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摘要 随着我国石油需求量的迅速增大，加工进口含硫原油的比例逐年增加。近年来哈 萨克斯坦逐渐成为我国又一个主要的石油供给地。本文主要针对哈萨克斯坦原油进行 综合评价，并结合兰州石化公司生产实际制定相应的加工方案。 通过实验室的实沸点蒸馏仪对啥萨克斯坦原油进行窄馏分评价。采用特定的分离 和分析方法，全面地测定、分析了原油的性质和可能得到的成品( 半成品) 的性质及 其收率。 哈萨克斯坦原油属于含硫原油。通过对初馏到3 5 0 。c 各馏分中的元素硫、硫化氢、 硫醇、二硫化物、总活性硫及腐蚀性硫进行分析，讨论了哈萨克斯坦原油活性硫的加 和值与总活性硫的相关性、活性硫与总硫的关系、总活性硫与腐蚀性硫的关系、活性 硫的存在形式等问题。 依据哈萨克斯坦原油综合评价的性质及硫含量分布研究，制定哈萨克斯坦原油单 独加工方案，并结合兰州石化公司的装置现状，得出哈萨克斯坦原油只能与其他原油 进行混炼加工。依据评价结果制定了混炼加工方案，通过工业试验验证，加工方案切 实可行。 关键字：哈萨克斯坦原油硫分布加工方案 a b s t r a c t w i t ht h er a p i di n c r e a s eo fc h i n a sd e m a n df o rp e t r o l e u m , t h er a t i oo fp r o c e s s i n g i m p o r t e dc r u d eo i lc o n t a i n i n gs u l f u r h a si n c r e a s e da n n u a l l y i nr e c e n t y e a r s ， k a z a k h s t a nh a sb e c o m eam a j o ro i ls u p p l yt oc h i n a t h r o u g hac o m p r e h e n s i v e e v a l u a t i o no ft h eo i lf r o mk a z a k h s t a n ，t h i sp a p e ra i m sa tw o r k i n go u tap r o c e s s i n g p r o g r a ma c c o r d i n gt ot h er e a l i t yo fp r o d u c t i o ni nl a n z h o up e t r o c h e m i c a lc o m p a n y t h r o u g ht h ee v a l u a t i o n o ft h eo i lf r o mk a z a k h s t a nb ym e a n so ft h ep r a c t i c a l b o i l i n gp o i n td i s t i l l a t i o ni n s t r u m e n ti nt h el a b o r a t o r ya n dt h es p e c i f i ci s o l a t i o na n d a n a l y z i n gm e t h o d s ，t h e f e a t u r e so ft h ec r u d eo i la n dt h e p o s s i b l ep r o d u c t s ( s e m i p r o d u c t s ) a n dt h e i ry i e l d sa r ea n a l y z e d k a z a k h s t a n sc r u d eo i li ss u l f u r - c o n t a i n e dc r u d eo i l f o rt h ea n a l y s i so fv a r i o u s e l e m e n t sl i k es u l f u r , h y d r o g e ns u l f i d e ，m e r c a p t a n ，d i s u l p h i d e ，t o t a la c t i v es u l f u ra n d c o r r o s i v es u l f u ri nt h ef r a c t i o no fi b pt o3 5 0 i s s u e sa r ed i s c u s s e ds u c ha st h e r e l e v a n c eb e t w e e ns u mo ft h ea c t i v es u l