化学工程与工艺专业实验 原油及其各馏分的性能评价 西安石油大学 化学化工学院化工系
化学工程与工艺专业实验 原油及其各馏分的性能评价 西安石油大学 化学化工学院化工系
目 录 原油及其各馏分的性能评价实验… 1概说… 2实验内容说明 3实验方法与步骤 4实验报告的撰写 附录1原油评价方法 1.1原油评价的内容 12原油的分类 13原油的取样和脱水 233689 14原油一般性质的测定 15原油评价数据表 附录2石油和石油产品试验方法 15 实验一原油蒸馏试验…… 实验二石油产品馏程的测定 30 实验三石油产品闪点的测定(闭口杯法) 实验四石油产品运动粘度的测定 实验五石油馏分油催化裂化
目 录 原油及其各馏分的性能评价实验.................................................................................................1 1 概说......................................................................................................................................1 2 实验内容说明......................................................................................................................1 3 实验方法与步骤..................................................................................................................1 4 实验报告的撰写..................................................................................................................2 附录 1 原油评价方法..................................................................................................................3 1.1 原油评价的内容.............................................................................................................3 1.2 原油的分类.....................................................................................................................6 1.3 原油的取样和脱水.........................................................................................................8 1.4 原油一般性质的测定.....................................................................................................9 1.5 原油评价数据表...........................................................................................................10 附录 2 石油和石油产品试验方法............................................................................................15 实验一 原油蒸馏试验........................................................................................................15 实验二 石油产品馏程的测定............................................................................................30 实验三 石油产品闪点的测定（闭口杯法）....................................................................36 实验四 石油产品运动粘度的测定....................................................................................39 实验五 石油馏分油催化裂化............................................................................................44
