原油基础知识

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,.. 原油的基础知识概述

一.综述：

原油即石油，也称黑色金子、工业的血液，是重要的战略资源，世界上的大部分纷争都和它有关，它是一种外观黑色、褐色、深黄色粘稠的、的液体。有着强烈的刺激性的味道。由远古动物经过漫长时间地层的高温高压作用形成的，原油是一种非常复杂的混合物，其主要组成成分是碳氢化合物，此外石油中还含硫、氧、氮、磷、钒等元素。由于地质条件的影响，不同地域的油田的石油成分和外貌有着极大的差别。

二.原油的物化性质

密度和API度

原油的密度取决于原油中所含重质馏分、胶质、沥青质的多少，一般在0.75～0.95之间，少数大于0.95或小于0.75，相对密度在0.9～1.0的称为重质原油，小于0.9的称为轻质原油。

API度称为相对密度指数

API度=141.5/d(15.6℃)-131.5

密度越小，API度越大，密度越大，API度就越小

特性因数（K）

反应出原油的平均沸点的函数

K=1.216T1/3/ d(15.6℃)

相对密度越大，K值越小，烷烃的K值最大，约为12.5~13，环烷烃的次之，为11~12，芳香烃的最小，为10~11

含硫量 .

,.. 含硫量是指原油中所含硫(硫化物或单质硫分)的百分数。国产原油中含硫量较小，一般小于1%，但对原油性质的影响很大，对管线有腐蚀作用，对人体健康有害。根据硫含量不同，可以分为低硫或含硫石油。

含蜡量

含蜡量是指在常温常压条件下原油中所含石蜡和地蜡的百分比。石蜡是一种白色或淡黄色固体，由高级烷烃组成，熔点为37℃～76℃。

含盐量

原油含有一定量的的无机盐，如NaCl，MgCL2，CaCl2等，

粘度

原油粘度是指原油在流动时所引起的内部摩擦阻力，原油粘度大小取决于温

度、压力、溶解气量及其化学组成。温度增高其粘度降低，压力增高其粘度增大，溶解气量增加其粘度降低，轻质油组分增加，粘度降低。粘度大的原油俗称稠油，稠油由于流动性差而开发难度增大。一般来说，粘度大的原油密度也较大。

凝固点

原油冷却到由液体变为固体时的温度称为凝固点。 原油的凝固点大约在-50℃～35℃之间。凝固点的高低与石油中的组分含量有关，轻质组分含量高，凝固点低，重质组分含量高，尤其是石蜡含量高，凝固点就高。

含水量

原油所含的明水的多少，含水量高首先是降低了原油的有效成分，其次大大提高一次加工的电脱盐的负荷，降低脱盐率，再次就是水分对初馏塔、常压塔、加热炉的操作也有严重影响

酸值

原油所含有机酸和无机酸的多少，酸值高的原油对一二次炼油加工设备管线有严重的腐蚀，并降低各馏分的质量，轻油必须经过注碱碱洗才能出厂。

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,.. 胶质沥青质

胶质和沥青质作为原油的非烃类化合物。胶质是指原油中分子量较大(300～1000)的含有氧、氮、硫等元素的多环芳香烃化合物，呈半固态分散状溶解于原油中。胶质易溶于石油醚、润滑油、汽油、氯仿等有机溶剂中。沥青质是一种高分子量(大于1000以上)具有多环结构的黑色固体物质，不溶于酒精和石油醚，易溶于苯、氯仿、二硫化碳。沥青质含量增高时，原油质量变坏。

微量金属、非金属含量

由于生产地地质条件的不同，原油含有微量的金属元素，包括钒、铁、镍、铜、铅等，非金属元素包括氯、硅、磷、砷等，这些金属元素虽然含量很少，但是对炼油生产影响极大

三.原油的评定与分类

原油种类繁多，成分复杂，分类方法也多种多样。

按组成分类：石蜡基原油、环烷基原油和中间基原油三类；

按硫含量分类：超低硫原油、低硫原油、含硫原油和高硫原油四类；

按比重分类：轻质原油、中质原油、重质原油以三类。

原油中的烃类成分主要分为烷烃、环烷烃、芳香烃。根据烃类成分的不同，可分为的石蜡基石油、环烷基石油和中间基石油三类。石蜡基石油含烷烃较多；环烷基石油含环烷烃、芳香烃较多；中间基石油介于二者之间。

关键馏分分类法：该方法能够较好反映出原油的化学组成特性。在原油简易蒸馏在常压下得到250~275℃馏分作为第一关键馏分，残油在40mmHg的真空度下减压蒸馏，切取275~300℃(相当于常压下的395~425℃）作为第二关键馏分。将分别测定上述两个关键馏分的密度对照关键馏分分类指标表：密度分类标准，决定两个关键馏分的属性，最后按照原油关键馏分分类表确定原油属于哪一类。

关键馏分分类指标表： .