f u ri nk a z a k h s t a n sc r u d eo i la n da c t i v es u l f u r t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e na c t i v es u l f u ra n ds u ms u l f u la c t i v es u l f u ra n dc o r r o s i v e s u l f u r , a n dt h ee x i s t i n gf o r m so fa c t i v es u l f u r b a s e do nt h ec o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o no fk a z a k h s t a n sc r u d eo i la n dt h er e s e a r c h o fs u l f u rc o n t e n td i s t r i b u t i o n ，t h e s e p a r a t ep r o c e s s i n gp r o g r a mi s d r a w n u p m e a n w h i l e , a c c o r d i n gt ot h es i t u a t i o no fi n s t a l l a t i o n s i nl a n z h o up e t r o c h e m i c a l c o m p a n y ，t h el o g i c a lc o n c l u s i o ni sm a d et h a tk a z a k h s t a n sc r u d eo i lc o u l do n t yb e r e f i n e db ym i x i n gw i t ho t h e rk i n d so fc r u d eo i lt h et e s t so fi n d u s t r i a lp r o c e s s i n g v e r i f yt h a tm i x i n gr e f i n i n gp r o g r a m sa r ef e a s i b l e k e yw o r d s ：k a z a k h s t a n ，c r u d eo i l ，s u l f u rd i s t r i b u t i o n ，p r o c e s s i n gp r o g r a m 原创性声明 本人郑重声明：本人所呈交的学位论文，是在导师的指导下独立进行 研究所取得的成果。学位论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数 据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含 任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究成果做 出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：鱼垫鳖日期：塑：! ：! 关于学位论文使用授权的声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属兰 州大学。本人完全了解兰州大学有关保存、使用学位论文的规定，同意学 校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被 查阅和借阅；本人授权兰州大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存和汇编本学位论文。本 人离校后发表、使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时， 第一署名单位仍然为兰州大学。 保密论文在解密后应遵守此规定。 论文作者签名：鱼! 邀! 坠导师签名： 辨 蔺啊幺争同等学历申请硕士学位论文哈萨克斯坦原油性质及加工方案研究 前言 随着我国国民经济的快速发展，对石油的需求量也越来越大。到2 0 0 2 年，我国 已成为世界上第二大石油消费国，而且仍在以每年9 9 6 的速度递增。目前我国加工的原 油仍以国产原油为主，但是进口原油的比例已占到总加工量的三分之一以上，而且这 一比例仍在快速上升，预计到2 0 1 0 年将达到5 0 左右。 国产原油主要来自中国石油、中国石化、中国海洋三家大型国资企业，其中中国 石油的产量约占国内石油总产量的6 0 9 6 。