第五章原油评价及加工方案流程

第五章原油评价及加工方案流程主讲：张睿1Fromwelltowheel,chemical&energy2ExploringforoilandgasDevelopingfieldsProducingoilandgasMiningoilsandsExtractingbitumenLiquefyinggasbycooling(LNG)RegasifyingLNGConvertinggastoliquidproductsGeneratingwindpowerRefiningoilintofuelsandlubricantsProducingpetrochemicalsDevelopingbiofuelsTradingTradingRetailsalesRefinedoilproducts:FuelsandbiofuelsLubricantsBitumenLiquefiedpetroleumgasGasandelectricityIndustrialuseDomesticuseChemicalproductsusedfor:PlasticsCoatingsDetergentsInsulationsCharacteristicsbigvolumescontinuous&integrateddedicatedprocesses&facicilitieshighcapex,lowopexlongtermR&DRequirementssecurityofsupplyconstant(high)qualitylowcostand/orrecyclableHSSERefinery3source:/wiki/Oil_refinery4第一节原油评价方法概述原油评价就是通过各种实验、分析，取得对原油性质的全面认识，原油评价是制定原油加工方案的依据。根据目的不同，原油评价内容不同：（1）原油的一般性质的分析（2）常规评价（3）综合评价最后根据原油性质数据，提出原油加工方案5首先测定其水含量、含盐量、机械杂质。若含水量大于0.5%应先进行脱水。原油性质一般包括：

密度，运动粘度、凝点、含蜡量(wax)、沥青质、胶质、酸值、残炭、C、H、S、N元素分析、微量金素分析等。

一、原油的一般性质分析6二、原油的常规评价

包括原油一般性质测定和实沸点蒸馏数据及窄馏分性质。1、实沸点蒸馏数据及窄馏分性质实沸点蒸馏装置间歇釜式精馏设备，理论板数15～17，回流比5：1，馏出物的最终沸点为500～560℃。为避免原油的裂解，釜底温度不超过350℃，采用减压蒸馏。789性质曲线表示窄馏分性质随沸点和累计馏出百分数变化的趋势，可以预测窄馏分的性质。10三、原油的综合评价包括原油一般性质测定、实沸点蒸馏数据及窄馏分性质和直馏产品的产率和性质；根据需要，可增加某些馏分的化学组成、二次加工性能等。11原油脱水脱水原油一般性质分析实沸点蒸馏平衡蒸发1.窄馏分性质测定2.不同深度的重油、渣油性质测定1.直馏产品的性质分析2.二次加工原料的性质分析3.沥青性质分析汽油、柴油和重馏分油的烃组成分析润滑油、石蜡和地蜡的潜含量测定121314产率曲线15第二节原油的分类方法一、特性因数分类法特性因数K为>12.1石蜡基原油特性因数K为11.5～12.1中间基原油特性因数K为10.5～11.5环烷基原油K通常由运动粘度和API查图求定。纯烃的特性因数烷烃：12.5～13.0

环烷烃：11～12

芳香烃：10～1116缺陷：（1）不能分别表明原油低沸点馏分和高沸点馏分中烃类的分布规律；（2）由于原油组成复杂，粘度测定不够准确，求定的特性因数K不能完全符合原油的实际情况。17二、关键馏分特性分类法第一关键馏分：常压蒸馏250～275℃的馏分；第二关键馏分：残油在40mmHg下减压蒸馏，切取275～300℃馏分（常压下395～425℃）

测定关键馏分的密度，对照分类表，确定关键馏分的属性和原油类型。

我国将硫含量分为：低于0.5%为低硫原油、高于0.5%的为含硫原油。18关键馏分的分类方法

石蜡基

中间基

环烷基第一关键馏分

d420<0.8210

0.8210~0.8562

>0.8562API>4033~40>33K>11.911.5~11.9<11.5第二关键馏分

d420<0.8723

0.8723~0.9305>0.9305API>30

20~30<20K>12.2

11.5~12.2

<11.519我国原油分类：关键馏分特性分类法结合硫含量分类法20三、商品分类法－国际市场计算原油价格1、按密度分类原油类型API20℃密度轻质原油>34<0.852中质原油34~200.852~0.931重质原油20~100.931~0.998特稠原油<10>0.998212、按硫含量分类原油类型硫含量（m%）低硫原油<0.5含硫原油0.5~2.0高硫原油>2.0223、按酸值分类原油类型酸值（mgKOH/g）低酸原油<0.5含酸原油0.5~1.0高含酸原油>1.0231、石蜡基原油的共性：（1）烷烃含量>50%，密度较小，含蜡量高，含硫和胶质少；（2）直馏汽油辛烷值低，直馏柴油的十六烷值较高；（3）航空煤油的密度小，结晶点高；