,.. 关键馏分 石蜡基 中间基 环烷基

第一关键馏分 d<0.8210，API度>40,K>11.9 d=0.8210~0.8562,API度33~40，K11.5~11.9 d>0.8562,API度<33,K<11.5

第二关键馏分 d<0.8723，API度>30，K>12.2 D=0.8723~0.9305，API度20~30，K=11.5~12.2 d>0.9305，API度<20，K<11.5

按关键馏分的特性即特性因数K值，可大致将原油分为石蜡基原油、中间基原油和环烷基原油三大类。

原油关键馏分特性分类表：

序号 第一关键馏分属性 第二关键馏分属性 原油类别

1 石蜡基（P） 石蜡基（P） 石蜡基（P）

2 石蜡基（P） 中间基（I） 石蜡基-中间基（P）-（I）

3 中间基（I） 石蜡基（P） 中间基-石蜡基（I）-（P）

4 中间基（I） 中间基（I） 中间基（I）

5 中间基（I） 环烷基（N） 中间基-环烷基（I）-（N）

6 环烷基（N） 中间基（I） 环烷基-中间基（N）-（I)

7 环烷基（N） 环烷基（N） 环烷基（N）

商品分类法：国际原油市场对原油按照密度和硫含量分类并确定不同原油的价格。原油的密度低有较高的清油收率，而硫含量高则大大提高加工成本。

1.密度分类（20度相对密度）

轻质原油：API度>34；<0.852

中质原油：API度20~34；0.852~0.93

重质原油：API度<10~20；0.931~0.998

特稠原油：API度<10；>0.998

2.硫含量分类

低硫原油：硫含量<0.5% .

,.. 含硫原油：硫含量0.5%~2.0%

高硫原油：硫含量>2.0%

3.蜡含量分类

低蜡原油：蜡含量0.5%~2.5%

含蜡原油：2.5%~10%

高蜡原油：蜡含量>10%

石蜡基原油：是地址年代久远的原油，其特点烷烃含量高，环烷烃、芳香烃含量少，硫含量少，氮含量也不高，轻直馏产品不需要精制或者只需要简单精制，VGO是非常良好的催化料，VI高，也是生产基础油的重要原料，蜡含量高，适合用于生产石蜡，其轻馏分的饱和烷烃（正构烷烃）含量高，BMCI值低，是非常好的化工裂解原料，双烯收率高。减压渣油的残炭低，一般用于催化裂化的掺渣。

环烷基原油又称沥青基原油，是以含环烷烃较多的一种原油，是地址年代较为年轻的一种原油，环烷基原油所产的汽油辛烷值较高，柴油的十六烷值较低，润滑油馏分含蜡量少或几乎不含蜡、凝固点低，粘度指数较低，渣油中含沥青较多。环烷基原油虽然粘温性差，但低凝固点，可用来制备倾点要求很低而对粘温性要求不高的油品，如电器用油、冷冻机油等。 环烷基原油属稀缺资源，储量只占世界已探明石油储量的2.2%，被公认为生产电气绝缘油和橡胶油的优质资源。全球目前只有中国、美国和委内瑞拉等国家拥有环烷基原油资源，环烷基原油具有蜡含量低、酸值高、密度大、粘度大、胶质、残炭含量高以及金属含量高等特点，其裂解性能很差，很少作为催化原料，然而是生产沥青的优质原料。

含硫和高硫原油：以中东生产的原油为多，属于中间基原油，其特点是各个馏分的硫含量都很高，必须使用加氢精制的方法脱硫，柴油的收率高，十六烷值高，凝点低，适合生产优质柴油，减压渣油蜡含量低，饱和烃含量低，胶质和沥青质比较高，适合生产沥青。

四.原油的预处理（电脱盐）

预处理的目的 .

