原油評(píng)價(jià)現(xiàn)狀及進(jìn)展綜述

崔文英

（中國(guó)石油錦西石化公司研究院，遼寧葫蘆島125001）

原油加工餾程的選擇，加工方案的制定，裝置的設(shè)計(jì)以及操作條件的確定都依賴于原油的性質(zhì)，及時(shí)、準(zhǔn)確、全面的原油評(píng)價(jià)是進(jìn)行石油生產(chǎn)、加工所必不可缺的技術(shù)準(zhǔn)備［1］。然而傳統(tǒng)的原油評(píng)價(jià)費(fèi)時(shí)耗資，隨著國(guó)內(nèi)原油種類增多，國(guó)外原油進(jìn)口，加之混煉逐漸成為趨勢(shì)，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法在時(shí)間上和精度上很難滿足生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)決策的需要。許多煉油企業(yè)原油評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)往往滯后于生產(chǎn)決策［2］，給穩(wěn)定生產(chǎn)帶來(lái)一定的困難。因此，如何快速、動(dòng)態(tài)、全面了解原油的性質(zhì)，選擇合適的原油，作出理想的生產(chǎn)方案決策，是煉油企業(yè)所面臨的迫切的課題。文中就國(guó)內(nèi)原油評(píng)價(jià)技術(shù)進(jìn)展，當(dāng)前國(guó)內(nèi)原油評(píng)價(jià)現(xiàn)狀及錦西石化公司原油評(píng)價(jià)現(xiàn)狀加以綜述。

1 國(guó)內(nèi)原油評(píng)價(jià)方法

1.1 實(shí)驗(yàn)室傳統(tǒng)原油評(píng)價(jià)

原油評(píng)價(jià)的內(nèi)容按其目的可分為簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)、常規(guī)評(píng)價(jià)和綜合評(píng)價(jià)。

（1）簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)的目的是初步確定原油的類別及特點(diǎn)，適用于原油性質(zhì)的普查。其內(nèi)容包括原油性質(zhì)分析和原油簡(jiǎn)易蒸餾；（2）常規(guī)評(píng)價(jià)的目的是為一般煉油廠的設(shè)計(jì)和常減壓車間確定原油加工方案提供數(shù)據(jù)其內(nèi)容。原油的一般性質(zhì)分析、原油的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾和直餾產(chǎn)品的性質(zhì)測(cè)定。（3）綜合評(píng)價(jià)的目的是為綜合性煉油廠的設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)。除包含常規(guī)評(píng)價(jià)的內(nèi)容外還包括一些餾分的組成、潛含量的測(cè)定、單體烴的測(cè)定等。

就常規(guī)評(píng)價(jià)來(lái)說(shuō)［3］，在試驗(yàn)室利用實(shí)沸點(diǎn)蒸餾儀，通過(guò)對(duì)原油進(jìn)行切割，收集各餾分的樣品進(jìn)行分析，完成1個(gè)原油評(píng)價(jià)需1～2個(gè)月的時(shí)間。

為力求原油評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、實(shí)沸點(diǎn)蒸餾的操作方便、縮短原油評(píng)價(jià)時(shí)間，一些企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)致力于實(shí)沸點(diǎn)蒸餾儀的研究并取得一定的成效。目前國(guó)內(nèi)各煉油廠使用的德國(guó)I-Fischer（菲舍爾）實(shí)沸點(diǎn)蒸餾儀、北京奧普偉業(yè)研制的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾儀，自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)便，符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 原油數(shù)據(jù)庫(kù)

傳統(tǒng)的原油評(píng)價(jià)存在4 個(gè)問(wèn)題：（1）原油評(píng)價(jià)報(bào)告質(zhì)量不高；（2）原油評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)滯后于生產(chǎn)決策；（3）無(wú)法實(shí)時(shí)在線應(yīng)用，對(duì)加工方案決策起不到科學(xué)指導(dǎo)作用；（4）信息傳遞和共享不夠。