四、基属相同的原油的共性24（4）可以生产粘温性质良好的润滑油馏分，但脱蜡负荷大；（5）重馏分和渣油中重金属含量少，是良好的裂化原料；（6）渣油难以生产好的沥青。252、环烷基原油的共性：（1）含环烷烃、芳烃较多，凝点低，含硫、胶质、沥青质较多；（2）汽油中环烷烃多，辛烷值高；（3）航空煤油的密度大，热值高；26（4）柴油的十六烷值较低；（5）润滑油馏分的粘温性质较差；（6）渣油中含较多的胶质和沥青质，可生产高质量的沥青。27第三节渣油的评价一、传统评价方法渣油沸点很高，不能用蒸馏等一般分离方法；过去只把它作为一个整体测定其平均性质；用特性因数K推论渣油的性质是不恰当的，如大庆和任丘原油同属石蜡基原油，但渣油的性质差别很大。

28二、渣油评价新方法和我国渣油评价1、超临界流体萃取分馏（1）原理超临界流体（SupercriticalFluid）：某种溶剂所处的温度和压力都超过自身临界温度和临界压力时，这种溶剂就变成了超临界流体。临界温度临界压力温度压力超临界区气相液相固相30常用SCF的临界性质

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—异丁烷1353.60—正戊烷1963.33—31SCF与气体、液体的性质对比性质气体SCF液体密度，g/cm3(0.6-2.0)×10-30.2-0.90.6-1.6扩散系数,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≈液体，溶剂能力好；扩散系数：SCF远大于液体；粘度：SCF≈气体，扩散能力好；流体性质随温度和压力变化最敏感，改变温度和压力流体性质就能发生明显改变，改变其溶解能力而达到不同组分的分离。

在一般情况下，高于临界温度及临界压力状态下溶剂的溶解能力主要取决于其密度。温度恒定，升高压力，密度增大，溶解能力增加；压力恒定，降低温度，密度增大，溶解能力提高

在分离重质油时采用的是在恒温下逐渐升压的方法，以取得一系列较窄的馏分。SCF溶解能力变化规律34353637渣油特征化参数减压渣油按KH

值分类：KH>7.5 二次加工性能好6.5<KH<7.5 性质中等KH<6.5 二次加工性能差381—大庆2—华北3—阿曼…7—沙特17—科威特…39第四节原油加工方案的确定原油加工方案：生产什么产品及采用何种加工过程来生产这些产品。

加工方案的确定取决于诸多因素：如市场需要、经济效益、投资力度和原油特性等。原油的综合评价结果是选择加工方案的基本依据。40根据目的产品的不同，原油加工方案大体分为三种基本类型：（1）燃料型（2）燃料－润滑油型（3）燃料－化工型41一、大庆原油的燃料－润滑油加工方案1、原油特点（1）低硫石蜡基原油（2）含蜡量高、凝点高（3）沥青质含量低、重金属含量低、硫含量低422、直馏产品的性质特点（1）直馏汽油辛烷值低，仅有37，需通过催化重整来提高辛烷值；（2）直馏航煤的密度较小，结晶点高，只能符合RP-2规格指标；（3）直馏柴油的十六烷值高，但收率受凝点的限制；

43（4）煤油、柴油馏分含烷烃多，是制取乙烯的良好裂解原料。（5）减压馏分的润滑油潜含量约占原油的15％，而且粘度指数达90～120，是生产润滑油的良好原料；（6）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催化裂化原料，也可经丙烷脱沥青生产残渣润滑油原料；渣油含胶质和沥青质少、蜡含量高，难以生产高质量的沥青产品。443、加工方案45二、胜利原油的燃料加工方案1、原油特点（1）含硫中间基原油（2）硫含量1％

462、直馏产品的性质特点（1）直馏汽油辛烷值47，芳烃潜含量高，是重整的良好原料；（2）直馏航煤的密度大，结晶点低，符合RP-1规格指标，但必须脱硫醇；（3）直馏柴油的柴油指数高，凝点不高，可以生产－20、－10、0号柴油，但产品需精制；47（4）减压馏分油的脱蜡油粘度指数低，而且硫含量及酸值较高，不宜生产润滑油，可作为催化裂化或加氢裂化的原料；（5）减压渣油的粘温性质不好，也不宜生产润滑油胶质、沥青质含量高，但并不适合生产沥青产品，残炭和重金属含量高，可采用延迟焦化或加氢处理-催化裂化的轻质化方案。483、加工方案49三、燃料－化工型加工方案50第五节炼油厂的构成和工艺流程一、炼油厂的构成主要由两大部分组成：

炼油生产装置

辅助设施51炼油生产装置化工产品生产装置气体加工装置油品调合装置油品改质及精制装置重质油轻质化装置原油分离装置制氢装置52辅助设施三废处理系统原油和产品储运系统供水蒸气系统供水系统供电系统供气系统53二、炼油装置工艺流程一个炼油厂或一套炼油装置的构成和生产程序是用工艺流程图来描述的。根据使用目的和描述范围的不同，炼厂的工艺流程可分为：1、全厂生产工艺流程图它反映炼厂的生产方案、各生产装置之间的关系。54552、生产装置原理流程图它反映一个炼油生产装置所采用的技术方案、装置内各主要设备之间的关系和物流之间的关系。原油常减压蒸馏原理流程图56催化重整装置工艺流程图57催化裂化装置工艺流程图58延迟焦化装置工艺流程图59加氢裂化装置工艺流程图60三、炼油过程的结构分析主要是通过对一个炼厂或一个国家的炼油过程的结构构成，进一步分析某个国家或炼厂对原油的加工