进口原油目前主要来自于沙特、阿曼、伊朗、 安哥拉、苏丹五个国家。随着与俄罗斯、哈萨克斯坦等国石油贸易的发展，中亚将有 望成为我国又一个主要的石油资源地。 原油是以碳氢化合物为主的复杂的混合物。不同地区或同一地区的不同采油区块 其原油性质均有差异，即使同一采油区块所产原油的性质也会随着时间的推移、采油 手段的改变等而改变。对于不同性质的原油，需要采用不同的加工工艺方案和不同的 产品方案，才能获得最大的经济效益和社会效益( 如环保) ，否则可能造成加工设备 腐蚀、催化剂使用周期缩短i 馏分油加工困难、产品性质达不到指标要求等一系列问 题。因此，在加工某种原油之前，必须对其进行原油评价，详细分析原油、馏分油和 渣油的性质特点，为制定合理的原油加工工艺及产品方案提供依据。 我国主要原油均属于低硫原油，在过去自给自足时期，原油的含硫问题不是主要 矛盾。近年来，进口含硫、高硫原油与日俱增，2 0 世纪末达到总加工量的2 0 9 6 ，预计 l o 年后会超过4 0 9 6 ，原油的平均硫含量也将从目前的1 0 9 6 左右升至1 5 以上。 兰州石化公司1 9 5 8 年自建厂以来主要加工南疆、北疆、长庆、青海、吐哈、牙 哈、彩南七产地原油，除部分南疆原油硫含量超过0 5 以外，其余都属于低硫原油。 随着兰州石化公司加工量的不断提升，从2 0 0 6 年起开始加工哈萨克斯坦进口含硫原 油，2 0 0 6 年共加工1 0 6 1 8 万吨，预计2 0 0 7 年加工量将达到1 9 0 万吨。图l 为兰州石 化公司的2 0 0 6 年原油加工比例。 塑! 查墨旦竺兰旦妻塑婴主兰垡堡苎 堕蔓塞堑墨垦垫丝堕垦垫三查室! ! ! l 图12 0 0 6 年兰州石化公司原油比例 哈萨克斯坦原油硫含量较高，在运输、存储及加工过程中对设备的腐蚀性较大， 研究哈萨克斯坦原油性质及硫化物的分布规律，对制定哈萨克斯坦原油加工方案、解 决原油硫化物腐蚀问题具有重要意义。 本课题主要是针对哈萨克斯坦原油进行综合评价，结合兰州石化生产实际制定合 理的原油加工方案，并运用于生产。 主要研究方向有三个 ( 1 ) 哈萨克斯坦原油进行综合性质评价； ( 2 ) 哈萨克斯坦原油硫含量分布研究； ( 3 ) 哈萨克斯坦原油加工方案研究及兰州石化公司工业加工试验。 鞠州幺搴同等学历申请硕士学位论文 哈萨克斯坦原油性质及加工方案研究 第一章文献综述 1 1 原油的分类及组成 1 1 1 原油的化学组成 从化学组成来看，石油中主要含有烃类和非烃类两大类。烃类和非烃类存在于石 油的各个馏分中，但因石油的产地及种类不同，烃类和非烃类的相对含量差别很大。 有的石油( 轻质石油) 烃类含量可高达9 0 9 6 以上，但有的石油( 重质石油) 烃类含量 甚至低于5 0 9 6 “1 。在同一种原油中，随着馏分沸程增高，烃类含量降低而非烃类含量 逐渐增加，在最轻的轻油馏分中，非烃类的含量很少，烃类占绝大部分。 石油中还含有的相当数量的非烃类化合物，尤其在石油重质馏分和减压渣油中含 量更高。硫、氮、氧等杂元素一般占i - - 5 ，但其对于石油的加工工艺以及石油产品 的使用性能都具有很大影响。石油加工中大部分精制过程以及催化剂的中毒、炼厂 的环境污染等诸多问题都与非烃类化合物密切相关。为了更好的解决石油加工和产品 应用中的一些问题，同时也为了合理利用非烃类化合物这部分石油资源，就必须对石 油中非烃类化合物的化学组成、存在形态及分布规律有所认识。 1 1 2 原油的分类 由于原油组成十分复杂，但从化学组成和物理性质上看，有些产地不同的原油， 其性质和组成都相似，它们的输送方式及所遇到的问题亦类同，可以预测它们有相同 的加工方案和产品性质。将原油进行科学的分类，对同类型的原油用类似的方法处理， 这对其输送、储存、加工、商品贸易都是十分必要的。原油分类通常按工业的、地质 的、物理的和化学的观点来分类，目前广泛采用的分类法方式是工业分类法和化学分 类法m 。 萄钟虫乎同等学历申请硕士学位论文 哈萨克斯坦原油性质及加工方案研究 1 1 2 1 工业分类法 世界各国工业分类很多，有按密度、含硫、含氮、含蜡等分类，国际市场原油计 价标准是按o a p , r 和含硫量来计价的。a p i 大( p 。小) ，含硫低的原油价格相应较贵。 1 按相对密度分类 原油的相对密度与其组成和馏分轻重有关，因而按相对密度分类是一个简单适用 的方法。其分类标准见表1 。按照相对密度分类在一定程度上反映了原油的特性。轻 质原油一般含汽油、煤油、柴油等轻质馏分多。轻质原油大体上是地质年代古老的原 油，其馏分油性质较安定，经济价值高。而重质原油和特重质原油一般是地质年代较 年轻的原油，它们的馏分油安定性较差，需要采用较复杂的加工过程。 表1 按密度分类指标 原油种类 相对密度卵 原油种类 相对密度刃。 