常减压蒸馏装置技术问答

一、原油性质及评价1、原油的一般性状是什么?我们所说原油是指地下开采出来的未经加工的石油。原油通常是谈黄色到黑色的，流动或半流动的，带有浓烈气味的粘稠液体，密度一般都小于1000kg／m3。但世界各地所产原油从外观到性质都有不同程度的差异，从颜色看，绝大多数原油都是黑色的，但也有暗黑、暗绿、暗褐色的；从凝固点来看也有很大差异，我国沈北混合原油高达54℃，而新疆克拉玛依原油则低于50℃。2、原油是由哪些元素组成的？这些元素是以什么形式存在的？组成原油的主要元素是碳、氢、硫、氮、氧，其中碳的含量占83—87％，氢含量占11—14％，两者合计达96—99%，其余的硫、氮、氧及微量元素总共不过1—4%微量元素包括金属元素与非金属元素．在金属元素中量重要的是钒（V）、镍（Ni）、铁（Fe）、铜（Cu）、铅（Pb）。在非金属元素中主要有氯（CI）、硅（Si）、磷（P）、砷（As）等，这些元素虽然含量极微，但对原油的炼制工艺过程影响很大。上述各种元素并非以单质出现，组成原油的化合物主要是碳元素和氢元素，是以烃类化合物的形式存在．硫、氮、氧这些元素则以各种含硫、含氧、含氮化合物以及兼含有硫、氧、氮多种元素的高分子的胶状和沥青状物质存在于原油中，它们统称为非烃类化合物。3、原油的烃类组成是什么？原油中的烃类主要含有烷烃、环烷烃、芳香烃，一般不含烯烃，只有在原油的二次加工产品中含烯烃。这些烃类组成是以气态、液态、固态的化合物存在。原油伴生气主要是甲烷及其低分子同系物组成的，因组成不同可分为干气（贫气）及湿气（富气）。在干气中，含有大量的甲烷和少量的乙烷、丙烷等气体。而在湿气中，除含有较多的甲烷、乙烷外，还含有少量易挥发的液态烃如戊烷、己烷直至辛烷蒸汽，还可能有少量的芳香烃及环烷烃存在。在原油伴生气中还经常杂有非烃气体，其中最主要的是二氧化碳、氮气。在含硫原油产地的原油伴生气中，常有硫化氢的存在。原油含的液体状态烃按其沸点不同，可分为低沸点馏分、中间馏分以及高沸点馏分。低沸点馏分如在汽油馏分中含有C5—C11的正构烷烃、异构烷烃、单环环烷烃、单环芳香烃（苯系）。中间馏分如在煤油、柴油馏分中含有C10—C20的正异构烷烃、带侧链的单环环烷烃、双环及三环环烷烃、双环芳烃、环烷－芳香的混合烃。高沸点馏分如润滑油馏分中含有C20－C36左右的正异构。烷烃、环烷烃和芳香烃。环烷烃包括从单环直到六环甚至高于六环的带有环戊烷或环己烷的环烷烃，其结构主要是以稠环类型为主。芳香烃除包含单环、双环、三环芳香环外，还含有四环的甚至多于四个芳香环的芳烃。此外，在芳香环中还含有为数不等，多至5—6个环的环烷-芳香混合烃，它们主要也是呈稠合型的。原油中还含有一些高熔点、在常温下为固态的烃类，它们通常在原油中是处于溶解状态，但如果温度降低到一定程度，其溶解度降低就会有一部分结晶析出，在工业上称之为蜡。它们主要是分子量很大的正构烷烃，少量的异构烃、环烷及极少量芳香烃。4、原油中非烃组成是什么？原油中合有相当数量的非烃化合物，尤其在原油重馏分中其合量更高。非烃化合物的存在对原油的加工及产品的使用性能具有很大的影响．在原油加工过程中，绝大多数的精制过程都是为了解决非烃化合物的问题。原油中的非烃化合物主要包括含硫、含氧、含氮化合物以及胶状、沥青状物质。l）硫在原油榴分中的分布一般是随着馏分沸程的升高而增加，大部分硫均集中在重馏分和渣油中。硫在原油中的存在形态已经确定的有：元素硫（S）、硫化氢（H2S）、硫醇（RSH）、硫醚（RSR）、环硫醚（），二硫化物（RSSRˊ），噻吩（）及其同系物。直馏汽油馏分中的有机含硫化合物有硫醇，硫醚以及少量二硫化物和噻吩。直馏中间馏分中的硫化物主要是硫醚类和噻吩类。高沸馏分中含硫化合物大部分也是稠环、硫原子也多在环结构上。2）原油中的氧大部集中在胶状、沥青状物质中，除此之外，原油中氧均以有机化合物状态存在。这些含氧化合物，可分为酸性氧化物和中性氧化物两类．酸性氧化物中有环烷酸、脂肪酸以及酚类，总称为石油酸。