原油及其各馏分的性能评价实验 1概说 石油是一种不可再生的能源,随着石油资源的日趋紧张,提高石油资源的利用率是一个亟待解决的 问题。不同油田生产的各种原油,性质差别可能很大,即使同一油田生产的原油,由于油井、采油层位 以及开采时期不同,原油的性质也是不同的,这就导致了不同炼油厂其原油加工方案可能各不相同,即 使同一个炼油厂,在不同时期其原油的生产方案也会有较大变化。为了合理利用石油资源,满足各类型 炼油厂和石油化工厂的设计和加工的需要,必须对原油进行大量系统的评价工作,以便针对原油性质的 变化来调整生产、输送和加工的方案。 在实验室采用规定的分离和分析方法,全面地测定原油的性质及其可能得到的成品或半成品的性质 和收率,这项工作称为原油评价。通过原油评价,可以对原油性质有全面的了解,并可据此选择适当的 加工方法及产品方案,使原油得到合理利用。例如低硫石蜡基原油的重馏分适合生卢高粘度指数的润滑 油;环烷基原油的凝点较低,适合生产低凝点的油品及道路沥青等等。 本综合性实验的目的是在学习完相关专业方向课程的基础上,通过本综合实验的训练,使学生能根 据实验数据分析和掌握不同原油及其各直馏馏分各种性质(包括实沸点蒸馏、恩氏蒸馏、密度、粘度、 闪点及其各馏分的裂解性能等),撰写简单的原油评价报告,为今后在实际生产或工艺设计中能根据不 同原油及生产要求来制定合理的原油加工方案奠定基础。同时,通过本综合实验的训练,加深对专业理 论概念的理解,培养石油及其产品规格试验标准化的概念,进一步锻炼动手能力及掌握常用仪器仪表和 设备的使用方法。 2实验内容说明 原油的综合评价是一项非常繁杂的工作,它所涉及的实验项目很多,实验工作量很大,同时只有通 过对大量的实验数据进行科学、合理的分析处理,才能得到比较可靠的原油评价结果。原油评价的具体 方法详见附录1。 由于本实验课程的学时非常有限,本综合性实验仅选取了原油评价过程中比较典型的几项实验内容 为例供同学们动手操作,这些实验项目包括原油实沸点蒸馏、石油产品馏程的测定、石油产品闪点的测 定、石油产品运动粘度的测定、石油馏分油催化裂化等共5项。通过首先阅读自学附录1中的“原油评 价方法”,然后进行上述5个实验项目的操作训练,可使同学们了解原油评价的全过程,熟悉原油评价 方法,初步掌握石油及其产品规格试验标准化的概念和相关方法 3实验方法与步骤 (1)实验分组 本综合性实验是一个由多人合作才能完成的实验项目,因此实验前应先进行分组 分组方法:将所有学生分为若干个大组,每个大组约6~12人;将每个大组再分为3个小组,每个 小组最少2名学生,最多不超过4名学生。本综合性实验是由一个大组共同来完成的 (2)实验方法与步骤 每一大组学生依次按规定的方法、步骤和要求完成本综合性实验。下面以一个大组为例说明本综合 性实验的方法与步骤。 ①实验一:原油实沸点蒸馏
— 1 — 原油及其各馏分的性能评价实验 1 概说 石油是一种不可再生的能源，随着石油资源的日趋紧张，提高石油资源的利用率是一个亟待解决的 问题。不同油田生产的各种原油，性质差别可能很大，即使同一油田生产的原油，由于油井、采油层位 以及开采时期不同，原油的性质也是不同的，这就导致了不同炼油厂其原油加工方案可能各不相同，即 使同一个炼油厂，在不同时期其原油的生产方案也会有较大变化。为了合理利用石油资源，满足各类型 炼油厂和石油化工厂的设计和加工的需要，必须对原油进行大量系统的评价工作，以便针对原油性质的 变化来调整生产、输送和加工的方案。 在实验室采用规定的分离和分析方法，全面地测定原油的性质及其可能得到的成品或半成品的性质 和收率，这项工作称为原油评价。通过原油评价，可以对原油性质有全面的了解，并可据此选择适当的 加工方法及产品方案，使原油得到合理利用。例如低硫石蜡基原油的重馏分适合生卢高粘度指数的润滑 油；环烷基原油的凝点较低，适合生产低凝点的油品及道路沥青等等。 本综合性实验的目的是在学习完相关专业方向课程的基础上，通过本综合实验的训练，使学生能根 据实验数据分析和掌握不同原油及其各直馏馏分各种性质（包括实沸点蒸馏、恩氏蒸馏、密度、粘度、 闪点及其各馏分的裂解性能等），撰写简单的原油评价报告，为今后在实际生产或工艺设计中能根据不 同原油及生产要求来制定合理的原油加工方案奠定基础。同时，通过本综合实验的训练，加深对专业理 论概念的理解，培养石油及其产品规格试验标准化的概念，进一步锻炼动手能力及掌握常用仪器仪表和 设备的使用方法。 2 实验内容说明 原油的综合评价是一项非常繁杂的工作，它所涉及的实验项目很多，实验工作量很大，同时只有通 过对大量的实验数据进行科学、合理的分析处理，才能得到比较可靠的原油评价结果。原油评价的具体 方法详见附录 1。 由于本实验课程的学时非常有限，本综合性实验仅选取了原油评价过程中比较典型的几项实验内容 为例供同学们动手操作，这些实验项目包括原油实沸点蒸馏、石油产品馏程的测定、石油产品闪点的测 定、石油产品运动粘度的测定、石油馏分油催化裂化等共 5 项。通过首先阅读自学附录 1 中的“原油评 价方法”，然后进行上述 5 个实验项目的操作训练，可使同学们了解原油评价的全过程，熟悉原油评价 方法，初步掌握石油及其产品规格试验标准化的概念和相关方法。 3 实验方法与步骤 （1）实验分组 本综合性实验是一个由多人合作才能完成的实验项目，因此实验前应先进行分组。 分组方法：将所有学生分为若干个大组，每个大组约 6~12 人；将每个大组再分为 3 个小组，每个 小组最少 2 名学生，最多不超过 4 名学生。本综合性实验是由一个大组共同来完成的。 （2）实验方法与步骤 每一大组学生依次按规定的方法、步骤和要求完成本综合性实验。下面以一个大组为例说明本综合 性实验的方法与步骤。 ① 实验一：原油实沸点蒸馏
