原油的化学分类方法通常有两种(走进石油课堂之原油的化学分类)

原油的化学分类以原油的化学组成为基础,通常用与原油化学组成直接有关的参数作为分类依据,如特性因数分类、美国矿务局关键馏分特性分类、相关指数分类、石油指数和结构族组成分类等,其中以前两种应用最广。通常认为,按这两种方法分类,对原油特性可得到一个概括认识,不同原油间可作粗略对比。

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一、特性因数K值分类法

原油特性因数是根据相对密度和沸点组合成的复合常数,常用来判断原油的化学组成。各类烃的特性因数不同,烷烃最高,环烷烃次之,芳烃最低。特征因数K值又称Watson K值或UOP K值,它是油品平均沸点和相对密度的函数,其具体关系如下式所示:

K=1.216T/d式中,T——油品平均沸点,以绝对温度来表示;d——测定密度。

经研究发现特性因数K值与油品化学组成有关。当沸点相近时,烷烃的K值最大,环烷烃的次之,芳香烃的最小。

因此,可以大体按照其特性因数将原油分成石蜡基、中间基和环烷基。K值大于12.1的为石蜡基,K值在11.5~12.1的为中间基,K值为10.5~11.5的为环烷基(见表1-2)。

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特性因数分类法多年来为欧美各国普遍采用,它在一定程度上反映了原油的组成特性,如通过这一方法分类可以知道这种原油是含烷烃多还是含环烷烃多。但它也存在明显的缺点:其一是不能表明原油中低沸点馏分和高沸点馏分中烃类的分布规律,因此它不能反映原油中轻、重组分的化学特性;其二是由于原油的特性因数K难以准确求定,用其他参数计算或查特性因数K容易造成误差,因此这一方法并不完全符合原油组成的实际情况,所以目前已经很少用于原油分类。

二、关键馏分特性分类法

按原油经一次加工(常减压蒸馏)后残留物组成与性质分为石蜡基原油、环烷基原油和中间基原油三大类。

1935年美国矿务局提出了对原油的关键馏分特性分类方法,也是目前世界上应用得最多的常规方法。关键馏分特性分类法是将原油用Hempel简易精馏装置切取250℃~275℃和395℃~425℃(即在残压40mmHg下取得的275℃~300℃的馏分)两个轻重关键馏分,分别测定其相对密度,对照分类标准表确定两个关键馏分的基属,然后根据关键馏分特性分类表确定原油的类别。第一关键馏分指原油常压蒸馏250℃~275℃的馏分;第二关键馏分相当于原油常压蒸馏395℃~425℃的馏分,即在残压40mmHg下取得的275℃~300℃的馏分(见表1-3)。

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于轻重关键馏分的基属不一定相同,如再按两个关键馏分的基属类别确定原油的分类,若是轻、重馏分皆属石蜡基,则原油属于石蜡基,若轻馏分属石蜡基,重馏分属中间基,则原油属石蜡—中间基;依此类推,则可细分或组合成石蜡基原油(P)、石蜡—中间基原油(P-I)、中间—石蜡基原油(I-P)、中间基原油(I)、中间—环烷基原油(I-N)、环烷—中间基原油(N-I)、环烷基原油(N)、石蜡—环烷基(P-N)及环烷—石蜡基(N-P)9个可能类别,但是实际上由于后两种类型的原油极为罕见,所以绝大多数原油属于其余7类不同基属的原油(见表1-4)。

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石蜡基原油富含烷烃,其蒸馏残留物以固体石蜡为主,挥发性轻质物含量较高,该类原油的汽油产量较高,可加工生产出石蜡和优质润滑油。

环烷基原油以环烷烃、芳香烃为主,其蒸馏残留物主要是柏油,此种原油颜色较浓,重质油分较多,黏度也较大,其精加工成本因此较高。

中间基原油的性质则是介于石蜡基和环烷基原油之间,是石蜡烃与环烷烃含量均较高的原油,含硫量适中,也被称为混合基原油,目前全球的此类原油产品居多。

这种分类方法可大体反映原油化学组成的类型。但是这样分类不一定能反映减压渣油的组成特征,而我国的原油一般偏重,其中减压渣油含量往往达到40%~50%,对于这类较重的原油,这种分类方法则明显存在着缺陷。

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