘?zhí)?、C、H、S、N元素分析、微量金素分析等。

一、原油的一般性質(zhì)分析6二、原油的常規(guī)評(píng)價(jià)

包括原油一般性質(zhì)測(cè)定和實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù)及窄餾分性質(zhì)。1、實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù)及窄餾分性質(zhì)實(shí)沸點(diǎn)蒸餾裝置間歇釜式精餾設(shè)備，理論板數(shù)15～17，回流比5：1，餾出物的最終沸點(diǎn)為500～560℃。為避免原油的裂解，釜底溫度不超過(guò)350℃，采用減壓蒸餾。789性質(zhì)曲線表示窄餾分性質(zhì)隨沸點(diǎn)和累計(jì)餾出百分?jǐn)?shù)變化的趨勢(shì)，可以預(yù)測(cè)窄餾分的性質(zhì)。10三、原油的綜合評(píng)價(jià)包括原油一般性質(zhì)測(cè)定、實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù)及窄餾分性質(zhì)和直餾產(chǎn)品的產(chǎn)率和性質(zhì)；根據(jù)需要，可增加某些餾分的化學(xué)組成、二次加工性能等。11原油脫水脫水原油一般性質(zhì)分析實(shí)沸點(diǎn)蒸餾平衡蒸發(fā)1.窄餾分性質(zhì)測(cè)定2.不同深度的重油、渣油性質(zhì)測(cè)定1.直餾產(chǎn)品的性質(zhì)分析2.二次加工原料的性質(zhì)分析3.瀝青性質(zhì)分析汽油、柴油和重餾分油的烴組成分析潤(rùn)滑油、石蠟和地蠟的潛含量測(cè)定121314產(chǎn)率曲線15第二節(jié)原油的分類方法一、特性因數(shù)分類法特性因數(shù)K為>12.1石蠟基原油特性因數(shù)K為11.5～12.1中間基原油特性因數(shù)K為10.5～11.5環(huán)烷基原油K通常由運(yùn)動(dòng)粘度和API查圖求定。純烴的特性因數(shù)烷烴：12.5～13.0

環(huán)烷烴：11～12

芳香烴：10～1116缺陷：（1）不能分別表明原油低沸點(diǎn)餾分和高沸點(diǎn)餾分中烴類的分布規(guī)律；（2）由于原油組成復(fù)雜，粘度測(cè)定不夠準(zhǔn)確，求定的特性因數(shù)K不能完全符合原油的實(shí)際情況。17二、關(guān)鍵餾分特性分類法第一關(guān)鍵餾分：常壓蒸餾250～275℃的餾分；第二關(guān)鍵餾分：殘油在40mmHg下減壓蒸餾，切取275～300℃餾分（常壓下395～425℃）

測(cè)定關(guān)鍵餾分的密度，對(duì)照分類表，確定關(guān)鍵餾分的屬性和原油類型。

我國(guó)將硫含量分為：低于0.5%為低硫原油、高于0.5%的為含硫原油。18關(guān)鍵餾分的分類方法

石蠟基

中間基

環(huán)烷基第一關(guān)鍵餾分

d420<0.8210

0.8210~0.8562

>0.8562API>4033~40>33K>11.911.5~11.9<11.5第二關(guān)鍵餾分

d420<0.8723

0.8723~0.9305>0.9305API>30

20~30<20K>12.2

11.5~12.2

<11.519我國(guó)原油分類：關(guān)鍵餾分特性分類法結(jié)合硫含量分類法20三、商品分類法－國(guó)際市場(chǎng)計(jì)算原油價(jià)格1、按密度分類原油類型API20℃密度輕質(zhì)原油>34<0.852中質(zhì)原油34~200.852~0.931重質(zhì)原油20~100.931~0.998特稠原油<10>0.998212、按硫含量分類原油類型硫含量（m%）低硫原油<0.5含硫原油0.5~2.0高硫原油>2.0223、按酸值分類原油類型酸值（mgKOH/g）低酸原油<0.5含酸原油0.5~1.0高含酸原油>1.0231、石蠟基原油的共性：（1）烷烴含量>50%，密度較小，含蠟量高，含硫和膠質(zhì)少；（2）直餾汽油辛烷值低，直餾柴油的十六烷值較高；（3）航空煤油的密度小，結(jié)晶點(diǎn)高；