实验方法与步骤 ⅰ本大组按每10℃一个窄馏分进行原油的实沸点蒸馏实验,具体的实验方法与步骤详见附录2实验 并按要求撰写本次实验报告 注意:每组只进行实沸点蒸馏的常压蒸馏部分,减压蒸馏部分为演示性实验。 ⅱi将实沸点蒸馏得到的窄馏分按各馏分的馏出比例混合得到下表所列沸程的各直馏馏分。这些直馏 馏分A、B、C则分别作为三个小组进行后续实验的原料 实沸点蒸馏所得各直馏馏分的沸程(℃) 馏分名称 馏分A 馏分B 馏分C 汽油馏分 IBP.120 IBPx145 煤油馏分 140~240 柴油馏分 180~250 180~300 180~350 减压馏分 350~400 400~450 450~500 注意:本步骤由指导教师给学生演示来完成。 ②后续实验 实验二:石油产品馏程的测定 各小组分别以实沸点蒸馏实验得到的A、B、C三个汽油馏分为原料进行实验,实验方法与步骤详 见附录2实验二,并按要求撰写本次实验报告 实验三:石油产品闪点的测定 各小组分别以实沸点蒸馏实验得到的A、B、C三个柴油馏分为原料进行实验,实验方法与步骤详 见附录2实验三,并按要求撰写本次实验报告 实验四:石油产品运动粘度的测定 各小组分别以实沸点蒸馏实验得到的A、B、C三个减压馏分为原料进行实验,实验方法与步骤详 见附录2实验四,并按要求撰写本次实验报告。 实验五:石油馏分油催化裂化 本大组以实沸点蒸馏实验得到的煤油馏分为原料进行实验,实验方法与步骤详见附录2实验五,并 按要求撰写本次实验报告。 4实验报告的撰写 每名学生应综合本大组及各小组得到的所有实验数据,结合指导教师给出的原油及其各馏分的其它 评价数据,撰写一个简单的原油评价报告。报告内容主要应包括原油的一般性质分析,各直馏馏分的收 率、性质特点以及进一步的加工方向等
— 2 — 实验方法与步骤： i 本大组按每 10℃一个窄馏分进行原油的实沸点蒸馏实验，具体的实验方法与步骤详见附录 2 实验 一，并按要求撰写本次实验报告。 注意：每组只进行实沸点蒸馏的常压蒸馏部分，减压蒸馏部分为演示性实验。 ii 将实沸点蒸馏得到的窄馏分按各馏分的馏出比例混合得到下表所列沸程的各直馏馏分。这些直馏 馏分 A、B、C 则分别作为三个小组进行后续实验的原料。 实沸点蒸馏所得各直馏馏分的沸程（℃） 馏分名称 馏分 A 馏分 B 馏分 C 汽油馏分 IBP~120 IBP~145 IBP~180 煤油馏分 140~240 柴油馏分 180~250 180~300 180~350 减压馏分 350~400 400~450 450~500 注意：本步骤由指导教师给学生演示来完成。 ② 后续实验 实验二：石油产品馏程的测定 各小组分别以实沸点蒸馏实验得到的 A、B、C 三个汽油馏分为原料进行实验，实验方法与步骤详 见附录 2 实验二，并按要求撰写本次实验报告。 实验三：石油产品闪点的测定 各小组分别以实沸点蒸馏实验得到的 A、B、C 三个柴油馏分为原料进行实验，实验方法与步骤详 见附录 2 实验三，并按要求撰写本次实验报告。 实验四：石油产品运动粘度的测定 各小组分别以实沸点蒸馏实验得到的 A、B、C 三个减压馏分为原料进行实验，实验方法与步骤详 见附录 2 实验四，并按要求撰写本次实验报告。 实验五：石油馏分油催化裂化 本大组以实沸点蒸馏实验得到的煤油馏分为原料进行实验，实验方法与步骤详见附录 2 实验五，并 按要求撰写本次实验报告。 4 实验报告的撰写 每名学生应综合本大组及各小组得到的所有实验数据，结合指导教师给出的原油及其各馏分的其它 评价数据，撰写一个简单的原油评价报告。报告内容主要应包括原油的一般性质分析，各直馏馏分的收 率、性质特点以及进一步的加工方向等
附录1原油评价方法 石油化学工业近年发展较快,主要前提是石油工业的发展。随着勘探开发技术的进步,不同油田所 生产的各种原油,性质差别很大,有相当一部分为稠油或重质原油,并混输进入各炼油厂,以致某些炼 油厂加工的原油性质变化较大。为了合理利用石油资源,配合各类型炼油厂和石油化工厂的设计和加工 的需要,必须进行大量的原油评价工作。 原油评价,一般是指在实验室采用蒸馏和分析方法来全面掌握原油性质,以及可能得到的产品和半 产品的收率和其一些基本性质。通过对原油评价结果的分析,判断原油加工所适宜的产品方案和有效加 工手段,以取得最佳的经济效益 本章所参照的石油化工科学研究院1973年编写的《原油评价方法》和中国石油化工总公司原油科 技情报站1988年《原油评价方法》修订版等,是我国原油评价的统一方法。随着炼油工艺的不断发 展和现代仪器分析方法的不断进步,原油评价的内容和手段亦将不断得到补充和发展。关于近代物理分 析方法在石油工业中的应用可参考有关文献阿。 11原油评价的内容 为适应不同需要,把原油评价方案分为下列4类 原油性质分析 目的:在油田勘探开发过程中,及时了解单井、不同层位、集油站、油井及进厂原油的一般性质 以掌握原油性质变化的规律和油田发展的动态。 内容:对未脱水的原油首先分析水分、盐含量。对含水量低于0.5%质量分数)的原油,分析内容 是:密度(20℃)、运动粘度(50℃、π0℃)、疑点或倾点、残炭、硫、氮、酸值、灰分、金属镍、钒及馏 程。并根据需要,分析蜡含量、沥青质、胶质及本单位认为有必要的其他项目。 需要油样数量:1-2L 、原油的简单评价 目的:初步确定原油的类型和特征,以用于原油的普查,尤其对地质构造复杂、原油性质变化较大 的产油区,为不同类型的原油合理利用,进一步达到分输、分炼提供依据 内容: 1.原油性质分析见“一”。 2.原油简易蒸馏:以300mL的样品,一般切取相隔25℃或50℃的馏分,计算收率,测定密度、 粘度、凝点、苯胺点,计算特性因数、相关指数。由250-275℃和395~425℃两个关键馏分的密度确定 原油的基属 需要油样数量:2~4L。 三、原油的基本评价 目的:为一般炼厂的设计提供数据,或服务于各炼厂进厂原油每半年或一季度的原油评价 1.原油性质除“-”项分析外,还应加上蜡含量、胶质、沥青质含量及原油基属的确定。 2.原油实沸点蒸馏:按温度切取每20—-30℃间隔的馏分和>500℃的渣油并对其性质进行分析,然 后将所得窄馏分性质数据绘成曲线,将分析数据以表格方式表示