轻质原油 o 9 9 6 0 2 按硫( 或氮) 含量分类 其分类标准见表2 和表3 。含硫、氮量高的原油，加工得到的产品安定性差。所 以硫、氮含量越少，产品质量越好。世界原油总产量中含硫原油和高硫原油约占7 5 。 表2 硫含量分类指标 原油种类硫含量( )原油种类硫含量( ) 低硫原油 1 5 含硫原油 o 5 1 5 蔺钎幺孽同等学历申请硕士学位论文 哈萨克斯坦原油性质及加工方案研究 表3 含氮量分类指标 原油种类氮含量( )原油种类 氮含量( ) 低氮原油 1 2 1 石蜡基 4 0 比重指数= 3 3 4 0 比重指数 1 1 9 )( k = i i 5 1 1 9 ) k 3 0比重指数= 2 0 3 0比重指数 1 2 2 )( k = 1 1 5 1 2 2 ) k 1 1 5 由于关键馏分特性分类的分类界限是分别按照低沸点馏分和高沸点馏分作为分 类标准，这样比较符合原油烃类组成的实际情况，比特性因数方法更显合理。 目前在我国广泛采用的是关键馏分特性分类和含硫量相结合的分类方法。 萄埘虫辜同等学历申请硕士学位论文 啥萨克斯坦原油性质及加工方案研究 1 2 原油评价的特点及内容 原油的性质随产地的不同，差别很大。即使在同一油田中，不同的油井不同的采 油层位，原油的组成和性质也有差别。为了掌握原油的性质，制定合理的加工方案， 了解不同油井的原油性质的变化规律，需要对原油进行组成性质的分析测定，以便根 据原油的特性和国民经济的需要，制定合理的加工方案，取得最佳的经济效益。 原油评价是指在实验室采用特定的分离和分析方法，全面地测定、分析原油的性 质及可能得到的成品( 半成品) 的性质和收率。 1 2 1 原油评价的特点 原油评价工作已有很久的历史。目前世界各国采用的评价方法及内容大体相似。 原油评价通常包括原油的一般性质、馏分组成、各馏分的物理性质、化学组成以及各 种石油产品的潜在产率及其主要的使用性能等。但由于各地原油性质不同，加工方案 及产品需求的差别，具体地对某一种原油作评价时，评价内容、分析项目要依具体情 况而定。 1 2 2 原油评价的内容 原油的化学分类可使人们对各种原油的化学组成特点有一个概括的了解。但对于 要确定某种原油的利用价值和加工方案来说，还必须对原油进行全面的评价。原油的 基本评价除了测定原油本身的性质外，还要进行原油的实沸点蒸馏，并测定各馏分的 收率和性质。原油的综合评价将针对加工方案的需要，进行切割方案对比，馏分产品 化学组成和实用性能的评价。通过原油实沸点蒸馏及馏分性质测定方能掌握各组份的 质量状况“1 。 原油的综合性质评价包括以下内容： 原油一般性质分析； 原油的简易蒸馏判断基属分类： 原油的窄馏分实沸点蒸馏： 萄埘幺拿同等学历申请硕士学位论文 哈萨克斯坦原油性质及加工方案研究 直馏产品( 石脑油，航煤、汽油和柴油) 的性质测定及组成分析； 润滑油的含量测定及性质分析； 渣油性质及组成测定。 1 3 原油中硫分布的研究现状 不同种类原油的硫含量分布千差万别，了解各种原油的硫含量分布已成为大家的 关注焦点。原油馏分中硫含量随馏分沸点升高而增加。常压重油的硫含量一般约占原 油硫含量的9 0 ，减压馏分油的硫含量约占原油硫含量的2 0 4 0 ，减压渣油硫含量 约占原油硫含量的5 0 以上，但不同原油各馏分硫形态和硫分布不尽相同。 通常将不同形态的硫化合物粗略的划分为活性硫和非活性硫两类“。一般将油中 能与金属直接发生化学作用的含硫组份称为活性硫，如元素硫、硫化氢、硫醇等。而 硫醚、噻吩等含硫化合物比较稳定，一般工艺条件下不与金属作用，因此将他们称为 非活性硫。原油中的二硫化物和多硫化物很不稳定，在较低的温度下也能分解出元素 硫、硫化氢1 ，常将它们归在活性硫一类。虽然在有些原油中有硫化氢，但大多数硫 化氢来自加工中脂肪族硫醚、硫醇等硫化物的熟分解和催化分解；此外在加氢过程中， j 噻吩类硫化物可能加氢分解生成硫化氢。原油中几乎不含有二硫化物。在馏分中发现 的二硫化物大都是加工过程中由于硫醇的氧化而形成的。元素硫在原油中很少存在， 仅有个别原油含有少量的元素硫。1 0 0 以下馏分中主要是硫醇、硫醚；1 0 0 1 5 0 馏分中，除硫醇、硫醚外还有部分噻吩和二硫化物；1 5 0 2 5 0 馏分中，主要是硫醚 硫和部分噻吩硫；大于2 5 0 馏分中，噻吩硫比例随沸点升高而增大，其拥有的环数 也随之增加；大于4 0 0 c 的馏分几乎全是噻吩类硫化物“1 。 有关活性硫对装置的腐蚀问题，我国长期以来仅处于定性认识阶段。这主要是因为 不同类型活性硫的分析方法不完善、所加工的原油性质复杂多变等因素有关。其实有关 不同类型活性硫化物的分析方法研究，国际上已经有上百年的历史。特别是美国a p i 鸽 号课题组在1 9 7 2 年的工作总结比较集中和系统。