一、原油的一般性质分类(一)原油的物理性质

1、石油的气味

大多数的石油都有浓烈的臭味,这是由于石油中所含的不同挥发组分引起的。芳香组分含量高的石油具有一种醚臭味,含硫化物较高的石油则散发着强烈刺鼻的臭味。我国主要油田的含硫量比中东地区石油的含硫量(高于2%)低得多,大庆油田石油含硫量不到1%,胜利油田石油含硫量也大多不超过1%。

2、石油的密度

石油的密度与温度有关,我国规定20℃时,石油及液体石油产品的密度为标准密度。在温差为20℃±5℃范围内,油品密度随温度的变化可近似地看作直线关系,石油及石油产品中,胶质含量越高,其相对密度就越大。石油的相对密度(API)一般为0.75—0.95,也有极少数石油大于0.95或小于0.75。

3、石油的粘度

石油的黏度变化较大,常规石油的黏度一般小于100mPa·s,此外,把黏度为100—10000mPa·s的石油称为稠油,黏度为(10—50)×103mPa·s的石油称为特稠油,而黏度大于50000mPa·s的石油称为超稠油。石油的黏度与其化学组成有密切关系,一般含烷烃多,颜色浅、密度小的石油黏度较小,反之亦然。

(二)原油的化学性质

1、含硫化合物。硫是石油中常见的元素之一。不同的石油含硫量相差很大,可从万分之几到百分之几。通常将含硫量大于2%的石油称为高硫石油,低于0.5%的称为低硫石油,介于0.5-2%之间的称为含硫石油。我国石油大多为低硫石油。硫及其化合物对石油炼制、油品质量及其应用的危害,主要有腐蚀石油炼制装置,污染催化剂,影响油品质量,严重污染环境。

2、含氧化合物。石油中的含氧化合物很少,大约在千分之几的范围内,石油中的氧大部分集中在胶质、沥青质中。石油中的含氧化合物可分为酸性含氧化合物和中性含氧化合物两类。酸性含氧化合物都具有强烈的腐蚀性,能腐蚀设备。中性含氧化合物也会进一步氧化,最后生成胶质,会影响油品的使用性能。根据现在的国际标准,如果石油的硫含量小于0.5%,那么就认为这种石油是甜的,如果硫含量大于0.5%,那么就是酸的。

3、含氮化合物。石油中含氮量很少,一般在万分之几到千分之几。石油中的含氮量一般随着馏分沸点升高而增加,因此,氮化物大部分以胶质、沥青质形式存在于渣油中。

4、胶质和沥青质。在石油的非烃类化合物中,胶质、沥青质是很大一类物质。它们在石油中含量相当可观,我国各主要原油中,含有约百分之十几至四十几的胶质和沥青质。胶质是一种粘稠的液体或半固体状态的物质,其颜色为黄色至暗褐色,油品的颜色主要是由于胶质的存在而引起的。沥青质是一种黑色的、无定形脆性的固体,相对密度大于1。

二、中国原油的一般性质(一)中国油田分布(图一)

我国石油资源集中分布在渤海湾、松辽、塔里木、鄂尔多斯、准噶尔、珠江口、柴达木和东海陆架八大盆地。在产油量方面长庆、大庆、胜利、塔里木、渤海油田位居前五。



我们将我国原油按密度分成轻质油、中质油、重质油三个类别。我国轻质油的产量约为3568万吨,占总产量的20.4%,中质油的产量约为8485万吨,占总产量的48.5%,重质油的产量约为5446万吨,占总产量的31.1%。从总体分析,我国原油还有轻质油收率少,蜡含量高,硫含量低,镍含量比钒含量高等特点。

1、轻质油:轻质油的密度都在0.8466g/cm3以下。轻质油包括吐哈原油、惠州原油、延长原油、长庆原油,其特点是密度小,酸值、残炭、硫含量、镍含量低。氮含量都在0.14m%以下;钒含量除吐哈原油为3.70ppm外,其他原油的钒含量低于1.07ppm。这些原油的残炭<2.31m%,镍含量<2.78ppm,蜡含量在11.12~21.67 m%之间。原油的硫含量除长庆原油稍高为0.12m%外,其他原油的硫含量都在0.07m%以下。此外,这些轻质油的酸值较低,酸值都小于0.07mg KOH/g。