— 3 — 附录 1 原油评价方法 石油化学工业近年发展较快，主要前提是石油工业的发展。随着勘探开发技术的进步，不同油田所 生产的各种原油，性质差别很大，有相当一部分为稠油或重质原油，并混输进入各炼油厂，以致某些炼 油厂加工的原油性质变化较大。为了合理利用石油资源，配合各类型炼油厂和石油化工厂的设计和加工 的需要，必须进行大量的原油评价工作。 原油评价，一般是指在实验室采用蒸馏和分析方法来全面掌握原油性质，以及可能得到的产品和半 产品的收率和其一些基本性质。通过对原油评价结果的分析，判断原油加工所适宜的产品方案和有效加 工手段，以取得最佳的经济效益。 本章所参照的石油化工科学研究院 1973 年编写的《原油评价方法》和中国石油化工总公司原油科 技情报站 1988 年《原油评价方法》修订版等[1~5]，是我国原油评价的统一方法。随着炼油工艺的不断发 展和现代仪器分析方法的不断进步，原油评价的内容和手段亦将不断得到补充和发展。关于近代物理分 析方法在石油工业中的应用可参考有关文献[6]。 1.1 原油评价的内容 为适应不同需要，把原油评价方案分为下列 4 类： 一、原油性质分析 目的：在油田勘探开发过程中，及时了解单井、不同层位、集油站、油井及进厂原油的一般性质， 以掌握原油性质变化的规律和油田发展的动态。 内容：对未脱水的原油首先分析水分、盐含量。对含水量低于 0.5%(质量分数)的原油，分析内容 是：密度(20 ) ℃ 、运动粘度(50℃、70 ) ℃ 、疑点或倾点、残炭、硫、氮、酸值、灰分、金属镍、钒及馏 程。并根据需要，分析蜡含量、沥青质、胶质及本单位认为有必要的其他项目。 需要油样数量：1—2L。 二、原油的简单评价 目的：初步确定原油的类型和特征，以用于原油的普查，尤其对地质构造复杂、原油性质变化较大 的产油区，为不同类型的原油合理利用，进一步达到分输、分炼提供依据。 内容： 1．原油性质分析见“一”。 2．原油简易蒸馏：以 300mL 的样品，一般切取相隔 25℃或 50℃的馏分，计算收率，测定密度、 粘度、凝点、苯胺点，计算特性因数、相关指数。由 250~275℃和 395~425℃两个关键馏分的密度确定 原油的基属。 需要油样数量：2~4 L。 三、原油的基本评价 目的：为一般炼厂的设计提供数据，或服务于各炼厂进厂原油每半年或一季度的原油评价。 内容： 1．原油性质除“一”项分析外，还应加上蜡含量、胶质、沥青质含量及原油基属的确定。 2．原油实沸点蒸馏：按温度切取每 20—30℃间隔的馏分和>500℃的渣油并对其性质进行分析，然 后将所得窄馏分性质数据绘成曲线，将分析数据以表格方式表示
切取的每20℃或30℃间隔的窄馏分,主要分析密度、运动粘度(20℃、50℃、100℃)、疑点、苯胺 点、酸度或酸值、硫含量、折光指数,并计算各窄馏分的特性因数、相关指数等。 3.各炼油厂的每半年或一季度的原油评价内容,除原油实沸点蒸馏外,350℃的馏 分每50℃间隔切割一个馏分,到500℃或520℃为止。具体切割温度如下 初馏~60℃、60~130℃(或者~145℃、~165℃、~180℃)、130-140℃、140~190℃、190-240℃ 240~300℃、300~350℃、350~400℃、400~450℃、450~500℃、500~520℃ 和>500℃或>520℃ 4.由原油实沸点蒸馏曲线查出每10℃馏分的收率,列表 5.宽、窄馏分的性质分析内容见表1-1-1。 表1-1-1原油评价的基本内容 350 沸点范围℃初馏140101902403001350400450500 分析项目 14010923012403030-401450so0或50130 收率/xl02 密度/gcm 凝点/℃ 运动粘度/(mm2s)(-40℃) 馏程/℃ 腐蚀(铜片) 酸度/ meKon0omL) 酸值( mekoN/g) W残炭 苯胺点/℃ 柴油指数 数 折光指数n2(或n2) 相对分子质量 结晶点/℃ 芳烃 碘值/gl/l00g) 续表1-1-1
— 4 — 切取的每 20℃或 30℃间隔的窄馏分，主要分析密度、运动粘度(20℃、50℃、100 ) ℃ 、疑点、苯胺 点、酸度或酸值、硫含量、折光指数，并计算各窄馏分的特性因数、相关指数等。 3．各炼油厂的每半年或一季度的原油评价内容，除原油实沸点蒸馏外，350℃的馏 分每 50℃间隔切割一个馏分，到 500℃或 520℃为止。具体切割温度如下： 初馏~60℃、60~130 ( ℃ 或者~145℃、~165℃、~180 ) ℃ 、130~140℃、140~190℃、190~240℃、 240~300℃、300~350℃、350~400℃、400~450℃、450~500℃、500~520℃ 和>500℃或>520℃。 4．由原油实沸点蒸馏曲线查出每 10℃馏分的收率，列表。 5．宽、窄馏分的性质分析内容见表 1-1-1。 