近2 0 多年来，由于分析仪器长足进 步，以及石油加工对分析工作提出的更高要求，活性硫的分析方法有了进一步的发展。 表7 列出了美国材料和试验协会( a s 傀) 提出的石油中活性硫的标准分析方法嘲m 。 表7 测定石油及石油产品中活性硫的a s t m 标准方法 方法 方法名称硫古量范围适用样品重复性 方法概述 编号 - 9 两研虫掌同等学历申请硕士学位论文 啥萨克斯坦原油性质及加工方案研究 表8 对文献中提出的分析活性硫化物的一些方法进行了总结1 。 表8 测定石油及石油产品中活性硫化合物的文献方法 硫含量范厦 硫化台物 分析方法 ，1 一 适用样品重复性方法概述 元素硫 分光光度法 5 5 0 经典撮谱法 馏分油及燃 料油 原油和馏分 油 蓍喜脉冲极2 3 0 喷气燃科 示波极谱法0 1 4 原油、馏分油 及燃料油 氰化钾反应生成硫氟酸 根。通过加入氯化铁的丙 酮溶液可生成红色络合 物，除噻吩外，其它硫化 台物有干扰 在毗啶一甲醇一盐酸介质中 衰复性士孟名韫落魏瓣会毳 一 力) ，元素硫在滴汞电极上 还原产生投谱波 裙5 卜对1 偏0 差耋蓁l | 群震 在适当的极谱底液中，元 素硫在电极上还原成硫化 氢产生极谱波 霉电位滴定法萎芝：j ：蚕羹蠹耄募；塞x 荽1 兰蓁| | 蓁董垂| | 霾| | | | 蓁囊 ：，“将样品移取到舍有少量氢 氢和硫醇的含量 二硫化 物和多 硫化物 电位滴定法 测定二硫化 物含量 l 磊p g 嚣一擎x 1 0 葬鋈瓣簇 电位滴定法石油馏分 电位滴定法 极谱法测定 二硫化物和 多硫化物 群蒸瓣 在4 0 v e x 异丙醇、4 0 “甲醇、 2 0 v 蒸馏水、0 0 2 5 m o l 四 丁基氢氧化铵中，二硫化 物和多硫化物有波产生 ( p h l 2 3 ) ，其中二苯二硫 醚的电位要更正一些，可 分开测定 一1 0 萄埘虫搴同等学历申请硕士学位论文哈萨克斯坦原油性质及加工方案研究 1 3 1 元素硫的测定方法 能用于石油及石油产品中元素硫的测定方法主要有分光光度法、极谱法。文献提 出的分光光度法由于要用到剧毒的氰化物试剂，而且灵敏度不够高，因此很难推广利 用。极谱法是利用元素在滴汞电极上还原产生的扩散电流来进行分析的，所需的设备 简单，操作容易。在元素硫的分析中发挥了重要作用。较早采用的是经典极谱法“。 所用的介质一般是吡啶一甲醇一浓盐酸和醋酸一醋酸铵的苯乙醇溶液。由于经典极 谱法灵敏度不高，而且吡啶气味难闻、毒性大，因此在使用中受到限制。差示脉冲极 谱法的灵敏度高1 1 2 | ) 但应用并不广泛，这主要归因于仪器较贵，而且用于定量的峰电 流的大小受诸多因素的影响，结果的重复性较差。石科院最近采用示波极谱法进行了 合成油，催化裂化原料、重整原料、直馏汽煤柴油中元素硫的定量分析，线性范围在 o 4 x1 0 1 之间“”。如样品中硫的浓度较大时，可用不含样品的支持电解液稀释后测 定。由于该方法快速、简单，灵敏，采用的仪器便宜，而且不受其它类型硫化合物的 干扰，因此可以作为石油馏分中元素硫的常规分析方法。 1 3 2 硫化氢和硫醇硫的测定方法 对液态烃中硫化氢的测定，过去经常采用差减法，即通过测量样品在与酸化的镉 盐溶液接触前后的硫含量之差来计算硫化氢的含量，现在更多地采用电位滴定法。 硫醇可分为脂肪族硫醇，环硫醇和芳香族硫醇。原油中总的硫醇浓度随着沸点的升高 而减少。如果在蒸馏中不发生热分解和催化分解，在中间馏分中能检测出的硫醇很少。 在炼制过程中遇到的硫醇通常来源于硫化合物的分解。测定硫醇硫的方法很多，如阳 极伏安法、电量法，紫外光谱法，红外光谱法、质谱法、色谱法等。但用得最多的还 是电位滴定法。采用的滴定剂既可是氯化汞，也可是硝酸银 1 4 1 1 5 1 。 1 3 3 二硫化物的测定方法 二硫化物和多硫化物可先用亚硫酸钠定量转变成硫代硫酸盐，生成的硫代硫酸盐 再用氯化汞标准溶液滴定“”。但测定二硫化物更实用的方法还是差减法：取两份样品， 蔺州幺乎同等学历申请硕士学位论文哈萨克斯坦原油性质及加工方案研究 其中一份用电位滴定法测定硫醇的含量，在另一份样品中加入醋酸、甲醇和锌粉，一 定条件反应过滤后用硝酸银滴定。样品中的二硫化物硫是还原前后硫醇硫含量之差。 这种方法的特点是所用的仪器设备简单，结果的重复性较好。 1 3 4 腐蚀性硫的测定 为了与活性硫区分开来，将对试验材料( 如铜片和铜粉) 已经产生腐蚀的硫化合物 称为腐蚀性硫。美国材料与试验学会的标准方法a s t l v ld 1 6 6 2 中对铜粉产生腐蚀的硫的 测定方法进行了介绍f 1 7 1 。具体方法是将样品加入到装有铜粉的烧杯中，搅拌下在1 4 9 加热半小时。能与铜粉反应的硫化合物生成的硫化铜沉淀与铜粉一起用滤纸过滤。 