俄罗斯原油性质变化趋势及加工设想

赵建国 吴飞 李学 赵纯革

摘 要：原油的特性对制定合理的加工方案起着决定性作用，所以，必须详细了解原油的性质，掌握原油的变化趋势，并随时跟踪炼油技术进步及市场波动趋势，提出优化的原油加工规划设想。通过对俄罗斯原油（简称俄油）性质的分析，减压渣油采用渣油加氢-催化裂化工艺技术进行生产加工，虽然投资较大，但因其可生产高附加值的汽油、丙烯等产品，因此具有很高的经济效益，为企业的持续发展奠定扎实的基础。

关 键 词：原油评价；渣油加氢；催化裂化

中图分类号：TE 624 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2015）07-1566-04

Changing Trend of Properties of Russian Crude Oil and Processing Plans

ZHAO Jian-guo，WU Fei，LI Xue，ZHAO Chun-ge

（PetroChina Liaoyang Petrochemical Company， Liaoning Liaoyang 111003，China）

Abstract： Crude oil properties play an important role in determining proper processing scheme. Thus， it is necessary to grasp crude oil properties and changing trends to propose optimized crude oil processing plans. In this paper， by analyzing properties of Russian crude oil， its pointed out that residue hydrogenation-FCC technology should be used to process vacuum residue and produce products with high added values， such as gasoline and propylene. Economic benefits would be very high， although it would need high capital investment. Furthermore， it would lay solid foundation for the continuous development of company.

Key words： Crude oil evaluation； Residue hydrogenation； FCC

由于地质构造、生油条件和年代的不同，世界各地区所产原油的性质和组成有的差别很大，即使同一地区的原油，不同的油井、不同开采时期性质也有一定差异[1]。对于炼化企业来说，需要通过准确的原油评价，掌握原油性质，并结合炼油加工技术进步和市场变化波动趋势，提出优化的原油加工规划设想。

1 俄罗斯原油性质及变化趋势

1.1 俄罗斯原油的一般性质

表1列出了几个年份的俄油的一般性质。从表1可以看出：a）俄油总体呈现变重的趋势，密度、粘度等值明显提高，蜡含量、胶质、沥青质等含量逐渐降低。b）从馏程上看，2013年300 ℃前馏出量为36.0%，远低于2008年的48.92%，轻组分馏出体积减少明显，常压操作负荷降低，减压负荷增大。c）某些金属含量波动较大，比如Ca、Fe、Na等，对后续加工催化剂的活性产生影响。d）硫含量偏高：2013年酸值为0.04 mgKOH/g，较2008年所测数据0.2 mgKOH/g低，对装置产生腐蚀的风险减小。e）API°比较平稳，在35～37之间，属于轻质原油；虽然原油的某些性质变化较大，但仍属于含硫中间基原油。

表1 俄羅斯原油一般性质

Table 1 Common qualities of Russian crude oil

评价报告时间 2008.2 2011.3 2013.7

1 密度（20 ℃）/（kg·m-3） 840.4 844.4 856.3

2 粘度（50℃）/（mm2·s-1） 3.426 4.119 7.151

3 凝点/℃ -26 -30 <-50

4 w（残碳），% 2.39 2.45 2.44

5 w（硫），% 0.70 0.59 0.55

6 w（氮），% 0.15 0.1273 0.12

7 水分，%（v/v） 0 0.03 0

8 盐含量/（mg·kg-1） 10.4 10.67 5.26

9 w（灰分），% 0.01 0.01 0.01

10 金属含量/（gg-1） Ca <0.01 6.29 0.35

Cu <0.01 0.09 <0.01

Fe 0.10 3.62 0.75

Na <0.01 4.23 0.35

Ni 6.34 4.31 4.79

Pb 0.02 0.1 <0.01

V 6.53 5.17 4.54

11 酸值/（mgKOH·g-1） 0.2 0.03 0.04

12 w（蜡），% 4.36 3.48 2.40

13 w（胶质），% 6.99 5.23 2.96

14 w（沥青质），% 0.76 0.33 0.14

15 API° 36.01 35.48 35.6

16 300 ℃馏出体积，%（v/v） 48.92 39.0 36.0

1.2 15～65 ℃馏分性质

表2列出了俄油15～65 ℃馏分性质。从表2可以看出， 2013年俄油在这个馏分区间的收率为1.72%，较2008年为4.07%有所减少，馏分的密度为660.6 kg/m3（20 ℃），比2008年有所提高，也说明油品变重，轻组分减少。芳烃潜含量提高，作为乙烯裂解原料品质下降。