四、基屬相同的原油的共性24（4）可以生產(chǎn)粘溫性質(zhì)良好的潤(rùn)滑油餾分，但脫蠟負(fù)荷大；（5）重餾分和渣油中重金屬含量少，是良好的裂化原料；（6）渣油難以生產(chǎn)好的瀝青。252、環(huán)烷基原油的共性：（1）含環(huán)烷烴、芳烴較多，凝點(diǎn)低，含硫、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)較多；（2）汽油中環(huán)烷烴多，辛烷值高；（3）航空煤油的密度大，熱值高；26（4）柴油的十六烷值較低；（5）潤(rùn)滑油餾分的粘溫性質(zhì)較差；（6）渣油中含較多的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，可生產(chǎn)高質(zhì)量的瀝青。27第三節(jié)渣油的評(píng)價(jià)一、傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法渣油沸點(diǎn)很高，不能用蒸餾等一般分離方法；過(guò)去只把它作為一個(gè)整體測(cè)定其平均性質(zhì)；用特性因數(shù)K推論渣油的性質(zhì)是不恰當(dāng)?shù)?，如大慶和任丘原油同屬石蠟基原油，但渣油的性質(zhì)差別很大。

28二、渣油評(píng)價(jià)新方法和我國(guó)渣油評(píng)價(jià)1、超臨界流體萃取分餾（1）原理超臨界流體（SupercriticalFluid）：某種溶劑所處的溫度和壓力都超過(guò)自身臨界溫度和臨界壓力時(shí)，這種溶劑就變成了超臨界流體。臨界溫度臨界壓力溫度壓力超臨界區(qū)氣相液相固相30常用SCF的臨界性質(zhì)

TC,℃PC,MPaρC,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—異丁烷1353.60—正戊烷1963.33—31SCF與氣體、液體的性質(zhì)對(duì)比性質(zhì)氣體SCF液體密度，g/cm3(0.6-2.0)×10-30.2-0.90.6-1.6擴(kuò)散系數(shù),cm3/s0.1-0.4(0.2-0.7)×10-3(0.2-2.0)×10-5粘度,cp(1-3)×10-2(1-9)×10-20.2-3.032密度：SCF≈液體，溶劑能力好；擴(kuò)散系數(shù)：SCF遠(yuǎn)大于液體；粘度：SCF≈氣體，擴(kuò)散能力好；流體性質(zhì)隨溫度和壓力變化最敏感，改變溫度和壓力流體性質(zhì)就能發(fā)生明顯改變，改變其溶解能力而達(dá)到不同組分的分離。

在一般情況下，高于臨界溫度及臨界壓力狀態(tài)下溶劑的溶解能力主要取決于其密度。溫度恒定，升高壓力，密度增大，溶解能力增加；壓力恒定，降低溫度，密度增大，溶解能力提高

在分離重質(zhì)油時(shí)采用的是在恒溫下逐漸升壓的方法，以取得一系列較窄的餾分。SCF溶解能力變化規(guī)律34353637渣油特征化參數(shù)減壓渣油按KH

值分類：KH>7.5 二次加工性能好6.5<KH<7.5 性質(zhì)中等KH<6.5 二次加工性能差381—大慶2—華北3—阿曼…7—沙特17—科威特…39第四節(jié)原油加工方案的確定原油加工方案：生產(chǎn)什么產(chǎn)品及采用何種加工過(guò)程來(lái)生產(chǎn)這些產(chǎn)品。

加工方案的確定取決于諸多因素：如市場(chǎng)需要、經(jīng)濟(jì)效益、投資力度和原油特性等。原油的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果是選擇加工方案的基本依據(jù)。40根據(jù)目的產(chǎn)品的不同，原油加工方案大體分為三種基本類型：（1）燃料型（2）燃料－潤(rùn)滑油型（3）燃料－化工型41一、大慶原油的燃料－潤(rùn)滑油加工方案1、原油特點(diǎn)（1）低硫石蠟基原油（2）含蠟量高、凝點(diǎn)高（3）瀝青質(zhì)含量低、重金屬含量低、硫含量低422、直餾產(chǎn)品的性質(zhì)特點(diǎn)（1）直餾汽油辛烷值低，僅有37，需通過(guò)催化重整來(lái)提高辛烷值；（2）直餾航煤的密度較小，結(jié)晶點(diǎn)高，只能符合RP-2規(guī)格指標(biāo)；（3）直餾柴油的十六烷值高，但收率受凝點(diǎn)的限制；