铜粉处理前后的硫含量之差即为腐蚀性硫( 但该标准将这类硫仍称为活性硫) 。石科院 对上述的方法进行了改进，使之能用于馏分油中腐蚀性硫的测定。为了防止加热过程 中轻馏分的挥发，采用回流的方法对试样和铜粉加热。加热的温度随馏分的不同而差 别较大。一般将加热的温度定为馏分沸腾的温度。此外，加热时间延长到2 5 小时左 右 1 8 1 0 1 3 5 总活性硫的测定 一般情况下，需首先分析石油馏分中元素硫、硫化氢、硫醇硫、二硫化物等单个 活性硫化合物的含量。然后与装置的腐蚀相关联，是一种可行的预测腐蚀的办法。但 这些活性硫化合物的分析毕竟是花时间、花人力、需要多种仪器的工作。 北京石科院最近提出了种测定原油及其馏分中总活性硫的方法；原油和馏分油 中的二硫化物首先用锌粉还原成硫酵。然后同原油及其馏分中原已存在的硫化氢和硫 醇一起用硝酸银标准溶液滴定。 1 4 哈萨克斯坦原油概况介绍 哈萨克斯坦混合原油是由哈萨克斯坦国阿纠平斯克列夫特生产联合体供给，该联 合体总部位于哈国北部阿纠宾斯克市，拥有让那诺尔和肯基亚克等多个油田，属二叠 系地层a 哈萨克斯坦陆上石油可采储量为4 0 亿吨，哈属里海地区石油可采储量8 0 亿 l 啕研出搴同等学历申请硕士学位论文哈萨克斯坦原油性质及加工方案研究 吨，石油资源丰富。为缓解我国原油市场日益突出的供需矛盾，我国目前正在筹建中 哈输油管道，哈萨克斯坦原油的进口量必将逐年增加。 目前，对哈萨克斯坦原油的性质及加工性能了解甚少，鉴于此全面评价和了解其 性质是必然的、必需的。 两研幺掌同等学历申请硕士学位论文 哈萨克斯坦原油性质及加工方案研究 第二章哈萨克斯坦原油综合性质评价 确定一种原油的加工方案是炼厂设计和生产的首要任务。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，方能制定出合理的加工方案。在上述的诸多考 虑因素中，原油性质是基本的因素。原油评价就是通过各种实验、分析，取得对原油 性质的全面地认识，这将会为制定合理的原油加工工艺和产品方案提供依据。 2 1 实验材料 2 1 1 实验原料 2 0 0 6 年9 月2 7 日从兰州石化公司铁路槽车上采集的哈萨克斯坦原油。 2 1 2 实沸点蒸馏装置 f y 一型原油实沸点蒸馏测定仪，抚顺石化研究院 2 2 评价方法和评价流程 2 2 1 评价方法 g b t 1 7 2 8 0 1 9 9 8 原油蒸馏标准试验方法 g b t 1 7 4 7 5 1 9 9 8 重烃类混合物蒸馏实验方法( 真空釜式蒸馏法) 2 2 2 评价流程 评价流程如图2 所示。 2 2 3 实沸点蒸馏条件 图2 原油评价流程图 表9 实沸点蒸馏装置操作条件m 1 5 2 2 4 调配馏分油 将原油在实沸点蒸馏装置上蒸得的每i o c 馏分，按收率调配成重整原料、直馏汽 油、喷气燃料、煤油、柴油、中性油原料、催化裂化原料及渣油，并按相关产品指标 进行性质分析。原油及其馏分油性质测定按国家标准或石化行业标准进行分析抽1 。 2 3 实验结果与讨论 2 3 1 一般原油性质 哈萨克斯坦原油和兰州石化加工的其它几种原油的性质列于表1 0 。 表1 0 兰州石化公司加工原油的一般性质 分析日期 舍盐，雌n a c l l 水分， 密度2 0 c k g 厢 酸值，m g k o h g 凝点。 残炭， 灰分， 硫含量， 蜡含量， 胶质， 沥青质， 重金属， p g g f e n i c u p b v c a 原油基属分类 2 0 0 6 9 2 72 0 0 6 7 2 4 2 0 0 5 1 0 1 1 2 0 0 6 i i 1 4 2 0 0 6 9 2 02 0 0 6 9 1 8 2 0 0 6 2 2 2 2 02 0 81 4 21 4 ，51 6 62 o2 o 0 1 5o 1 00 5 00 2 00 4 0o 4 00 2 0 8 5 3 88 5 2 38 3 8 78 4 9 3 8 8 9 78 7 4 0 7 9 0 1 o 0 9 00 1 7 40 1 2 90 0 4 42 2 3 7 0 ，3 0 00 1 7 8 1 33 261 83- 1 11 0 2 0 3 8 62 3 6 2 02 9 7 8 83 0 8 7 04 2 3 8 73 9 5 o 0 2 0 0 2 “0 0 4 3 40 0 8 2 60 0 1 3 8 0 0 3 6 2 0 3 7 2 7 0 0 4 6 2 0 6 5o 3 8 0 0 30 0 70 0 60 5 70 ，0 l 4 0 6 6 3 63 9 22 4 77 ，5 l3 3 86 9 8 1 1 72 船3 9 05 5 25 1 91 3 50 4 6 o 7 0 o 2 00 2 0o 5 20 4 84 4 2o 1 2 