中性氧化物有醛、国等它们在原油中含量极少。在原油的酸性氧化物中，以环烷酸为最重要，它约占原油酸性氧化物的90％左右。环烷酸的含量，因原油产地不同而异，一般多在1％以下。环烷酸在原油馏分中的分布规律很特殊，在中间馏分中（沸程约为250—350℃左右）环烷酸含量最高，而在低沸馏分以及高沸重馏分中环烷酸含量都比较低。3）原油中氮含量一般在万分之几至千分之几。我国大多数原油含氮量均低于千分之五。大部分氮也是以胶状、沥青状物质形态存在于渣油中。原油中的氮化物可分为碱性和非碱两类．所谓碱性氰化物是指能用高氯酸（HCIO4）在醋酸溶液中滴定的氮化物。非碱性氮化物则不能。4）在原油非烃化合物中，大部分是胶状、沥青状物质。它们在原油中的含量相当可观，我国目前各主要原油中，含有大约百分之十几至四十几的胶质和沥青质。胶状、沥青状物质是原油中结构最复杂，分子量最大的物质，在其组成中除了碳。氢外还含有硫、氧、氮以及一些金属元素。5、原油有哪几种分类法，我国几种典型原油是怎样分类？原油的组成极为复杂，对原油的确切分类是很困难的。原油性质的差别，主要在于化学组成不同，所以一般倾向于化学分类，但有时为了应用方便，也采用工业分类。l）化学分类：原油的化学分类是以它的化学组成为基础，但因为有关原油化学组成的分析比较复杂，所以通常都利用原油的几个与化学组成有直接关联的物理性质作为分类基础。在原油的化学分类中，最常用的有特性因数分类及关键馏分特性分类。（1）特性因数分类研究各族烃类的性质时发现：将各族烃类的沸点（R0）的立方根对比重（d6.156.15）作图，都近似直线，但其斜率不同，因此将此斜率命名为特性因数K。按特性因数(K)大小，原油分为三类：特性因数K大于12.l，石腊基原油特性因数K为11.5一12.1中间基原油特性因数K为10.5—11.5环烷基原油石蜡基原油一般含烷烃量超过50％，其特点是比重小，凝固点高，含硫、含胶质低。环烷基原油一般比重大，凝固点低。中间基原油的性质则介于上述二者之间。（2）关键馏分的特性分类原油在实沸点蒸馏装置馏出约250℃—275℃和395℃—425℃馏分分别作为第一关键和第二关键馏分。测定以上两个关键馏分的比重，对照表l—l中的比重分类标准，决定两个关键馏分的属性，最后按照表l—2确定该原油为所列七种类型中的一种。表1—1关键馏分的分类指标关键馏分石蜡基中间基环烷基第一关键馏分（轻油部分）第二关键馏分d204在0.8210以下比重指数＞40（K＞11.9）d204在0.8723以下比重指数＞30(K＞12.2)d204在0.8210—0.8562比重指数33—44（K=11.5—11.9）d204在0.8723—0.9305比重指数20—30（K=11.5—12.2）d204在0.8562以上比重指数＜33（K＜11.5）d204在0.9305以上比重指数＜20（K＜11.5）表1—2关键馏分特性分类编号轻油部分和类别重油部分和类别原油的类别1234567石蜡（P）石蜡（P）中间（I）中间（I）中间（I）环烷（N）环烷（N）石蜡（P）中间（I）石蜡（P）中间（I）环烷（N）中间（I）环烷（N）石蜡（P）石蜡—中间（P—I）中间—石蜡（I—P）中间（I）中间—环烷（I—N）环烷—中间（N—I）环烷（N）2)原油工业分类(商品分类)原油的商品分类可以作为化学分类的补充,在工业上也有一定的参考价值。分类的根据包括：按比重分类、按含硫量分类、按含蜡量分类等。（l）按原油的比重分类：原油种类：密度kg／m3轻质原油＜830中质原油830一904重质原油904—966特重质原油＞966（2）按原油的含硫量分类：原油种类含硫量低硫原油＜0.5％（w）含硫原油0.5—2％（w）高硫原油＞2％（w）但世界各国都按本国所使用原油性质规定，互不相同，以上所列的数可看作是分类的参考标准。（3）按含蜡量分类：原油种类含蜡量低蜡原油0.5一2.5％（w）含蜡原油2.5一10％（w）高蜡原油＞10％（w）3）根据上述分类原则，我国几种原油的分类如表l—3所示。