43（4）煤油、柴油餾分含烷烴多，是制取乙烯的良好裂解原料。（5）減壓餾分的潤(rùn)滑油潛含量約占原油的15％，而且粘度指數(shù)達(dá)90～120，是生產(chǎn)潤(rùn)滑油的良好原料；（6）渣油硫含量低、瀝青質(zhì)和重金屬含量低，飽和分含量高，可以摻入減壓餾分油作催化裂化原料，也可經(jīng)丙烷脫瀝青生產(chǎn)殘?jiān)鼭?rùn)滑油原料；渣油含膠質(zhì)和瀝青質(zhì)少、蠟含量高，難以生產(chǎn)高質(zhì)量的瀝青產(chǎn)品。443、加工方案45二、勝利原油的燃料加工方案1、原油特點(diǎn)（1）含硫中間基原油（2）硫含量1％

462、直餾產(chǎn)品的性質(zhì)特點(diǎn)（1）直餾汽油辛烷值47，芳烴潛含量高，是重整的良好原料；（2）直餾航煤的密度大，結(jié)晶點(diǎn)低，符合RP-1規(guī)格指標(biāo)，但必須脫硫醇；（3）直餾柴油的柴油指數(shù)高，凝點(diǎn)不高，可以生產(chǎn)－20、－10、0號(hào)柴油，但產(chǎn)品需精制；47（4）減壓餾分油的脫蠟油粘度指數(shù)低，而且硫含量及酸值較高，不宜生產(chǎn)潤(rùn)滑油，可作為催化裂化或加氫裂化的原料；（5）減壓渣油的粘溫性質(zhì)不好，也不宜生產(chǎn)潤(rùn)滑油膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高，但并不適合生產(chǎn)瀝青產(chǎn)品，殘?zhí)亢椭亟饘俸扛?，可采用延遲焦化或加氫處理-催化裂化的輕質(zhì)化方案。483、加工方案49三、燃料－化工型加工方案50第五節(jié)煉油廠的構(gòu)成和工藝流程一、煉油廠的構(gòu)成主要由兩大部分組成：

煉油生產(chǎn)裝置

輔助設(shè)施51煉油生產(chǎn)裝置化工產(chǎn)品生產(chǎn)裝置氣體加工裝置油品調(diào)合裝置油品改質(zhì)及精制裝置重質(zhì)油輕質(zhì)化裝置原油分離裝置制氫裝置52輔助設(shè)施三廢處理系統(tǒng)原油和產(chǎn)品儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)供水蒸氣系統(tǒng)供水系統(tǒng)供電系統(tǒng)供氣系統(tǒng)53二、煉油裝置工藝流程一個(gè)煉油廠或一套煉油裝置的構(gòu)成和生產(chǎn)程序是用工藝流程圖來(lái)描述的。根據(jù)使用目的和描述范圍的不同，煉廠的工藝流程可分為：1、全廠生產(chǎn)工藝流程圖它反映煉廠的生產(chǎn)方案、各生產(chǎn)裝置之間的關(guān)系。54552、生產(chǎn)裝置原理流程圖它反映一個(gè)煉油生產(chǎn)裝置所采用的技術(shù)方案、裝置內(nèi)各主要設(shè)備之間的關(guān)系和物流之間的關(guān)系。原油常減壓蒸餾原理流程圖56催化重整裝置工藝流程圖57催化裂化裝置工藝流程圖58延遲焦化裝置工藝流程圖59加氫裂化裝置工藝流程圖60三、煉油過(guò)程的結(jié)構(gòu)分析主要是通過(guò)對(duì)一個(gè)煉廠或一個(gè)國(guó)家的煉油過(guò)程的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，進(jìn)一步分析某個(gè)國(guó)家或煉廠對(duì)原油的加工