2、中质油:中质油的密度和残炭分别在0.8530~0.8784g/cm3和3.10~5.10m%之间。这些原油包括青海原油、江苏原油、吉林原油、大庆原油、中原原油、江汉原油、玉门原油、塔里木原油、河南原油和华北原油。江汉、中原、塔里木等三种原油的硫含量较高,分别为0.77m%、0.74m%、0.70m%外,其他原油的硫含量都在0.36m%以下;氮含量除大庆为0.11m%、吉林为0.15m%、青海为0.20m%外,其他原油的氮含量都在0.3m%左右;中质原油的镍含量范围较宽,吉林、中原、大庆、塔里木原油的镍含量较低,在1.96~5.15ppm之间,而其他几种原油的镍含量较高,在10.30~13.20ppm之间;钒含量除塔里木原油较高为15.60ppm外,其他原油的钒含量基本上小于或接近1ppm;部分原油<350℃馏分的收率在30.0m%之间,但玉门原油、青海原油、中原原油、江汉原油<350℃馏分的收率在38m%左右,塔里木原油的收率甚至达到48.11m%。大庆原油和吉林原油的酸值很小,仅为0.05mgKOH/g左右,而其他原油的酸值在0.12~0.60mgKOH/g范围内变化。我国中质油有一些明显特点,就是蜡含量普遍较高,除塔里木原油和玉门原油的蜡含量分别为2.69m%、11.74m%外,其他原油的蜡含量都在15m%以上。

3、重质油:重质油的密度在0.8863g/cm3以上。冀东原油、大港原油、胜利原油、辽河原油、渤海原油都属此类。它们的残炭较高,在5.10m%以上;它们的氮含量也较高,一般都大于0.35m%;硫含量除胜利原油较高为0.85m%外,其他原油的硫含量都在0.14~0.34m%之间;镍含量除冀东原油较低外,其他原油在15ppm以上;<350℃的收率除冀东原油较高为36.98m%外,其他原油都在28m%以下。此外,与轻质油、中质油相比,重质油的酸值也是比较高的,在0.84~3.61mgKOH/g之间。

总结来看,我国大部分原油具有以下的特点:

1、轻质油,收率较低,裂化原料及渣油收率高。

2、原油中烷烃多,其中正构烷烃含量高,因此蜡含量高,同时芳烃少和H/C比高,汽油中环烷含量也偏高。

3、渣油中沥青质少,沥青质胶质小。

4、含硫量低,偏甜,含氮量偏高。

5、钒含量很低,镍含量一般,但镍钒比高。

三、石油酸甜度区别

国际原油市场常用的分类标准是根据API度和含硫量来划分。API度是密度的一种度量。

其中,

表示,在101.325MPa下,60℉(15.6℃)石油密度与60℉(15.6℃)纯水的密度之比。

API度越高,原油越轻,轻油的API度通常在31度以上,重油的API度通常在22度以下。

原油的另一种常用分类方法是含硫量(酸甜度)。含硫量是指原油中所含硫的百分数。原油中含硫量较小,一般小于1%,但对原油性质影响很大,对管线有腐蚀作用。低硫原油的含硫量在0.5%以内,而高硫原油的含硫量高于2%。

原油的品质不同,离市场远近距离不同,其价格与升贴水也不同。

沙特的四种主力出口油种,其中沙超轻,资源量不多,且性价比一般,目前采购较少,沙轻,沙中和沙重是目前采购的主要油种,沙轻原油为高硫2.00/中质33.4原油。石脑油收率高14%,是优质乙烯原料;柴油馏分性能较好;减压渣油的残碳和金属含量较低,可作为渣油加氢原料。适宜加工炼厂:乙烯料需求量大炼厂;需渣油加氢原料炼厂。