表 1-1-1 原油评价的基本内容 沸点范围℃ 分析项目 初馏 ~ 140 140 ~ 190 130~ 230 190 ~ 240 240 ~ 300 300 ~ 350 350 ~400 400 ~ 450 450 ~ 500 500 ~ 520 350 ~ 500 或 520 > 500 > 350 收率/w×l02 * * * * * * * * * * * * * 密度/g⋅cm * * * * * * * * * * * * * -3 (20 ) ℃ (70 ) ℃ * * * * * * * 凝点/℃ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 运动粘度/(mm2 ⋅s -1) (-40 ) ℃ (20 ) ℃ (50 ) ℃ (80 ) ℃ (100 ) ℃ * * 馏程/℃ * * * * * * * * * * * 腐蚀(铜片) * * * * * * 酸度/(mgKOH/100mL) * * * * * * 酸值/(mgKOH/g) * * * * * * * w 硫×102 * * * * * * * * * * * w 氮×102 * * * * * * w 残炭×102 * * * 苯胺点/℃ * * * * * * 柴油指数 * * * 十六烷指数 * * * 折光指数 n 70 D （或 n 20 D ） * * * * * * * * * * 相对分子质量 * * * * * * * 结晶点/℃ * w 芳烃×102 * 碘值/(gI/100g) * w 沥青质×102 * w 碳×102 * * w 氢×102 * * 续表 1-1-1
金属含量/h×0°Fe 软化点/℃ 针人度/0.1mm 延度/cm 结构族组成wcn×102 相关指数 特性因数 四、原油的综合评价 目的:为石油化工型加工厂提供拟定生产方案的参考数据,为新区拟定原油资源合理利用方案提 供依据 1.原油性质分析 密度(20℃)、运动粘度(50℃、70℃)、凝点或倾点、硫及氮含量、含盐量、酸值、残炭,蜡、胶质 沥青质含量,金属(Fe、Ni、V、Pb、As)含量,闪点及原油基属的确定 2.原油实沸点蒸馏及窄馏分性质的分析 密度、运动粘度(20℃、50℃、100℃)、凝点、轻质馏分的酸度、重质馏分的酸值、苯胺点(柴油 馏分,硫及氮含量,折光指数(n或nD)、柴油指数,十六烷指数、粘重常数、相关指数、特性因数。 3.计算每10℃馏分的质量和体积收率。 4.分析2~3个汽油馏分及重整原料的性质(宽、窄馏分) 密度、馏程、酸度、辛烷值、硫含量和铜片腐蚀等。 5.分析1~2个喷气燃料的性质 密度、运动粘度(20℃、-40℃)、结晶点、酸度、馏程、芳烃含量、碘值、铜片腐蚀、烟点、辉光 值、硫含量。 6.分析两个以上的煤、柴油馏分的性质 密度、运动粘度(20℃)、馏程、苯胺点、凝点、浊点、硫含量、无烟火焰高度、柴油指数、十六烷 指数 7.350~500℃C(或~520℃)之间每一馏分性质的分析 密度(20℃、70℃)、运动粘度(40℃或50℃、100℃)、凝点、折光指数(n、n)、相对分子质量 残炭,硫、氮、碳、氢含量,计算结构族组成、特性因数、相关指数 8.350~500℃(或~520℃)宽馏分性质的分析 密度、运动粘度(80℃、100℃)、疑点、残炭、折光指数、相对分子质量,硫、氮含量,馏程,计 算结构族组成、相关指数、特性因数,金属(Ni、V)含量
— 5 — 金属含量/w×l06 Fe * * * Ni * * * Cu * * * V * * * Pb * * * Na * * 软化点/℃ * 针人度/0.1 mm * 延度/cm * 结构族组成 wCp×102 * * * * * wCN×102 * * * * * wCA×102 * * * * * RA * * * * * RN * * * * * 相关指数 * * * * * * * * * * 特性因数 * * * * * * * * * * 四、原油的综合评价 目的：为石油化工型加工厂提供拟定生产方案的参考数据，为新区拟定原油资源合理利用方案提 供依据。 1．原油性质分析 密度(20 ) ℃ 、运动粘度(50℃、70 ) ℃ 、凝点或倾点、硫及氮含量、含盐量、酸值、残炭，蜡、胶质、 沥青质含量，金属(Fe、Ni、V、Pb、As)含量，闪点及原油基属的确定。 2．原油实沸点蒸馏及窄馏分性质的分析 密度、运动粘度(20℃、50℃、100 ) ℃ 、凝点、轻质馏分的酸度、重质馏分的酸值、苯胺点 (柴油 馏分)，硫及氮含量，折光指数(n 20 D 或 n 70 D )、柴油指数，十六烷指数、粘重常数、相关指数、特性因数。 3．计算每 10℃馏分的质量和体积收率。 4．分析 2~3 个汽油馏分及重整原料的性质(宽、窄馏分) 密度、馏程、酸度、辛烷值、硫含量和铜片腐蚀等。 5．分析 1~2 个喷气燃料的性质 密度、运动粘度(20℃、-40 ) ℃ 、结晶点、酸度、馏程、芳烃含量、碘值、铜片腐蚀、烟点、辉光 值、硫含量。 6．分析两个以上的煤、柴油馏分的性质 密度、运动粘度(20 ) ℃ 、馏程、苯胺点、凝点、浊点、硫含量、无烟火焰高度、柴油指数、十六烷 指数。 7．350~500 ( ℃ 或~520 ) ℃ 之间每一馏分性质的分析 密度(20℃、70 ) ℃ 、运动粘度(40℃或 50℃、100 ) ℃ 、凝点、折光指数(n 20 D 、n 70 D )、相对分子质量、 残炭，硫、氮、碳、氢含量，计算结构族组成、特性因数、相关指数。 8．350~500 ( ℃ 或~520 ) ℃ 宽馏分性质的分析 密度、运动粘度(80℃、100 ) ℃ 、疑点、残炭、折光指数、相对分子质量，硫、氮含量，馏程，计 算结构族组成、相关指数、特性因数，金属(Ni、V)含量
