《应用化工技术》课件-项目三 原油与馏分特性

1.原油评价基础知识首先先学习一下什么是原油评价，以及原油评价的目的和分类。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，以及可能得到的产品、半成品的收率、基本性质的认识。原油评价的目的原油评价的目的主要有：为新炼厂设计，确定生产流程提供参数，或为炼厂提供原油生产方案参数，从而制定合理的加工方案，并为现有炼厂指出改进方向。原油评价一般性质评价常规评价综合评价原油的一般性质评价，是分析原油的一般性质。分析的内容包括：原油的密度、粘度、凝点、蜡含量、残炭、硫含量、氮含量、胶质含量、胶质、沥青质、水分、含盐量、灰分、机械杂质、元素分析、微量金属（铁、镍、钒、铜）含量、馏程、闪点等项目。在做一般性质测定之前，需要先测定原油的含水量、含盐量和机械杂质，如水分大于0.5%，需先行脱水。常规评价除了原油的一般性质外，还包括原油的实沸点蒸馏数据及窄馏分性质。如测定各窄馏分的密度、粘度、凝点、苯胺点、酸值、硫含量、氮含量和折射率等，并计算粘度指数、特性因数等。可以将相应数据标绘成实沸点蒸馏曲线和性质曲线。这些曲线概括了原油的主要性质，是制定加工方案的依据。实沸点蒸馏装置还可以切割直馏产品，然后对这些切割的宽馏分进行分析研究，评定直馏产品的质量和产率。综合评价除了上述测定项目外，还包括直馏产品的产率和性质，也可以根据需要增加某些馏分的化学组成、某些重质馏分或渣油的二次加工性能等。此外，还可以根据炼油厂设计的要求，进行模拟加热炉出口气化的原油或重油平衡蒸发试验。根据不同的目的和需要，选择不同的评价内容及测试项目。2.实沸点蒸馏基础知识蒸馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同而分离组分的方法。实验室采用的蒸馏方式可以分为三类：闪蒸、简单蒸馏（又称为恩氏蒸馏）、实沸点蒸馏（精馏）。闪蒸过程是平衡汽化过程，闪蒸就是将液体混合物加热到一定的温度和压力后。将其引入一个汽化空间，一次汽化分离为平衡的气液两相，将含轻组份较多的气相冷凝下来，使混合物得到分离。简单蒸馏是将混合物置于蒸馏釜中，当温度到达混合物的泡点温度时，液体开始气化，生成蒸汽被及时地引出，无回流发生，蒸汽经冷凝冷却后收集，液体继续被加热，继续生成蒸汽并被引出。实沸点蒸馏（精馏）在一个设备内，同时进行多次部分气化和部分冷凝以分离液体混合物中的组分。实沸点蒸馏（真沸点蒸馏）是因为其馏出温度和馏出物的沸点相接近因而得名。原油的实沸点蒸馏过程是间歇式的，在实验室中，用分离精确度比工业上更好的精馏装置，对原油进行常减压蒸馏，按沸点高低将原油分割成若干窄馏分。然后对若干窄馏分进行性质分析，最后将数据标绘成实沸点蒸馏曲线和性质曲线，这些曲线概括了原油的主要性质，是制定加工方案的依据。实沸点蒸馏装置还可以切割直馏产品，然后对这些切割的宽馏分进行分析研究，评定直馏产品的质量和产率。原油成分复杂，实沸点蒸馏（真沸点蒸馏）不能分离出单体烃来，馏出温度也不是馏出物的沸点。在进行实沸点蒸馏操作时，为了使取得的数据可靠，必须注意控制分离程度，简称分馏精确度。对分馏精确度影响最大的因素是馏出温度，一般保持在每分钟3-5毫升。影响原油实沸点蒸馏结果的因素如馏出速度过快，则分馏精确度降低，致使轻组分尚未及时馏出而重组分却提前馏出，蒸得相同数量的馏分时馏出温度必然升高，馏分的组成与性质也不相同，这就是实验误差的主要来源。其它影响因素有从开始加热到馏出这段时间（也称为升温时间）、回流比、柱保温状态、馏出前是否采用全回流或平衡操作。影响原油实沸点蒸馏结果的因素原油实沸点蒸馏采用GB/T17280《原油蒸馏标准试验方法》。怎么样来测定原油实沸点蒸馏本标准规定了使用实沸点蒸馏仪（具有14～18块理论板，回流比为5∶1），对稳定原油进行蒸馏到相当于常压温度400℃的蒸馏方法。本标准适用于原油及除液化石油气、很轻的石脑油和初馏点高于400℃以上石油馏分以外的石油混合物。第一段是常压蒸馏，切取初馏到180℃的各个馏分。怎么样来测定原油实沸点蒸馏第二段残压为10毫米汞柱左右的减压蒸馏，切取180℃到390℃的各个馏分。第三段是在2毫米汞柱左右的残压下，不用精馏柱的减压蒸馏，通常称为克氏蒸馏，切取390℃到500℃的各个馏分，最后留下的是500℃以上的渣油。蒸馏过程可分为三段进行：在二、三段之间还有冲洗精馏柱以回收其中的滞留液的操作。在放出渣油后尚必清洗蒸馏釜以回收其中附着的渣油。怎么样来测定原油实沸点蒸馏蒸馏过程可分为三段进行：3.