沙中原油为高硫中质原油。石脑油是优质乙烯原料;柴油馏分性能较好;减压渣油的残碳和金属含量不高,适合渣油加氢原料或焦化原料。适宜加工炼厂:需要提供乙烯料炼厂;需要提供渣油加氢原料炼厂;硫加工适应性强企业。沙重原油为高硫中质原油。石脑油是优质乙烯原料;柴油馏分性能较好;减压渣油的残碳和金属含量高,适合焦化原料或作为沥青原料。适宜加工炼厂:需要提供乙烯料炼厂;需要焦化或者沥青原料炼厂。

巴士拉原油为高硫2.92/中质30.4原油。石脑油是可作为乙烯或芳烃原料;柴油馏分性能较好;减压渣油的残碳和金属含量适中,可以作为焦化原料或作为渣油加氢原料。适宜加工炼厂:硫含量适应性强的大型炼厂;需要渣油加氢原料炼厂;对高硫原油有较大需求。但近年来,巴士拉原油不同批次间性质如API变化较大,采购中需重点关注。

阿曼原油为含硫1.4/中质31.7低酸原油。石脑油收率高20%,是优质乙烯原料;柴油馏分性能较好;渣油收率27%,残碳/金属含量低,是优质渣油加氢原料。

阿曼原油适宜加工炼厂:有渣油加氢炼厂;全厂硫加工适应性不足炼厂;需要提供乙烯料一体化炼厂;常减压装置减压深拔高的炼厂。由于阿曼原油为中东地区计价原油,采购量的放大会导致基准原油价格波动,最终影响我国采购中东地区原油的整体价格水平。

穆尔班和阿布扎库姆是我国在阿联酋的主力采购油种,穆尔班为含硫轻质原油,石脑油收率高,渣油收率低,但价格偏高。适宜加工炼厂:有硫含量加工局限,有催化掺渣能力的炼厂。阿布扎库姆为高硫中质原油,石脑油适合作为乙烯原料,减压渣油的残碳和金属含量均不高,可以作为渣油加氢原料。适宜加工炼厂:乙烯料需求量大炼厂;需渣油加氢原料炼厂。

科威特原油是我国在科威特的主力采购原油。科威特原油为高硫中质原油。石脑油可作为乙烯和芳烃原料;柴油馏分性能较好;减压渣油的残碳和金属含量高,是优质沥青原料,也可作为焦化原料。适宜加工炼厂:硫含量适应性强炼厂;需要焦化或沥青原料炼厂。

非洲地区:

2、西非,特别是安哥拉低硫中质如杰诺、罕戈原油,硫含量低、石脑油和渣油收率适中,减压渣油可作为催化掺渣原料,是我国炼厂加工的热门油种。适宜配置炼厂包括:需要催化掺渣料炼厂;硫加工适应性较差炼厂;需要补充部分芳烃原料。

尼日利亚低硫轻质如阿科坡、艾若、阿梅纳姆、卡伊博等原油,硫含量低、石脑油收率高,渣油收率低。但受国内炼厂加工偏好和市场贴水偏高的影响,目前国内炼厂加工量不大,未来预计将是低硫中质原油的重要补充,适宜配置炼厂:需要催化掺渣料炼厂;硫加工适应性较差炼厂;补充部分芳烃原料。

3、地中海地区:

苏丹的达混原油为低硫0.21/重质22.4/高酸3.12原油。石脑油收率不高7.51%;柴油馏分性能较好;渣油收率高45%,残碳/金属含量低,是优质催化原料。适宜配置炼厂:高酸油加工炼厂;催化掺渣量大的炼厂;柴油性质指标差的炼厂。利比亚的萨里尔是我国传统的石蜡基进口原油,用于生产润滑油基础油,其它如阿姆纳,埃斯锡德等原油柴油组分质量好,渣油也是优质的催化掺渣料。



阿根廷的埃斯科兰特原油为低硫中质原油,各侧线性质不错,然后受原油贸易格局和运费高等影响,我国目前进口量不大。巴西是我国在南美的重要原油来源国,该国原油主要分为高酸重质和低硫中质两类,前一种以马林为代表,加工路线以焦化为主;后者以卢拉为主,加工路线以催化掺渣或渣油加氢为主。委内瑞拉出口原油以重质改质油为主,受渣油高金属含量的影响,加工路线以焦化为主