為解決這些問(wèn)題，研究部門進(jìn)行原油數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)［4］，并在很多煉油企業(yè)中應(yīng)用，取得較好效果。

原油數(shù)據(jù)庫(kù)包括2種：

第1 種數(shù)據(jù)庫(kù)的功能：有豐富的原油評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，可查詢單一或混煉原油的性質(zhì)，對(duì)原油進(jìn)行任意餾分的切割，并對(duì)原油進(jìn)行優(yōu)化配比。如美國(guó)雪佛龍公司開(kāi)發(fā)的有關(guān)原油評(píng)價(jià)的系統(tǒng)軟件。

第2 種數(shù)據(jù)庫(kù)的功能：以原油的性質(zhì)和1 組窄餾分的性質(zhì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)特性數(shù)據(jù)計(jì)算，預(yù)測(cè)未知原油及混合原油的各切割餾分收率，各側(cè)線產(chǎn)品質(zhì)量，并可預(yù)測(cè)混煉原油的最佳摻煉比［5］。如上海訊博石化信息技術(shù)有限公司開(kāi)發(fā)的原油評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)系統(tǒng)PetroData軟件。

1.3 快速原油評(píng)價(jià)新方法

通過(guò)原油樣品的近紅外透射光譜直接預(yù)測(cè)原油的密度、餾程、粘度、凝固點(diǎn)、鹽含量、以及油品組成如飽和烴、芳香烴、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量等多項(xiàng)性質(zhì)，各項(xiàng)性質(zhì)的建模及交互驗(yàn)證相關(guān)系數(shù)均在0.9 以上,而且平均誤差和絕對(duì)誤差都在標(biāo)準(zhǔn)方法規(guī)定的范圍內(nèi)。該方法簡(jiǎn)單、快速、高效，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)原油產(chǎn)品的性質(zhì)波動(dòng)的即時(shí)評(píng)價(jià)，對(duì)原油加工具有重要意義。

此外，為了快速進(jìn)行原油評(píng)價(jià)性質(zhì)，科研人員正在研究應(yīng)用GC/MS 方法。通過(guò)GC/MS 和化學(xué)計(jì)量學(xué)方法的結(jié)合對(duì)原油直餾汽油和柴油的性質(zhì)進(jìn)行快速分析，分別建立了直餾汽油、直餾柴油性質(zhì)的預(yù)測(cè)模型。它具有操作簡(jiǎn)單、樣品用量少、定性定量準(zhǔn)確、樣品信息量大等優(yōu)點(diǎn)。

2 國(guó)內(nèi)2大石油公司原油評(píng)價(jià)現(xiàn)狀

2.1 中國(guó)石油

中國(guó)石油綜合分析各企業(yè)原油評(píng)價(jià)的地理位置和各煉油廠技術(shù)條件，為整合中國(guó)石油原油評(píng)價(jià)資源，建立統(tǒng)一的原油評(píng)價(jià)方法，實(shí)現(xiàn)原油評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)共享，投資興建2 個(gè)原油評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，分別建在獨(dú)山子石化公司研究院和大連石化公司。

2.1.1 獨(dú)山子石化公司獨(dú)山子石化公司原油評(píng)價(jià)中心擁有德國(guó)I-Fischer 實(shí)沸點(diǎn)蒸餾儀等國(guó)際先進(jìn)實(shí)驗(yàn)儀器，在2005年，與英國(guó)Intertek Co.Ltd.（國(guó)際原油評(píng)價(jià)“英泰克”實(shí)驗(yàn)室）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)比對(duì)等方面合作，建立了原油評(píng)價(jià)Chevron（雪弗龍）數(shù)據(jù)庫(kù)和管理系統(tǒng)。2008年3月，該中心再次通過(guò)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可，出具的原油評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)獲得國(guó)際相關(guān)機(jī)構(gòu)認(rèn)可。獲得投資后，增加了原油評(píng)價(jià)實(shí)沸點(diǎn)蒸餾儀、自動(dòng)密度測(cè)定儀、自動(dòng)粘度測(cè)定儀等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)原油評(píng)價(jià)儀器，同時(shí)加強(qiáng)專業(yè)人員培訓(xùn)，使實(shí)驗(yàn)室在軟、硬件上均達(dá)到國(guó)際化水平。