酸度基础知识在酸的作用下，牙齿会变成这样酸性物质也会腐蚀柴油发动机1、柴油对酸性物质有要求么？2、会有什么样的要求呢？3、怎么知道柴油里面到底有多少酸性物质呢？柴油酸度（值）中和1克油品中的酸所需的氢氧化钾（KOH）毫克数，称为酸值，单位是mg·KOH/g。中和100毫升油品所需的氢氧化钾（KOH）毫克数，称为酸度，单位是mg·KOH/100ml。柴油酸度（值）柴油对酸度（值）有具体要求，柴油的酸度对柴油机的工作状况有较大影响，酸度大的柴油会使发动机积炭增加，造成活塞磨损和喷嘴结焦。柴油酸度（值）油品中有机酸在含量增多且存在水分时，能严重腐蚀金属，如果酸度过高，不仅会影响石油产品的颜色安定性，而且燃烧后生成的有害气体会腐蚀机件和污染环境。柴油酸度（值）原理：用碱中和酸，根据碱的用量来计算柴油的酸度。酸度测定的原理、方法柴油中酸性物质较少，测定方法为GB/T258-2016。对于其它含酸性物质较多的油品，应按照GB/T7304-2014石油产品酸值的测定（电位滴定法）来测定。酸度测定的原理、方法乙醇煮沸，驱除CO2沸腾乙醇抽提酸性物质氢氧化钾乙醇溶液滴定根据指示剂的颜色变化判定终点记录消耗体积，计算柴油样品酸度GB/T258-20164.机械杂质基础知识1机械杂质的来源和危害2测定机械杂质的意义3测定机械杂质的方法机械杂质：油品中不溶于溶剂的沉淀物质或悬浮物质。机械杂质来源主要有三类：（1）开采原油时带入，这一类占比较多，大部分能沉淀，少部分悬浮物的微粒不易沉淀分离；（2）石油加工、储存、运输和使用时混入的，占小部分，如：精制时混入的白土，加工时混入的铁锈，矿物盐、储存、运输、使用中混入的灰尘；（3）加入某些有机金属盐类添加剂时混入的，是添加剂组成中的物质。机械杂质的危害1会对油品的加工和使用会造成影响。原油蒸馏时，机械杂质中的一部分会沉淀在加热炉中，加速加热炉的结焦；2在使用过程中，燃料油中的机械杂质会堵塞滤清器、喷油嘴、阀等，使供油不畅，严重时能中断供油，降低装置的效率；3机械杂质落入密合零件的间隙中就会引起零件边缘的剥落，若塞在缝隙里就会给摩擦面造成较大程度的磨损，造成设备损伤。（1）保障产品质量；（2）避免机械杂质所带来的危害；测定机械杂质的意义（3）保障在测定残炭、灰分、黏度等分析项目时，检测项/测量精度不受机械杂质的干扰，需要对油品中的机械杂质进行检测。轻质油品中机械杂质含量的测定，通常用目测法。测定的方法将油样注入到100mL玻璃量简中对光观察，若无悬浮杂质或沉降在底部的杂质，且油样透明，则判定为合格。仲裁时则按照GB/T511方法进行测定。测定的方法GB/T511-2010石油产品和添加剂机械杂质测定法(重量法)称取一定量的试样用溶剂把油全部冲洗净烘干、称重记录，计算样品机械杂质含量溶于溶剂，稀释，过滤，分离5.灰分的基础知识灰分是试样在规定的条件下，经燃烧炭化后，残留固体残渣再经高温煅烧所得的无机物，以质量百分数表示。油品中的灰分主要成分为硫、硅、钙、镁、铁、钠、铝、锰、钒、铜、磷、镍等的氧化物。这些氧化物是由盐类在高温下分解或氧化而生成的，颜色通常为白色、淡黄色或赤红色，这是由灰分组成决定的。油品中的灰分来源于原油自身吗？原油中通常含有几十种微量金属元素，其中一部分以有机酸盐和有机化合物的形态存在。一部分以无机盐的形态存在，油品蒸馏时这些灰分物质不会蒸馏出来，而留在残油中，通常重质含胶及酸性组分含量高的油品含灰分较高。1、油品酸碱精制脱渣不完全，对设备腐蚀而生成的金属盐类，或白土精制时脱渣不完全而残留的白土等。灰分的来源2、油品在管输、储存、运送和使用过程中混入的铁锈、金属氧化物和金属盐类。3、油品添加剂本身含有的有机金属盐（如环烷酸盐等），致使加入添加剂后的油品的灰分含量增加。1、灰分可作为衡量油品精制和洗涤是否正常的指标，如酸洗、碱洗或白土精制时，脱除不完全，则残余的盐类和皂类会使灰分增加。灰分测定的意义2、油品灰分含量会影响到油品的使用性能。在油品使用过程中，如柴油灰分超标，则燃烧后灰分进入积碳，将增加积碳的坚硬性，使气缸套和活塞环的磨损增大。灰分测定的意义重质燃料油灰分太大，会在燃料喷嘴处形成积碳，造成喷嘴不畅，甚至堵塞。灰分测定的意义灰分沉积在管壁、蒸汽过热器，空气预热器等的上面形成结垢积碳，不但使传热效率降低，还会使设备提前损坏。润滑油的灰分在一定程度上，可评定润滑油在发动机零件上形成积碳的情况，也可了解生产中脱除无机盐类和贮运中是否落入杂质等情况。灰分测定的意义灰分少的润滑油产生的积碳是松软的，易从零件上脱落。灰分多的润滑油，其积碳的紧密程度较大，较坚硬，此结论只对不含添加剂的润滑油才是可靠的。灰分测定的意义若润