4、远东地区:

远东地区,马来西亚、越南和文莱等国家原油均为低硫轻质原油,石脑油收率高,渣油收率低,渣油加工以催化掺渣为主,但受原油贴水较高影响,目前我国在该地区进口量不大,主要作为机会和替代油种采购。

5、北美地区

下图为美国对原油品种的分类:



从2010年之后,美国对进口原油的需求伴随着轻质原油进口的减少而减少。

1、基本情况

胜利油田是上海国际能源交易中心原油期货保税交割的交割品牌之一,对于胜利油田基本情况的研究非常有必要。

中国石化胜利油田,是中国石化集团胜利石油管理局、中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司的统称。油田主体位于黄河下游的山东省东营市,工作区域分布在山东省的东营、滨州、德州等8个市的28个县(区)和新疆的准噶尔、吐哈、塔城,青海柴达木、甘肃敦煌等盆地。胜利油田是一个资源丰富、资金密集、技术密集、人才密集的国有特大型企业,是中国第二大石油生产基地。

2、胜利油田原油品质情况分析

胜利原油相对密度较大,含硫较多,胶质、沥青质含量较多,属于含硫中间基原油,硫含量为1%左右。20℃时,密度为0.9005g/m3,属于偏重的常规原油。直馏汽油的辛烷值约为47,初馏~130℃馏分中芳烃潜含量高,是重整的良好原料。多采用燃料型加工方案。

由于胜利原油是含硫中间基原油,汽油馏分的辛烷值较大庆汽油馏分的辛烷值要高,催化重整原料中的芳香烃潜含量也比大庆催化重整原料要高。喷气燃料馏分密度大,结晶点低。减压馏分油可作为裂化原料,其金属镍含量较大庆油高10倍,因此,减压馏分拔出深度受到限制。润滑油馏分经过脱蜡后,其黏度指数比相应的大庆润滑油馏分低。含硫多,对设备腐蚀严重,需要采取合适的防腐措施。直馏产品、二次加工产品都需要进行精制。由于胶质、沥青质含量多,经蒸馏深拔渣油,可以得到质量较好的沥青。目前国产原油除胜利油田和南疆油田为含硫原油外,其他都属于低硫原油。

胜利油田构造复杂,断层多,不同的地质构造和不同层位的原油性质差别很大,我们以胜利混合原油为例进行分析。

胜利混合原油:

主要特点:胶质含量高(约为23%),密度较大(大约在0.900g/cm3),另外,含蜡量较高,含硫(大部分在1%左右)原油,因此是属于较为典型的含硫中间基原油。胜利原油中的轻馏分含量比大庆原油少。200℃以前的收率约7%(w),350℃前约24~25%,500℃以前的总拔出率约占原油的50%(w)。

1)直馏汽油(7%(wt)左右)

ON为47左右,初馏~130℃馏分中芳烃潜含量(环烷烃和芳香烃)高,是重整的良好原料,可以生产高ON汽油和芳烃。

2)煤柴油馏分(煤、柴油馏份约为18%)

航煤馏分:密度大、结晶点低,可以生产1号航煤,但必须脱硫醇,而且由于芳烃含量较高,燃烧性能差,作为灯用煤油,需精制除去部分芳烃,才能满足无烟火焰高度的要求,应注意芳含量、积炭性能等指标的要求。

直馏柴油:凝点不高,可以生产-20#、-10#、0#号柴油,由于含S、N以及酸度较高,必须进行精制。

3)VGO(约占25%左右)

脱蜡油的粘度指数低,而且含S及酸值较高,不宜生产润滑油,可以用作加氢裂化的原料,由于含S较高,催化裂化生产的汽油、柴油S含量很难合格,需要脱硫。

4)VR(约占50%)

(ⅰ)粘温性质不好,含S,同样不宜生产高粘度润滑油;

(ⅱ)胶质(47.9%)、沥青质(戊烷沥青质为13.7%)含量较高,可以生产沥青产品;

(ⅲ)由于残炭值(13.9%)和重金属含量(Ni:46ppm、V:2.2ppm左右)都较高,只能少量掺入VGO中作为催化裂化原料(掺渣量<15%),最好是先经加氢处理后再送去催化裂化(VRDS-FCC)或加氢裂化;