2.1.2 大連石化公司大連石化公司自2005 年10月公司原油評(píng)價(jià)小組成立以來(lái)，已完成46 個(gè)原油評(píng)價(jià)，其中新品種原油35 個(gè)。原油評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室包括3 個(gè)子平臺(tái)：常規(guī)原油評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室子平臺(tái)、原油快速評(píng)價(jià)系統(tǒng)子平臺(tái)和全球原油數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)子平臺(tái)，負(fù)責(zé)中國(guó)石油東部地區(qū)油田原油和進(jìn)口原油的評(píng)價(jià)任務(wù)，每年完成10～20個(gè)新增原油品種的全面評(píng)價(jià)和20～30 個(gè)已有原油品種的全面更新評(píng)價(jià)；負(fù)責(zé)建立近紅外原油快速評(píng)價(jià)方法和具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的近紅外原油光譜數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)驗(yàn)室擁有高水準(zhǔn)的國(guó)際認(rèn)可的原油評(píng)價(jià)隊(duì)伍，成為中國(guó)石油原油評(píng)價(jià)技術(shù)研究、開(kāi)發(fā)和人才培養(yǎng)、國(guó)際合作及學(xué)術(shù)交流的重要基地。

2.2 中國(guó)石化

近幾年，中國(guó)石化生產(chǎn)部與石油科學(xué)研究院聯(lián)合開(kāi)發(fā)了原油數(shù)據(jù)庫(kù)［10］，部分引進(jìn)國(guó)外LIMS（實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)）系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)包括煉油廠管理、原油評(píng)價(jià)等功能的原油數(shù)據(jù)庫(kù)。

燕山石化研究院有2 套撫順化工研究院研制的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾儀、1 套德國(guó)I-Fischer（菲舍爾）實(shí)沸點(diǎn)蒸餾儀、1 套北京奧普偉業(yè)儀器儀表有限公司研制的原油簡(jiǎn)易蒸餾儀，并引進(jìn)上海訊博石化信息技術(shù)有限公司開(kāi)發(fā)的原油評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)系統(tǒng)PetroData軟件。茂名、上海高橋、揚(yáng)子、金陵、烏魯木齊、金山石化公司等也投入應(yīng)用了該原油數(shù)據(jù)庫(kù)。

3 錦西石化公司現(xiàn)狀

3.1 原油生產(chǎn)情況

該公司原油處理量近600×104t/a，由于煉油廠規(guī)模擴(kuò)大和國(guó)內(nèi)原油緊缺，對(duì)越南、俄羅斯、挪威、尼日利亞、蘇丹等國(guó)進(jìn)口原油和冀東、惠州、番禺等海洋油的加工量逐漸擴(kuò)大，因此原油皆以混煉的形式加工。

北蒸餾以加工大慶原油為主，摻煉少量外油，性質(zhì)相對(duì)比較穩(wěn)定。南蒸餾以加工遼河原油為主，摻煉各種進(jìn)口原油、海洋原油及污油，性質(zhì)不穩(wěn)定，而且摻煉比例不定，操作會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，造成餾分油質(zhì)量不穩(wěn)定。

3.2 原油評(píng)價(jià)概況

該公司自建立原油評(píng)價(jià)小組以來(lái)，已評(píng)價(jià)了大慶、遼河、番禺、冀東、越南、蘇丹、喀麥隆等20多種國(guó)內(nèi)外原油，為裝置的設(shè)計(jì)、標(biāo)定、原油加工方案的制定提供數(shù)據(jù)依據(jù)。常規(guī)是對(duì)南北蒸餾所煉原油進(jìn)行每季度1次評(píng)價(jià)。