3 9 3 3 3 3 1 4 韶 8 1 81 2 ，04 5 43 0 1 7 l 9 3 6 0 3 6 3 6 79 9 46 7 8 1 o 0 2 5 0 5 0 o 3 8 o 1 9o 2 53 2 5 1 o o 1 10 4 9 0 6 3 o 1 20 2 2o 2 1 1 0 7 7 4o 4 1 o 2 9 1 0 8 0 9 33 7 5 6 1 o 一 一 一2 1 5 41 0 1 52 1 4 6 一 音硫中闻基低硫石螬基低硫石蜡基1 6 ；：誉霎一低硫中问基台硫中阃基低硫石蜡基 3 5 0 c 前收率，鼻5 43 76 0 3 强 4 56 s 1 6 蔺研幺搴同等学历申请硕士学位论文 哈萨克斯坦原油性质及加工方案研究 哈萨克斯坦原油外观呈褐绿色，常温下流动性能良好，有刺鼻气味，哈萨克斯坦 原油为中质原油，其2 0 。c 的密度为8 5 3 8 k g m 3 ，介于南疆原油( 8 7 4 0k g m 3 ) 和青 海原油( 8 5 2 3k g m 3 ) 之间；其酸值低，只有0 0 9 0 m g k o h g ，远低于北疆原油的2 。2 3 7 m g k o a g ，也低于南疆原油的0 3 0 0m g k o h g ；其凝固点低为一1 3 c ，与南疆原油接近 ( 一l l c ) ；其硫含量较高为0 6 5 ，稍高于南疆原油( o 5 7 ) ，远高于其它种类原油； 残碳、灰分、水分含量都不高；胶质( 1 1 7 ) 、沥青质( o 7 0 9 6 ) 较低，蜡含量一般 ( 4 0 6 ) 。氮含量不高，金属含量中除钒含量稍高( 7 7 4 pg g ) 外，其它金属元素 含量不高。 通过不同种类原油的分析，可以看出哈萨克斯坦原油的性质与南疆原油最接近， 故在评价中以南疆原油作为比较。 2 3 2 原油分类 根据“原油评价方法”中的原油关键馏分分类法分析n “，哈萨克斯坦原油和南疆 原油基属分类为中质含硫中间基原油。 作为中质原油，其馏分有拔出率较高。作为含硫原油，一方面要注意防止设备的 。 l 硫腐蚀；另一方面要对其各直馏馏分油、二次加工原料及产品的硫含量进行监测，并 采取相应措施加以脱除( 如脱臭、燃料油加氢精割等) 。作为中间基原油，可以预见 它的燃料油组份的凝固点较低，有利于生产低凝点的轻柴油和低结晶点的喷气燃料； 但是其中性油原料中链烷烃含量较低，环烷烃、芳烃含量较高，既不是生产高粘度指 数中性油的好原料，也不是催化裂化加工的好原料( 裂解性能较差) 。 表1 1 哈萨克斯坦原油的基属分类 关键馏分 第一关键馏分第二关键馏分 分类( 2 5 0 z 7 5 )( 3 9 5 4 2 5 ) 石蜡基 密度( 2 0 c ) ，k g m 3 3 0 中间基 密度( 2 0 c ) ，k g 3 8 2 1 0 8 5 6 0 8 7 2 1 9 3 0 2 特性因数( k ) 1 1 5 1 1 9l i 5 1 2 1 指标 比重指数( a p i 。) 3 3 4 02 0 3 0 原油种类哈油南疆哈油南疆 实测值 密度( 2 0 c ) ，k g m 3 8 3 9 5 8 2 3 1 9 0 1 18 9 3 8 特性因数( k ) 1 i 7 01 1 9 41 1 8 31 1 9 3 萄州幺亨同等学历申请硕士学位论文 哈萨克斯坦原油性质及加工方案研究 i比重指数( a p i o ) 3 6 2 l 3 9 52 4 9 l 2 6 1 原油种类 哈萨克斯坦原油南疆原油 原油硫含量，( m m ) 0 6 50 5 7 原油分类中质含硫中间基 中质含硫中间基 2 3 3 实沸点蒸馏收率 哈萨克斯坦原油每l o c 馏分的实沸点蒸馏收率见表1 2 ，与南疆原油实沸点蒸馏 收率的比较见表1 3 。 表1 2 哈萨克斯坦原油的实沸点蒸馏累计收率( ( m ) ) 温度，累计收率温度，累计收率温度，累计收率 6 03 1 02 1 02 6 o l3 6 05 6 7 3 7 04 3 12 2 02 7 2 33 7 05 8 2 3 8 05 0 92 3 02 9 5 63 8 06 0 0 8 9 06 7 62 4 03 1 9 83 9 06 1 8 7 1 0 08 4 6 2 5 0 3 3 1 24 0 06 3 5 2 1 1 01 0 0 l 2 6 0 3 4 6 34 1 06 5 7 3 1 2 01 1 5 2 2 7 0 3 6 2 54 2 06 7 9 7 1 3 01 2 8 3 2 8 0 3 8 8 64 3 06 9 1 6 1 4 0 1 4 3 02 9 04 0 2 04 4 07 1 2 3 1 5 01 5 9 03 0 04 2 8 34 5 07 2 3 5 