9.重油(>350℃或>370℃)及渣油(>500℃或>520℃性质的分析 密度、运动粘度(80℃、100℃)、凝点、残炭,碳、氢、硫、氮含量,相对分子质量、四组分分析、 金属(Ni、Ⅴ、h、Cu、Pb)含量。根据密度法计算结构参数,并根据原油的特点开展沥青方面的硏究工 作 10.350~400℃、400~-450℃、450~500℃、500~520℃馏分,进行-15℃脱蜡,并进行脱蜡油性质的 分析。 分析内容为密度、运动粘度(40℃、100℃)、凝点、折光指数(nD),相对分子质量,计算粘度指数、 粘重常数、结构族组成 另外,需要补充的是,关于原油中各馏分的组成分析未列要求,根据各单位具体分析手段而定。 上述仅为一个基本内容,在实际工作中,可根据具体情况增加或减少。例如第7项可选择作为裂解原料 或润滑油分析之用,第10项是专为考察脱蜡后润滑油性质而提出的,没有这些要求时,可以不做。但 是当原油适合生产液蜡或石蜡时,就需要另外增加一些分析内容。 12原油的分类 石油的组成极为复杂,对原油确切分类是很困难的。概括来说,原油可按地质、化学、物理及工 业的观点来区分,一般倾向于石油的化学分类。原油的化学分类中,有特性因数(K值)分类、关键馏分 特性分类、相关指数( Correlation index)分类、原油指数( Crude oil index)分类及结构族组成分类法等。其 中以前两种分类法应用较广泛 、特性因数分类法 特性因数K的确定方法与窄馏分的K的确定方法相同。原油按其K值大小分为石蜡基(K>12.1) 中间基K=115-12.1)和环烷基(K=10.5-115)三类。 二、关键馏分特性分类法 用汉柏( Hempel)的半精馏装置,在常压下蒸得250-275℃的馏分为第一关键馏分,残油用不带填料 的蒸馏瓶,在40mm汞柱的压力下减压蒸馏取275-300℃馏分(常压下为395~425℃)为第二关键馏分。 测定以上两个关键馏分的密度,对照表1-2-1所列密度,决定两个关键馏分的基属。最后按照表1-2-2 确定该油的类别。 关键馏分的取得,根据我国原油的特点,按第五节简易蒸馏或实沸点蒸馏得到的250-275℃和 395~425℃馏分分别作为第一和第二关键馏分。 表1-21关键馏分分类的指标 关键馏分 石蜡基 中间基 环烷基 第一关键馏分 p20在0.8207g/m以下p20在0.8207-0.8560gm3之间p20在0.8560gm3以上 比重指数(APl)>40 比重指数(AP)33~40 (轻油部分) 比重指数(APl)1.9) (K值11.5~119) (K值30 比重指数(AP)20~30 比重指数(AP)122) (K值11 (K值<115) 表中括号内的K值根据关键馏分的中沸点和比重指数查图而得,以便比较,不是分类指标
— 6 — 9．重油(>350℃或>370 ) ℃ 及渣油(>500℃或>520 ) ℃ 性质的分析 密度、运动粘度(80℃、100 ) ℃ 、凝点、残炭，碳、氢、硫、氮含量，相对分子质量、四组分分析、 金属(Ni、V、h、Cu、Pb)含量。根据密度法计算结构参数，并根据原油的特点开展沥青方面的研究工 作。 10．350~400℃、400~450℃、450~500℃、500~520℃馏分，进行-15℃脱蜡，并进行脱蜡油性质的 分析。 分析内容为密度、运动粘度(40℃、100 ) ℃ 、凝点、折光指数(n 20 D )，相对分子质量，计算粘度指数、 粘重常数、结构族组成。 另外，需要补充的是，关于原油中各馏分的组成分析未列要求，根据各单位具体分析手段而定。 上述仅为一个基本内容，在实际工作中，可根据具体情况增加或减少。例如第 7 项可选择作为裂解原料 或润滑油分析之用，第 10 项是专为考察脱蜡后润滑油性质而提出的，没有这些要求时，可以不做。但 是当原油适合生产液蜡或石蜡时，就需要另外增加一些分析内容。 1.2 原油的分类 石油的组成极为复杂，对原油确切分类是很困难的。概括来说，原油可按地质、化学、物理及工 业的观点来区分，一般倾向于石油的化学分类。原油的化学分类中，有特性因数(K 值)分类、关键馏分 特性分类、相关指数(Correlation index)分类、原油指数(Crude oil index)分类及结构族组成分类法等。其 中以前两种分类法应用较广泛。 一、特性因数分类法 特性因数 K 的确定方法与窄馏分的 K 的确定方法相同。原油按其 K 值大小分为石蜡基 (K>12．1)、 中间基(K=11.5~12.1)和环烷基(K=10.5~11.5)三类。 二、关键馏分特性分类法 用汉柏(Hempel)的半精馏装置，在常压下蒸得 250~275℃的馏分为第一关键馏分，残油用不带填料 的蒸馏瓶，在 40mm 汞柱的压力下减压蒸馏取 275~300℃馏分(常压下为 395~425 ) ℃ 为第二关键馏分。 测定以上两个关键馏分的密度，对照表 1-2-1 所列密度，决定两个关键馏分的基属。最后按照表 1-2-2， 确定该油的类别。 关键馏分的取得，根据我国原油的特点，按第五节简易蒸馏或实沸点蒸馏得到的 250~275℃和 395~425℃馏分分别作为第一和第二关键馏分。 表 1-2-1 关键馏分分类的指标 关键馏分 石蜡基 中间基 环烷基 第一关键馏分 (轻油部分) ρ20 在 0.8207g/cm3 以下 比重指数(APl)>40 (K 值>11.9)﹡ ρ20 在 0.8207~0.8560g/cm3 之间 比重指数(APl)33~40 (K 值 11.5~11.9) ρ20 在 0.8560g/cm3 以上 比重指数(APl)30 (K 值>12.2) ρ20 在 0.872l~0.930 2g/cm3 中间 比重指数(APl)20~30 (K 值 11.5~12.2) ρ20 在 0.9302g/cm3 以上 比重指数(APl)<20 (K 值<11.5) ﹡ 表中括号内的 K 值根据关键馏分的中沸点和比重指数查图而得，以便比较，不是分类指标