該公司具有沈陽(yáng)施博達(dá)有限公司開(kāi)發(fā)的SBD-III 型實(shí)沸點(diǎn)蒸餾儀和北京奧普偉業(yè)儀器儀表有限公司研制的原油簡(jiǎn)易蒸餾儀各1 套。實(shí)沸點(diǎn)蒸餾是原油評(píng)價(jià)的核心，它分為3段：常壓蒸餾、1.33 kPa 下的1 級(jí)減壓蒸餾、0.267 kPa 下的2 級(jí)減壓蒸餾。經(jīng)過(guò)3 段蒸餾，切取出＜500 ℃的餾分，同時(shí)把它們切割為每20 ℃的窄餾分，計(jì)算其收率，收取250～275 ℃和395～425 ℃的2 個(gè)關(guān)鍵組分，測(cè)其密度來(lái)確定原油的基本屬性。再把窄餾分調(diào)和成原油的各直餾餾分，分析直餾餾分油和渣油的性質(zhì)，完成原油評(píng)價(jià)報(bào)告。典型內(nèi)容范例見(jiàn)表1～5。

表1 南蒸餾所煉原油的性質(zhì)

表2 南蒸餾所煉原油重整餾分油性質(zhì)（初餾～130℃）

表3 南蒸餾所煉原油柴油餾分油性質(zhì)

表4 南蒸餾所煉原油蠟油餾分油性質(zhì)

表5 南蒸餾所煉原油渣油餾分油（＞500 ℃）性質(zhì)

從表1～5可見(jiàn)，公司南蒸餾所煉原油由于混煉品種不定，導(dǎo)致原油性質(zhì)多變，進(jìn)而使餾分油的質(zhì)量極不穩(wěn)定。

3.3 原油評(píng)價(jià)存在的問(wèn)題

從生產(chǎn)情況和原油評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)看出，對(duì)于南蒸餾所煉原油的評(píng)價(jià)往往滯后于其加工方案的制定。而且原油評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)缺少重要項(xiàng)目分析，對(duì)原油及各餾分的評(píng)價(jià)缺少數(shù)據(jù)做基礎(chǔ)，評(píng)價(jià)報(bào)告內(nèi)容不全面。現(xiàn)有的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾儀與先進(jìn)的儀器還有一定的差距，自動(dòng)化程度不高，穩(wěn)定性稍差。

該公司于2005 年引進(jìn)股份公司RPMS 模型，包含原油數(shù)據(jù)庫(kù)及原油切割軟件，利用該軟件對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)數(shù)百種原油評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行搜索，得出所搜索的原油的切割報(bào)告，為原油采購(gòu)及全廠計(jì)劃優(yōu)化提供參考數(shù)據(jù)。但由于原油數(shù)據(jù)庫(kù)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)沒(méi)有更新，難以準(zhǔn)確反映該原油或混煉原油的性質(zhì)，不利于加工方案和操作條件的制定。

4 結(jié)束語(yǔ)

由于生產(chǎn)需要、技術(shù)進(jìn)展，原油數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)展迅速。近紅外光譜技術(shù)的應(yīng)用、GC/MS 方法的研究，使快速原油評(píng)價(jià)技術(shù)進(jìn)入新的領(lǐng)域。中石油、中石化引進(jìn)先進(jìn)的原油評(píng)價(jià)設(shè)備，建立原油評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)發(fā)高水平的原油數(shù)據(jù)庫(kù)，以滿足原油采購(gòu)，運(yùn)輸，加工等過(guò)程中對(duì)原油快速評(píng)價(jià)的需求。錦西石化公司原油評(píng)價(jià)技術(shù)水平較低，可能的情況下，應(yīng)引進(jìn)先進(jìn)的原油評(píng)價(jià)試驗(yàn)裝置，并完善相應(yīng)的分析手段，同時(shí)盡快引進(jìn)權(quán)威的原油數(shù)據(jù)庫(kù)，使分公司的原油評(píng)價(jià)滿足生產(chǎn)的需求。