1 6 0 18 1 03 1 04 5 3 64 6 07 4 5 l 1 7 02 0 0 0 3 2 04 8 9 84 7 07 6 7 0 1 8 0 2 2 2 73 3 05 0 8 54 8 07 8 6 6 1 9 0 2 3 5 93 4 05 2 0 24 9 08 0 o l 2 0 02 4 8 9 3 5 05 4 3 35 0 0 8 2 4 4 表1 3 哈萨克斯坦原油和南疆原油实沸点蒸馏收率( ( m m ) ) 温度，哈萨克斯坦原油南疆原油 1 0 0 8 4 64 9 9 1 4 0 1 4 3 01 0 3 8 蔺研幺拿同等学历申请硕士学位论文 哈萨克斯坦原油性质及加工方案研究 1 8 02 2 2 7 1 7 3 1 2 0 02 4 8 9 2 0 2 4 2 4 03 1 9 8 2 5 4 1 3 0 04 2 8 3 3 6 9 3 3 5 05 4 3 3 4 4 6 6 4 0 06 3 5 25 4 7 3 4 5 07 2 3 56 4 1 7 5 0 08 2 4 47 1 8 5 3 6 0 5 0 02 8 1 12 7 1 9 3 5 05 4 3 34 4 6 6 5 0 01 7 5 62 8 1 5 由表1 2 可知，哈萨克斯坦原油收率高，1 8 0 前的收率达到2 2 2 7 ，3 5 0 前的 燃料油收率达到5 4 3 3 ，5 0 0 。c 前总拨出率高达8 2 4 4 ；3 5 0 5 0 0 c 的中性油原料 收率为2 8 1 1 ，而大于5 0 0 。c 的渣油收率为1 7 5 6 。该原油是炼厂增加轻组份的良好 选择。 与南疆原油收率比较见图3 ，两种原油3 5 0 1 3 前相差较大，哈萨克斯坦原油比南 疆原油收率大约高1 0 ，中性油馏分段收率基本相当，5 0 0 ( 2 前累计收率哈萨克斯坦原 油比南疆原油高l o 5 9 。从收率来看，哈萨克斯坦原油轻组份多，常减压蒸馏装置的 加工量受炼厂常压塔设计负荷限制。 ! ! ! 查! 里兰兰盈皇堡堡主堂垒丝奎 堕壁塞堑望墨鎏丝垦墨垫三查窒堡塞 图3 哈萨克斯坦原油累计收率 2 3 4 每2 0 c 窄馏分性质 蒸馏温度， 哈萨克斯坦原油窄馏分的性质列于表1 4 。特性曲线绘于图3 图7 。 表1 4 哈萨克斯坦原油的窄馏分性质 馏分 訾笳警翳黧兰兰篓4 0 c 篓攀嚣c i 初3 1 06 6 1 9 一 o1610 一一一 6 。h 1 1 9 97 0 9 1 ( - - 6 0o-53102 4 0 l1 1 9 2 红3 2 8 州0 0& 3 77 觋5 - - 6 0o16(101 昕o 1 1 眩丝6 5 1 0 沪吨3 0 67 4 1 6 ( - - 6 0o 3 2 1 0 1 5 4 0 1 1 田觋8 l 1 2 旷v 1 4 02 7 87 5 & 4 - - 6 008710 1 5 4 61 l 7 7 2 5 4 2 h o q 印& 8 0侃5瑚0 田( 1 01 5 5 11 1 ? 7 既4 0 i 埘 也1 77 8 4 o嘟o 7 0 1 01 7 1 1 7 5筠5 6 1 印懈2 6 2 7 冁7咆1 6 6 1 01 8 6 d1 1 7 4 刀8 3 2 0 d 一_ 2 2 3 48 m 0嗡230101 8 5 6 1 1 衢3 l 6 3 挖伊锄 生7 58 1 9 9啦214(101 8 5 l l l 7 33 0 4 2 别o 蛹0 幺晒瞄2瑚。幺9 4 ( 1 02 0 9 91 1 6 93 2 9 7 蔺州幺搴同等学历申请硕士学位论文哈萨克斯坦原油性质及加工方案研究 衢o 嘲0重2 38 4 4 6嗡5-19102 3 4 81 l 鹋强9 0 爱伊喃0 0 & 9 7蚴7锄 6 0 43 2 2 9 凹 1 1 7 5强1 3 旷锄6 1 5 衢9 o- 1 46 - 5 55 33 4 6 61 l 7 7筠5 3 茁。一- 3 & 0 48 甑5 - 2 已7 57 34 1 9 21 1 8 1弧8 4 3 o 啪 t 僻啦28n 0 42 4 44 9 1 7n 7 24 l n 3 6 0 - - 3 8 0 & 3 58 田7 1 2 q 0 44 1 55 9 鼹1 1 衢2 8 4 01 l 7 4 钇1 9 鞠旷q d d a 4 7田l7 1 6 0 0 55 0 97 d 0 01 6 舾& 蝴1 1 8 44 0 8 6 舶旷蚴t 4 5 9 0 0 2 0 o 0 56 0 37 2 2 7 1 2 l 重5 8 81 l 8 0 4 4 0 6 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