原油的分类及国产原油的性质课件

2020/2/1312020/2/13储运油料学2第一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，性质也可能出现差别。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，通常从工业、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工业分类法、化学分类法和我国采用的分类方法。2020/2/13储运油料学3一、工业(商品)分类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。工业分类的根据很多，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。国际石油市场常用计价的标准是按比重指数API度分类和含硫量分类。第十二届世界石油会议规定的原油分类标准。类别APIº20℃相对密度轻质原油中质原油重质原油特重原油31.131.1～22.322.3～10100.86610.8661～0.91620.9162～0.99680.99682020/2/13储运油料学4分类标准，w%≤0.50.5～2.02.0原油类别低含硫含硫高含硫分类标准，w%0.5～2.52.5～10.010.0原油类别低含蜡含蜡高含蜡分类标准，w%55～1515原油类别低含胶含胶多胶2020/2/13储运油料学5二、原油的化学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。我国则采用关键馏分特性分类和按硫含量分类相结合的原油分类方法。2020/2/13储运油料学61．特性因数分类法根据原油特性因数K值大小可将原油分为石蜡基、中间基和环烷基三类原油，分类标准见表特性因数，K12.111.5～12.110.5～11.5原油类别石蜡基中间基环烷基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。2020/2/13储运油料学7缺点：①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。②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。6.156.153/216.1dTK2020/2/13储运油料学82.关键馏分特性分类法关键馏分特性分类法是将原油用Hempel简易蒸馏装置取得250～275℃和395～425℃两个轻重关键馏分，分别测定其密度，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2020/2/13储运油料学9基属关键馏分石蜡基中间基环烷基第一关键馏分d4200.8210APIº40(K11.9)d420=0.8210～0.8562APIº=33～40(K=11.5～11.9)d4200.8562APIº33(K11.5)第二关键馏分d4200.8723APIº30(K12.2)d420=0.8723～0.9035APIº=20～30(K=11.5～12.2)d4200.9305APIº20(K11.5)关键馏分分类标准2020/2/13储运油料学10关键馏分特性分类表编号第一关键馏分第二关键馏分原油类别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2020/2/13储运油料学11★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。2020/2/13储运油料学12原油名称含硫量m%第一关键馏分d420第二关键馏分d420原油的关键馏分特性分类建议原油分类命名大庆混合0.110.814(K=12.0)0.850(K=12.5)石蜡基低硫石蜡基克拉玛依0.040.828(K=11.9)0.895(K=11.5)中间基低硫中间基胜利混合0.830.832(K=11.8)0.881(K=12.0)中间基含硫中间基大港混合0.140.860(K=11.4)0.887(K=12.0)环烷中间基低硫环烷中间基孤岛2.030.891(K=10.7)0.935(K=11.4)环烷基含硫环烷基2020/2/13储运油料学13同一类原油的性质具有明显的共同特点大庆原油属于低硫石蜡基原油；胜利原油属于含硫中间基原油石蜡基原油一般含烷烃量超过50%，其特点是密度小，含蜡量较高，凝点高，含硫、胶质较少，属于地质年代古老的原油环烷基原油的特点是含环烷烃和芳烃较多，密度大，凝点低，一般含硫、胶质沥青质较多，是地质年代较年轻的原油2020/2/13储运油料学14我国的主要油田有大庆、胜利、华北(任丘)、中原、大港、辽河、南阳、江汉、玉门、克拉玛依等，目前产量最大的是大庆油田，其次为胜利油田。几种主要原油的一般性质列于表3-6中。从原油密度来看，国产原油的标准密度大多数在0.86～0.98g/cm3左右，但也有个别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学组成上的差别，一般密度小的轻质原油，其含硫、含氮量少，胶质、沥青质含量也少，原油中轻组分含量多；密度大的原油正好相反。乌尔禾稠油的轻组分极少，初馏点高达212℃，300℃以前的轻组分只有3.24%。第二节国产原油的性质2020/2/13储运油料学152020/2/13储运油料学16我国原油的50℃运动粘度一般在20～100mm2/s之间。由于组成不同，特别是胶质沥青质含量和轻组分含量的影响，粘度的差别也十分悬殊。