(ⅳ)由于加氢处理的投资很高,一般多用作延迟焦化的原料,但由于含S,石油焦的质量等级不高。

根据上述评价结果,胜利混合原油的加工方案一般采用燃料型加工方案或者燃料-化工型加工方案比较理想。在加工胜利原油时应充分考虑含S的问题,如腐蚀、环保、产品质量、催化剂中毒等。

3、国内三大油田原油品质情况比较分析

1 )第一名大庆油田 ( 隶属中石油 ) 2009 年原油产量第一,油气总当量第一。

大庆油田是我国目前最大的油田,也是世界上为数不多的特大型砂岩油田之一,由萨尔图、杏树岗、喇嘛甸等52个油气田组成,含油面积6000多平方千米。勘探范围包括黑龙江省全境,内蒙古海拉尔,吉林延吉、珲春,新疆塔里木东部等16个盆地,登记探矿权面积19.15万平方千米。2016年大庆油田全年生产原油3656万吨、天然气37.7亿立方米。

大庆原油是一种低硫、低胶、高含蜡、高凝点的石蜡基石油。由于含烷烃多,所以,在其各个馏分中,烷烃的相对含量高,生产汽油抗爆性较差,小于180℃馏分,马达法辛烷值仅40左右。喷气燃料的相对密度较小,结晶点较高,故只能符合2号喷气燃料规格。由于硫含量很低,轻质燃料油不需精制。同时,在加工中,设备腐蚀问题不大。大庆石油的馏分组成较重,故须采取二次深度加工,以提高轻质燃料收率。润滑油馏分的黏温特性好,但凝点高,加工时需要脱蜡。

2 )第二名长庆油田 ( 隶属中石油 ) 2009 年原油产量第三,天然气产量第一,油气总当量第二。

长庆油田主要作业区位于陕甘宁盆地,1971年发现,1975年建成投产,产量在140万t的规模上徘徊整整10年。直到20世纪80年代中期到90年代后期,随着一系列关键技术的相继突破,长庆油田的发展迎来了更为广阔的空间,2001~2013年年均增速达到14.84%。天然气生产方面,2000~2013年年均增速达到29.3%,2009年产量达到189.5亿m3,居全国第一。按照中石油的规划,到2015年,长庆油田将实现年产油气当量5 000万t,打造成中国的“西部大庆”。

长庆原油属于石蜡基轻质原油,原油性质较好,密度较小,粘度较低,胶质、沥青质含量不高。

3 )第三名胜利油田 ( 隶属中石化 ) 2009 年原油产量第二,油气总当量第三。

1961年发现并投产的胜利油田,位于山东北部渤海之滨的黄河三角洲地带。1991年,胜利油田原油产量达到顶峰,年产量为3 355.19万t,之后产量开始递减,连续递减8年后,1999年原油产量基本保持稳定,并从2004年开始产量缓慢上升,2009年原油产量为2 783.5万t,位居全国第二。在天然气生产方面,胜利油田高峰产量出现在1989年,之后开始下降。胜利油田2015年总产量为2710万吨,2016年全年生产原油2390万吨,生产天然气4.04亿立方米。

胜利原油相对密度较大,含硫较多,胶质、沥青质含量较多,属于含硫中间基原油。由于是含硫中间基原油,汽油馏分的辛烷值较大庆汽油馏分的辛烷值要高,催化重整原料中的芳香烃潜含量也比大庆催化重整原料要高。喷气燃料馏分密度大,结晶点低。减压馏分油可作为裂化原料,其金属镍含量较大庆油高10倍,因此,减压馏分拔出深度受到限制。润滑油馏分经过脱蜡后,其黏度指数比相应的大庆润滑油馏分低。含硫多,对设备腐蚀严重,需要采取合适的防腐措施。直馏产品、二次加工产品都需要进行精制。由于胶质、沥青质含量多,经蒸馏深拔渣油,可以得到质量较好的沥青。

执笔人:陈鹏,秋婷,傅宇杰,朱海杰、张鹏,杨洪文

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