⒉ 工业分类法
工业分类法又名商品分类法,是化学分类法的补充,在工业上有一定价值。工业分类的根据很多,如分别按密度、含硫量、含氧量、含蜡量和胶质量分类法等。世界各国没有统一的分类标准,下面的分类依据,可视为分类的参考标准。
国际石油市场上常用的计价标准是按比重指数API度分类和含硫量进行分类的其标准分别见表1-3和表1-4
按含氮量、含蜡量和含胶质量分类的标准列于表1-4.表中“分类标准”一栏中的数据分别表示相应分类根据,如含氮量等。
⒊ 我国原油分类标准
我国先采用关键馏分特性分类法和含硫量分类法相结合的分类方法。表1-5中列出了我国主要原油的2种分类情况,可见关键馏分特性分类法更为合理。
(2) 原油评定
对于新开采的原油,必须现在实验室进行一系列的分析、试验,习惯上称之为“原油评价”。通过各种实验、分析,我们取得了对原油性质的全面认识。 原油评价按其目的不同,大体上可分为三个层次: ⒈ 原油一般性质的简单评价
原油一般性质的简单评价,如密度、粘度、凝点含蜡量、沥青质、胶质、水分、含蜡量、灰分、机械杂质、元素分析、微量元素以及馏程等。简单评价的目的是初步确定原油性质和特点,适用于原油性质普查。 ⒉ 常规评价
除了原油一般性质外,还包括原油的实沸点蒸馏数据及窄馏分性质。常规评价为一般炼油厂提供设计数据。 ⒊ 综合评价
除了上述两项的内容外,还包括直馏产品的产率和性质。根据需要,也可增加某些馏分的化学组成,某些重馏分或渣油的二次加工性能等。原油的综合评定比较重要,因为它为综合性炼油厂提供设计数据。
原油的综合评价主要包括四部分内容: ① 原油的一般性质;
② 实沸点蒸馏所得原油馏分组成及馏分性质; ③ 各种馏分的化学组成;
④ 各种石油产品的潜含量及其使用性质。
根据不同的目的和需要,可以选择不同的评价内容以及具体的测量项目。通常,在取得详细原油性质数据的基础上,还需对该原油的加工方案提出建议。 ⑶ 原油加工方案的确定
原油特性确定以后,根据目的产品的不同,原油加工方案大体可分为三种基本类型: 燃料型——主要产品是用作燃料的石油产品。除了生产部分重油燃料油外,减压馏分油和减压渣油通过各种轻质化过程转化为各种轻质燃料。 燃料—润滑型——除了生产用作燃料的石油产品外,部分或大部分减压馏分和减压渣油还被用于生产各种润滑油产品。
燃料—化工型——除了生产燃料产品外,还生产化工原料及化工产品,例如某些烯烃、芳烃、聚合物的单体等。这种加工方案体现了充分利用石油资源的要求,也是提高炼厂经济效益的重要途径,是石油加工方案的发展方向。
最后,我们再将原油加工方案的确定做一汇总,总结出它的一般确定原则。原油加工方案确定原则:
根据原油特性制定合理的加工方案;
根据国民经济发展和市场要求,对产品品种、质量、数量等提出要求; 尽量采用先进技术和加工方法。 ⑷ 原油特性——加工工艺
原油特性主导着我们加工方案的制定。根据原油的特性进行分类,对于原油的输送、储存、加工和销售都很重要。那么在一个具体的加工方案中,通过分析、试验获得的原油特性对炼油工艺的优化又有怎样的影响? 1.原油特性与工艺流程
原油特性决定了原油通过炼油工艺能生产什么品种的产品和所生产产品的特点以及整个生产过程的生产特点。产品特点和生产特点能够指导我们制定合理的工艺流程。我们可以科学的增加、加强或去掉、减弱工艺流程中相应的加工工艺。以单元为基础整饰地进入整个加工工艺,从而使加工工艺更加系统化。 2.原油特性与保护工艺
对原油特性分析制定工艺流程我们能够更好地把握生产特点,以致改善产品特性。通过原油的特性分析,我们也能做到对工艺的保护。这里的保护工艺主要是加工工艺的工艺条件、工艺设备和环境的保护。 ①保护工艺条件