表1—3我国几种原油的分类原油名称含硫%（重）密度kg/m3特性因数特性因数分类第一组关键组分第二组关键组分关键馏分特性分类按原油含硫量分类建议原油分类命名大庆混合原油0.11861.512.5石蜡基0.814(K=12.5)0.85(K=12.5)石蜡基低硫低硫石蜡基玉门混合原油0.18852.012.3石蜡基0.818(K=12.0)0.87(K=12.3)石蜡基低硫低硫石蜡基中原原油0.045841.012.2石蜡基低硫低硫石蜡基克拉玛依原油0.04868.912.2—12.3石蜡基0.828(K=11.9)0.895(K=11.5)中间基低硫低硫中间基胜利混合原油0.83914.411.8中间基0.832(K=11.8)0.881(K=12.0)中间基含硫含硫中间基大港混合原油0.14889.611.8中间基0.86(K=11.4)0.887(K=12)环烷-中间基低硫低硫环烷-中间基孤岛原油2.03957.411.6中间基0.891(K=10.7)0.936(K=11.4)环烷基高硫含硫环烷基注：原油特性因数分类，对某些原油分类可能不当。关键馏分特性分类较为合理，因为它对于沸点较低和沸点较高的馏分取不同数值，比较符合一般原油组成的实际情况。6、原油评价的内容是什么？如何评价我国几种典型原油的性质？原油评价是对原油的一般性质及特点进行一系列化验分析得出的数据和结论。可根据实际需要进行简单评价和综合评价。为了确定炼油厂加工总流程及产品方案，必须进行油的综合评价。特别是在我国原油日趋变重和加工多种原油混合油时，更有重要意义。为确定原油类别和特点，并为炼厂设计和制定加工方案提供数据而进行的原油分析研究工作．通常包括如下内容：l）原油的一般性质分析如比重、粘度、凝点、含蜡量、沥青质、硅胶、胶质、残炭、水分含盐量、灰分、机械杂质、元素分析、微量金属及馏程等。2）原油的实沸点蒸馏．分析原油窄馏分收率及性质，并绘出原油实沸点曲线。3）窄馏份性质测定。将原油切割成汽油、煤油、柴油馏分以及重整原料、裂解原料和裂化原料等馏份，并测定其主要性质，提出原油的不同切割方案。4）馏份的族组成测定．进行汽油、柴油和重馏分油的烃族组成分析，进行润滑油、石蜡和地蜡的潜含量测定。5）有则为了得到复杂混合物的汽液间的平衡数据，还须进行平衡汽化，并作出平衡汽化时馏出物的产率与温度的关系曲线。表l—4是我国几种典型原油的一般性质。表l—4我国某些原油的一般性质性质大庆混合原油胜利混合原油孤岛混合原油辽河曙光首站原油中原混合原油大港原油克拉玛依原油密度kg/m30.85220.9070.94920.91910.8410.88960.8718粘度50℃厘斯22.15121.38243.570.910.1320.6428凝点℃2420－4103220-23.5含蜡量（吸附法）%25.519.6712.748.4921.414.15.12蜡熔点℃41.535.0沥青质%0.45.15.79012.560.56硅胶胶质%13.321.0534.6418.348残炭%2.76.67.816.163.63.5含硫%0.090.8991.8680.290.450.140.13含氮%0.150.481.3660.15含盐mgNaCI/114019.928.340.574水份%0.210.81.20.90.21.40.07馏程初馏点72719380608273200℃馏出%（重）127.134.257.9319.810.011.5300℃馏出%（重）2517.131521.0136.72531特性因数K12.512.111.711.811.7-12.2重金属Feppm8.98126.22.2Nippm4.04.913.630.42.518.511.9Vppm＜0.50.340.720.61.110.43Cuppm120.050.160.10.760.53酸值