例如含轻组分多、胶质沥青质少的南海惠州原油，其50℃运动粘度为6.44mm2/s，而重质的乌尔禾稠油其粘度竟高达20391mm2/s。不同原油之间的凝点差别，主要与原油的含蜡量有关。含蜡多的原油凝点高，例如，南阳原油含蜡量为30.3%，其凝点也突出地高达45℃；而含蜡量仅为1.5%的新疆低凝原油，其凝点低至-58℃，两种原油凝点相差103℃。2020/2/13储运油料学17一、大庆原油主要特点(根据原油评价结果）：含蜡量高（26%～30%），凝点高（约30℃），硫含量低（0.10%），金属含量低（Ni:2ppm、V0.1ppm），正庚烷、沥青质含量低（接近于0），特性因数K=12.5～12.6，属于典型的低硫石蜡基原油。2020/2/13储运油料学18•PPM是英文PartsPerMillion的缩写，译意是每百万分中的一部分，即表示百万分之（几），或称百万分率。•如1ppm即一百万千克的溶液中含有1千克溶质。2020/2/13储运油料学19其主要的直馏馏分性质特点如下：200℃以下的馏分占原油的10.0～11.3%(w)直馏汽油的收率和辛烷值都较低（ON=37左右），但汽油的感铅性好（四乙基铅常作为汽油添加剂，作防爆剂，加少量四乙基铅可显著提高汽油辛烷值），应通过催化重整来提高汽油的辛烷值。也可以将直馏汽油用来生产溶剂油，或作为制取乙烯的原料。2020/2/13储运油料学20煤柴油馏分（200～300℃），收率为20%(w)左右航空煤油密度小，结晶点高，通过精制只能符合2#喷气燃料的规格要求；另外，直馏180～300℃馏分芳烃少，无烟火焰高度大，含硫少，精制后可以生产高质量灯用煤油；煤油-柴油宽馏分由于含烷烃多，BMCI较小，是制乙烯的良好裂解原料。2020/2/13储运油料学21减压馏分（350～500℃），收率为26%(w)左右Ⅰ.其润滑油潜含量（烷烃+环烷烃+轻芳烃）约占原油的15%，而粘度指数可达90～120，是生产润滑油的好原料；Ⅱ.VGO饱和分含量高、残碳值低、金属含量低，是催化裂化的好原料，生产轻质油。2020/2/13储运油料学22★石油沥青的化学组成•石油沥青是由原油经蒸馏出各种轻质油品(如汽油、柴油、煤油等及润滑油)以后的残留物，经再加工而得到的产品。•化学组成元素主要是碳(80％～87％)和氢(10％～15％)，其次是一些非烃元素，如氧、硫、氮(5％)等，此外还含有一些其他金属元素，如镍、钒、铁、铅等，但含量很少，约在几个至几十个ppm(百万分之一)。2020/2/13储运油料学23★石油沥青的组分•石油沥青的化学成分复杂，为便于研究，通常将沥青分离为几个化学性质相近且有一定联系的组，这些组就称为“组分”。•沥青组分分析通常将沥青分为四个组分(JTJ052—2000)：是用规定的溶剂及吸附剂，采用溶剂沉淀及色谱柱法将沥青试样分成沥青质(As)、胶质(R)、饱和分(S)、及芳香分(Ar)。2020/2/13储运油料学242020/2/13储运油料学25500℃的减压渣油（VR），收率为43%(w)左右，Ni:10ppm、V：0.5ppm左右，残碳为8.8%。Ⅰ.含S低、沥青质、重金属含量低、残碳值较低，而饱和分含量较高，因此大部分可以掺入VGO作为催化裂化原料；Ⅱ.可以经过丙烷脱沥青和精制后生产高粘度（残渣）润滑油；Ⅲ.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。2020/2/13储运油料学26根据上述评价结果，大庆原油的加工方案采用燃料-润滑油型加工方案最为理想，或者采用燃料-润滑油-化工型方案。原油评价数据表明，大庆原油是生产优质润滑油和各种蜡的良好原料。2020/2/13储运油料学272020/2/13储运油料学28二、胜利原油胜利油田构造复杂，断层多，不同的地质构造和不同层位的原油性质差别很大，我们以胜利混合原油和孤岛原油为例进行分析。（一）胜利混合原油主要特点：胶质含量高(约为23%)，密度较大(大约在0.900g/cm3)，另外，含蜡量较高，含硫（大部分在1%左右）原油，因此是属于较为典型的含硫中间基原油。胜利原油中的轻馏分含量比大庆原油少。200℃以前的收率约7%(w)，350℃前约24～25%，500℃以前的总拔出率约占原油的50%(w)。2020/2/13储运油料学291．直馏汽油（7%(wt)左右）ON为47左右，初馏～130℃馏分中芳烃潜含量（环烷烃和芳香烃）高，是重整的良好原料，可以生产高ON汽油和芳烃。2．煤柴油馏分（煤、柴油馏份约为18%）（1）航煤馏分：密度大、结晶点低，可以生产1号航煤，但必须脱硫醇，而且由于芳烃含量较高，燃烧性能差，作为灯用煤油，需精制除去部分芳烃，才能满足无烟火焰高度的要求，应注意芳含量、积炭性能等指标的要求。（2）直馏柴油：凝点不高，可以生产-20#、-10#、0#号柴油，由于含S、N以及酸度较高，必须进行精制。2020/2/13储运油料学303．VGO（约占25%左右）脱蜡油的粘度指数低，而且含S及酸值较高，不宜生产润滑油，可以用作加氢裂化的原料，由于含S较高，催化裂化生产的汽油、柴油S含量很难合格，需要脱硫。4．VR（约占50%）（ⅰ）粘温性质不好，含S，同样不宜生产高粘度润滑油；（ⅱ）胶质（47.9%）、沥青质（戊烷沥青质为13.7%）含量较高，可以生产沥青产品；（ⅲ）由于残炭值（13.9%）和重金属含量（Ni:46ppm、V：2.2ppm左右）都较高，只能少量掺入VGO中作为催化裂化原料（掺渣量15%），最好是先经加氢处理后再送去催化裂化(VRDS-FCC)或加氢裂化;（ⅳ）由于加氢处理的投资很高，一般多用作延迟焦化的原料，但由于含S，石油焦的质量等级不高。2020/2/13储运