,.. 从地底油层中开采出来的石油都伴有水，这些水中都溶解有无机盐，如NACl、MgCl2、CaCl2等，在油田原油要经过脱水和稳定，可以把大部分水及水中的盐脱除，但仍有部分水不能脱除，因为这些水是以乳化状态存在于原油中，原油含水含盐给原油运输、贮存、加工和产品质量都会带来危害。

原油含水过多会造成蒸馏塔操作不稳定，严重时甚至造成冲塔事故，含水多增加了热能消耗，增大了冷却器的负荷和冷却水的消耗量。

原油中的盐类一般溶解在水中，这些盐类的存在对加工过程危害很大。主要表现在：

1、在换热器、加热炉中，随着水的蒸发，盐类沉积在管壁上形成盐垢，降低传热效率，增大流动压降，严重时甚至会堵塞管路导致停工。

2、造成设备腐蚀。CaCl2、MgCl2水解生成具有强腐蚀性的HCl：MgCl2+2H2O=Mg(OH)2+2HCl如果系统又有硫化物存在，则腐蚀会更严重:Fe+H2S=FeS+H2、FeS+2HCl=FeCl2+H2S

3、原油中的盐类在蒸馏时，大多残留在渣油和重馏分中，将会影响石油产品的质量。根据上述原因，目前国内外炼油厂要求在加工前，原油含水量达到0.1%～0.2%，含盐量<5毫克/升～10毫克/升。

基本原理

原油中的盐大部分溶于所含水中，故脱盐脱水是同时进行的。为了脱除悬浮在原油中的盐粒，在原油中注入一定量的新鲜水(注入量一般为5%)，充分混合，然后在破乳剂和高压电场的作用下，使微小水滴逐步聚集成较大水滴，借重力从油中沉降分离，达到脱盐脱水的目的，这通常称为电化学脱盐脱水过程。

原油乳化液通过高压电场时，在分散相水滴上形成感应电荷，带有正、负电荷的水滴在作定向位移时，相互碰撞而合成大水滴，加速沉降。水滴直径愈大，原油和水的相对密度差愈大，温度愈高，原油粘度愈小，沉降速度愈快。在这些因素中，水滴直径和油水相对密度差是关键，当水滴直径小到使其下降速度小于原油上升速度时，水滴就不能下沉，而随油上浮，达不到沉降分离的目的。

工艺过程

一次加工常减压一般采用两级脱盐脱水流程。原油自油罐抽出后，先与淡水、破乳剂按比例混合，经加热到规定温度，送入一级脱盐罐，一级电脱盐的脱.

,.. 盐率在90%～95%之间，在进入二级脱盐之前，仍需注入淡水，一级注水是为了溶解悬浮的盐粒，二级注水是为了增大原油中的水量，以增大水滴的偶极聚结力。

五.近年炼油分部处理的主要原油品种简述

沙特轻质原油

该原油密度0.8567，硫含量为2.04，API度32.9，K值：11.9，属于高硫中间基轻质原油，含无机盐低。各个馏分比较平均，适合单练，汽油组分BMCI：7.7，np为41%，是非常优秀的乙烯裂解原料，芳潜22.16，不适合作重整料，柴油馏分凝固点低，十六烷指数高，含硫高，为12000ppm左右，可以根据需要作为管调料或者加氢精制料，减压馏分油含硫高，可以作为蜡油加氢或者渣油加氢料，渣油含硫高，残炭20%，不适合做催化裂化料，可以作为渣油加氢掺合料，另外其针入度306，蜡含量2.8，也可以作为道路沥青掺合料。

伊朗轻质原油

该原油密度0.8541，含硫1.48，蜡含量8.24，k值：12，API度为34，属于含硫中间基轻质原油，含盐16.5，汽油馏分np30.19，ip33.6，BMCI14.3，芳潜为29.93，既适合乙烯裂解料，也适合重整原料的要求。煤油组分闪点为32，生产航煤时注意。柴油馏分硫含量1.0，十六烷56，凝固点-15,加氢后降低含硫量。减压馏分硫含量高，裂解性能中等，可以作为渣油价钱蜡油组分和加氢裂化料，渣油饱和烃含量为22.70%，芳烃含量为48.50%，胶质含量为22.36％，裂化性能较差，硫含量高，为4.27％，不能作催化料，可以作为渣油加氢料或焦化料。蜡含量为1.6，胶质沥青质高，延度>100cm，是生产沥青的优质原料。