衰1-22关键馏分特性分类 编号 轻抽部分的类别 重油部分的类别 原油的类别 石蜡(P) 石蜡(P) 石蜡(P) 中间() 石蜡中间(P 中间-石蜡(l 中间(D) 中间(1) 中间(D) 中间(D) 环烷(N) 6 环烷(N) 中间 环烷中间(N-D) 从前,曾用过特性因数对原油进行分类,对有些原油(如克拉玛依原油)得到不恰当的结果。因为 K值分类法的适用范围是沸点范围较窄的馏分,用于原油这种沸点分布很宽的复杂混合物时,确实存在 着不足之处。作为我国统一的原油评价分类方法,推荐采用关键馏分分类法,补充以硫含量的分类法 以实测的原油硫含量为准,0.5%(质量分数)的为含硫原油。表1-2-3 列出了我国几种主要原油的类别 表1-2-3我国几种原油的分类 原油名称 因数特性因第一关键馏分第二关键馏分 密度p20特性 关键馏分建议原油 g. cm 数分类的密度,p2 的密度,P20特性分类 gcm. 3 分类命名 (某构造) 0.814 混合原油0110.8615125石蜡基(K值120) (K值125石蜡基()|低硫石蜡基 胜利混0.830.9144 18中间基 0.832 0.88l 合原油 (K值8)(K值12.0) 中间基()含硫中间基 大港混 0.86 0.887 环烷中间基|低硫环烷中 合原油0.140.961.8中间基(K值114)(K值120) (N-) 间基 胜利原油20309574 0.936 (孤岛) 中间基(K值107 7)(K值11.4) 环烷基(N)含硫环烷基 新疆克拉0040.868912.2-123石蜡基 0.82 28 0.895 玛依原油 (K值119)(K值119)中间基(1)|低硫中间基 0.870 合原油0180820123石蜡基(x值120(K值123)石蜡基(P)|低硫石蜡基 值得指出的是,目前采用的各种原油分类方法,均是针对可蒸出组分进行的,未涉及到真空蒸馏 不挥发组分的性质。已有研究表明,按目前的分类方法,基属相同的原油,其减压渣油的性质可能相差 甚远。针对我国原油可挥发组分少的特点,深入进行减压渣油的物化性质研究是非常必要的,以期得到 种对减压渣油的分类方法 随着勘探开发技术的进步和普通原油储量增长有限,目前大约有占世界产量5%的密度大、粘度大 的重质原油,即稠油得到开发,起到了弥补普通原油不足的作用。根据1981年有关资料估算,全世界 普通原油资源为3600×10t,可采储量为1350×10°t:而稠油资源有9000410°t,可采储量为1800×10
— 7 — 表 1-2-2 关键馏分特性分类 编号 轻抽部分的类别 重油部分的类别 原油的类别 l 2 3 4 5 6 7 石蜡(P) 石蜡(P) 中间(I) 中间(I) 中间(I) 环烷(N) 环烷(N) 石蜡(P) 中间(I) 石蜡(P) 中间(I) 环烷(N) 中间(I) 环烷(N) 石蜡(P) 石蜡-中间(P-I) 中间-石蜡(I-P) 中间(I) 中间-环烷(I-N) 环烷-中间(N-I) 环烷(N) 从前，曾用过特性因数对原油进行分类，对有些原油(如克拉玛依原油)得到不恰当的结果。因为， K 值分类法的适用范围是沸点范围较窄的馏分，用于原油这种沸点分布很宽的复杂混合物时，确实存在 着不足之处。作为我国统一的原油评价分类方法，推荐采用关键馏分分类法，补充以硫含量的分类法。 以实测的原油硫含量为准，0.5%(质量分数)的为含硫原油。表 1-2-3 列出了我国几种主要原油的类别。 表 1-2-3 我国几种原油的分类 原油名称 w 硫 ×102 密度ρ20 g·cm-3 特性 因数 特性因 数分类 第一关键馏分 的密度，ρ20 g·cm-3 第二关键馏分 的密度，ρ20 g·cm-3 关键馏分 特性分类 建议原油 分类命名 大庆 (某构造) 混合原油 0.11 0.861 5 12.5 石蜡基 0.814 (K 值 12.0) 0.850 (K 值 12.5) 石蜡基(P) 低硫石蜡基 胜利混 合原油 0.83 0.914 4 11.8 中间基 0.832 (K 值 11.8) 0.88l (K 值 12.0) 中间基(I) 含硫中间基 大港混 合原油 0.14 0.889 6 11.8 中间基 0.860 (K 值 11.4) 0.887 (K 值 12.0) 环烷-中间基 (N-I) 低硫环烷-中 间基 胜利原油 (孤岛) 2.03 0.957 4 11.6 中间基 0.891 (K 值 10.7) 0.936 (K 值 11.4) 环烷基(N) 含硫环烷基 新疆克拉 玛依原油 0.04 0.868 9 12.2~12.3 石蜡基 0.828 (K 值 11.9) 0.895 (K 值 11.9) 中间基(1) 低硫中间基 玉门混 合原油 0.18 0.852 0 12.3 石蜡基 0.818 (K 值 12.0) 0.870 (K 值 12.3) 石蜡基(P) 低硫石蜡基 值得指出的是，目前采用的各种原油分类方法，均是针对可蒸出组分进行的，未涉及到真空蒸馏 不挥发组分的性质。已有研究表明，按目前的分类方法，基属相同的原油，其减压渣油的性质可能相差 甚远。针对我国原油可挥发组分少的特点，深入进行减压渣油的物化性质研究是非常必要的，以期得到 一种对减压渣油的分类方法。 随着勘探开发技术的进步和普通原油储量增长有限，目前大约有占世界产量 5%的密度大、粘度大 的重质原油，即稠油得到开发，起到了弥补普通原油不足的作用。根据 1981 年有关资料估算，全世界 普通原油资源为 3600×10t，可采储量为 1350×108 t；而稠油资源有 9000×108 t，可采储量为 1800×108 t