保护工艺条件主要是指消除一切由原油特性所导致的加工问题。比如原油粘度大,难输送;原油含有重金属在加工工艺中导致催化剂中毒等。 ②保护工艺设备
保护工艺设备主要指加工设备的防腐。 ③环境保护
消除一切可消除的环境污染问题。 ⑸ 以大庆原油为例
大庆油田的原油约占全国原油产量的40%以上,是产量最大的油田。我们这里主要从原油特性的角度来讨论如何选择大庆原油的加工方案。 1.主要特点(根据原油评价结果) 含蜡量高(26%~30%),凝点高(约30℃),硫含量低(0.10%),金属含量低(Ni:2ppm,V<0.1ppm),正庚烷沥青含量低(接近于0),特性因数K=12.5~12.6,属于典型的低硫石蜡基原油。
2.其主要的直馏馏分的性质特点
⑴200℃以前的馏分占原油的10.0%~11.3%。直馏汽油的收率和辛烷值都较低(ON≈37),但汽油的感铅性好,应通过催化重整来提高汽油的的辛烷值或生产芳烃,但芳烃潜量低。也可以将直馏汽油用来生产溶剂油,或作为制取乙烯的原料。
⑵煤油馏分(200~300℃),收率为20%(W)左右。航空煤油密度小,结晶点高,通过精制只能符合2#喷气燃料的规格要求;另外,直馏180~300Z℃馏分芳烃少,无烟火焰高度大,含硫少,精制后可以生产高质量灯用煤油。柴油馏分的柴油指数一般〉70,具有良好的燃烧性能。但其收率受凝点限制。煤油—柴油宽馏分由于含烷烃多,BMCI较少,是制乙烯的良好裂解原料。
⑶减压蜡油馏分(250~500℃)收率为26%(W)左右。其润滑油潜含量(烷烃+环烷烃+轻芳烃)约占原油的15%,而黏度指数可达90~120,是生产润滑油的好材料。VGO饱和分含量高,残炭值低,含金属量低,是催化裂解的好原料,生产轻质油。 ⑷〉500℃的减压渣油(VR),收率为43%(W)左右,Ni:10ppm,V:0.5PPM左右,残炭为8.8%。含S低,沥青质、重金属含量低,残炭值较低,而饱和分含量较高,因此大部分可以掺入
VGO作为催化裂解的原料。由于渣油含量沥青质和胶质含量较少而蜡含量较高,难以生产高质量的沥青产品。 根据上述评价结果,大庆原油的加工方案采用燃料—润滑油型加工方案最为理想,或者采用燃料—润滑油—化工型方案。图1-2为大庆原油的燃料—润滑油加工方案。
(二)化工设备与炼油工艺优化
化工生产是以气体、液体、粉体等流动性物料为原料,经过各种工艺过程的加工得到不同类型产品的过程工业。
化工生产离不开化工设备,化工设备是化工生产必不可少的物质基础,是生产力的主要因素之一,是化工产品质量保证体系的重要组成部分。炼油就是通过各种工艺生产石油产品和石油化工生产的化工生产过程。如此,化工设备就能很有影响的优化我们的炼油工艺。要从设备角度做到炼油工艺工艺的优化,我们必须把对设备的思考带入工艺。让设备高效生产物质,让设备完美应用物性。 (1)化工生产与化工设备
化工生产过程复杂、工艺条件苛刻,介质大多易燃、易爆、有毒、腐蚀性强,加之生产装置大型化、生产过程具有连续性和自动化程度高等特点。因此要求化工设备即能满足工艺过程的要求,又要能安全可靠地运行,同时还应具有较高的技术经济指标及便于操作和维护的特点。
1.工艺性能要求
化工生产是为化工工艺服务的,所以从结构型式和性能特点上应能在指定的生产条件下完成指定的生产任务。首先应达到1工艺指标,如反应设备的反应速度、换热设备的传热量、塔设备的传质效率、储存设备的储存量等;其次还应有较高的生产效率和较低的资源消耗,化工设备的生产效率是用单位时间内单位体积所完成任务来衡量的,如换热设备在短时间内单位传热面积上的传热量、反应设备在单位时间容积内的产品数量等。资源消耗是指生产单位质量或体积产品所需的原料、燃料、电能等。