稠油的勘探开发工作在我国已受到重视,稠油的产量逐年提高。由于稠油的特点是粘稠,给原油的输送 带来困难,因此各油田均将所采稠油混入一些稀油中,这将给加工带来一些新的问题。根据中国石油天 然气总公司勘探开发研究院的推荐,稠油的划分标准如表1-2-4 表1-24稠油的分类 动力粘度(Pas 相对密度 (50℃) 稠油 101~102 0.934~1.000 沥青 >1.000 13原油的取样和脱水 、原油的取样 原油取样的代表性,直接影响原油评价结果的实用价值。 原油取样应遵循《石油产品试验方法》GB/4756规定。在矿区取样时,应与有关地质人员联系 根据具体情况,从油井出口取得单井样品,或从集油站取得混合油样,或将单井油样按日产量混对得到 相应油井的混合油样。 取样时要详细记载地质和取样情况:油井名称、层位、油层深度、采油方式、平均日产量及取样 日期、取样负责人及送样单位等。油桶必须保证清洁、坚固和良好的密封性。油桶上应有明显的标记 、原油脱水 原油一般含水,原油含水影响原油的性质分析,因此,对含水量高于05%(质量分数)的原油,除 根据要求测定含水原油的性质外,都必须先进行脱水。原油脱水可根据SY2051-77规定的方法进行, 也可以采用其他方法。常用方法有以下几种 1.高压釜脱水原油在高压釜内温度保持在150℃左右,压力小于15kgcm2,时间为4h,也可 同时加入0.5%(质量分数)左右的破乳剂以提高破乳脱水的效果。一般可以把水脱到0.5%质量分数)以 下 2.蒸馏脱水法将原油置于矮颈蒸馏瓶内,慢慢升温,馏岀部位要有适当的保温措施。此时,轻 馏分与水分一起被蒸出,然后分去馏出物中的水分,轻馏分倒回蒸馏瓶内冷却后的原油中,混合摇匀即 可。蒸馏时气相温度保持在150~-200℃,这样,原油中的水分才能脱去。此法的缺点是轻馏分容易损失 因此要注意接口的密封及馏出物的冷却。 3.静置脱水法对含水量高、密度较小的原油在高于疑点温度(约高出10-20℃)下静置,待水分沉 降后即可分去。该法只能脱去部分水分,静置时要加回流冷凝器,以免轻馏分损失。 4.热化学脱水法在分液漏斗中,每100g原油加入若干破乳剂,如SPl69或BP69,激烈摇动 5min后,将其放在70℃水浴中加热沉降4h,然后分出沉降于分液漏斗底部的水分,即得脱水原油。 此法的缺点是轻馏分易损失,同时,破乳剂对不同原油的效果不同,应选用合适的破乳剂 5.闪蒸脱水法闪蒸脱水装置示意图见图1-3-1。含水原油经沉降脱去游离水后,置于原油储管1 中,由考克2进入加热管3,被加热到180-220℃后进入闪蒸器4,在闪蒸器中分离为气、液两相,气 相经冷凝冷却后得到轻油和水分,分离除去轻油中的水分,把轻油与冷却后液相混合均匀,即得到脱水 后原油
— 8 — 稠油的勘探开发工作在我国已受到重视，稠油的产量逐年提高。由于稠油的特点是粘稠，给原油的输送 带来困难，因此各油田均将所采稠油混入一些稀油中，这将给加工带来一些新的问题。根据中国石油天 然气总公司勘探开发研究院的推荐，稠油的划分标准如表 1-2-4。 表 1-2-4 稠油的分类 指 标 种 类 动力粘度/(Pa·s) (50 ) ℃ 相对密度 15.6 d15.6 稠 油 101 ~102 0.934~1.000 沥 青 >102 >1.000 1.3 原油的取样和脱水 一、原油的取样 原油取样的代表性，直接影响原油评价结果的实用价值。 原油取样应遵循《石油产品试验方法》GB/T 4756 规定。在矿区取样时，应与有关地质人员联系， 根据具体情况，从油井出口取得单井样品，或从集油站取得混合油样，或将单井油样按日产量混对得到 相应油井的混合油样。 取样时要详细记载地质和取样情况：油井名称、层位、油层深度、采油方式、平均日产量及取样 日期、取样负责人及送样单位等。油桶必须保证清洁、坚固和良好的密封性。油桶上应有明显的标记。 二、原油脱水 原油一般含水，原油含水影响原油的性质分析，因此，对含水量高于 0.5%(质量分数)的原油，除 根据要求测定含水原油的性质外，都必须先进行脱水。原油脱水可根据 SY 2051—77 规定的方法进行， 也可以采用其他方法。常用方法有以下几种： 1．高压釜脱水 原油在高压釜内温度保持在 150℃左右，压力小于 15kg/cm2 ，时间为 4~5h，也可 同时加入 0.5%(质量分数)左右的破乳剂以提高破乳脱水的效果。一般可以把水脱到 0.5%(质量分数)以 下。 2．蒸馏脱水法 将原油置于矮颈蒸馏瓶内，慢慢升温，馏出部位要有适当的保温措施。此时，轻 馏分与水分一起被蒸出，然后分去馏出物中的水分，轻馏分倒回蒸馏瓶内冷却后的原油中，混合摇匀即 可。蒸馏时气相温度保持在 150~200℃，这样，原油中的水分才能脱去。此法的缺点是轻馏分容易损失。 因此要注意接口的密封及馏出物的冷却。 3．静置脱水法 对含水量高、密度较小的原油在高于疑点温度(约高出 10~20 ) ℃ 下静置，待水分沉 降后即可分去。该法只能脱去部分水分，静置时要加回流冷凝器，以免轻馏分损失。 4．热化学脱水法 在分液漏斗中，每 100g 原油加入若干破乳剂，如 SP169 或 BPl69，激烈摇动 5min 后，将其放在 70℃水浴中加热沉降 4 h，然后分出沉降于分液漏斗底部的水分，即得脱水原油。 此法的缺点是轻馏分易损失，同时，破乳剂对不同原油的效果不同，应选用合适的破乳剂。 5．闪蒸脱水法 闪蒸脱水装置示意图见图 1-3-1。含水原油经沉降脱去游离水后，置于原油储管 1 中，由考克 2 进入加热管 3，被加热到 180~220℃后进入闪蒸器 4，在闪蒸器中分离为气、液两相，气 相经冷凝冷却后得到轻油和水分，分离除去轻油中的水分，把轻油与冷却后液相混合均匀，即得到脱水 后原油