表2 15～65 ℃馏分性质

Table 2 Qualities of fractions between 15 and 65 ℃

评价时间 2008.2 2011.3 2013.7

收率，% 4.07 3.51 1.72

密度（20 ℃）/（kg·m-3） 643.3 645.9 660.6

w（硫），% 0.005 5 0.005 3 0.003 4

w（烷烃），% 85.20 89.63 83.32

w（环烷烃），% 14.80 9.41 14.85

w（芳烃潜），% 2.44 6.38 11.98

1.3 催化重整原料馏分性质

表3列出了俄油催化重整原料性质。从表3可以看出，2008年测试切割范围为65～170 ℃，2011年和2013年测试的切割范围为65～180℃，前者范围窄，但其收率为18.73%，高于后两者的18.02%和18.52%，环烷烃含量为40.85%，也高于后两者的33.10%和33.77%。硫和氮杂质含量高于2008年，增加了催化重整催化剂中毒的风险。芳烃潜含量逐渐降低，用做重整原料时，2013年重整生成油的芳烃产率要低于2008年。

表3 催化重整原料馏分性质

Table 3 Qualities of fractions belonging to catalytic reforming feedstock range

評价时间 2008.2

（65～170 ℃） 2011.3

（65～180 ℃） 2013.7

（65～180 ℃）

收率，% 18.73 18.02 18.52

密度（20 ℃）/（kg·m-3） 740.7 741.9 744.2

w（硫），% 0.003 7 0.02 0.028 6

w（氮）/（gg-1） 1.0 1.1 1.3

w（砷）/（?g·kg-1） <1 2 <1

w（烷烃，% 52.28 55.89 56.75

w（环烷烃，%） 40.85 33.10 33.77

w（芳烃潜含量，% 45.03 36.82 36.11

芳烃收率指数 54.57 54.14 52.72

1.4 喷气燃料馏分性质

表4列出了俄油喷气燃料性质。从表4数据可以看出，三次评价测试范围差值均为110 ℃，收率相近。测试馏分范围最高的2011年密度、粘度、硫含量和闪点高于其他两者。2013年俄油喷气燃料馏分的冰点为-46.2 ℃，较2008年130～240 ℃切割馏分的冰点-61 ℃高很多，精制后可生产3号喷气燃料。

表4 喷气燃料馏分性质

Table 4 Qualities of fractions belonging to jet fuels range

评价时间 2008.2

（130～240 ℃） 2011.3

（160～270 ℃） 2013.7

（150～260 ℃）

收率，% 18.87 19.15 18.71

密度（20 ℃）/（kg·m-3） 789.3 806.5 801.8

粘度（20 ℃）

/（mm2·s-1） 1.359 2.059 1.976

w（硫），% 0.013 81 0.1 0.08

实际胶质/（mg·（100mL）-1） 3 1.8 1

铜片腐蚀/级 1 1 1

冰点/℃ -61 -45 -46.2

闪点/℃ 40 63 58

烟点/mm 22 22 23.6

1.5 柴油馏分性质

表5列出了俄油柴油馏分性质。从表5对比数据看，柴油馏分各项性质变化不大。凝点较低，小于-30 ℃，具有较好的低温流动性。2013年和2011年硫含量为0.34%，与2008年相比有所提高，要生产符合国标的柴油需进行精制处理。

表5 柴油馏分（170～350℃）性质

Table 5 Qualities of fractions belonging to diesel range（170～350℃）

评价时间 2008.2 2011.3 2013.7

收率，% 33.30 33.84 32.56

密度（20 ℃）/（kg·m-3） 832.2 833.4 825.8

粘度（20 ℃）/（mm2·s-1） 3.4 3.6 3.6

凝点/℃ -32 -37 -42

w（硫），% 0.2 0.34 0.34

闪点（闭口）/℃ 75 77 72

苯胺点 65 67 69

十六烷值 50 49 49

1.6 催化裂化原料馏分性质

表6中列出了俄油催化裂化原料馏分性质。从表6中可以看出：俄油催化裂化原料馏分收率逐渐升高，2013年6月350～530 ℃收率最高，为28.60%，说明了俄油重组分含量增加。硫含量整体趋势在降低，对装置的腐蚀性减小。金属铜、钙、钠等含量先增加后降低，对催化剂的活性影响较大。芳烃含量减少明显，2013年仅为26.4%，催化裂化原料馏分芳烃含量大大降低，更适宜做催化裂化原料。

俄油减压渣油，残炭值为13.10%（m/m）、Ni+V含量为58.70×10-6，是较好的渣油加氢原料，适合采用固定床加氢工艺。

2.2 重油催化裂化

固定床渣油加氢技术发展之初是为顺应低硫船用燃料油的需求而开发的技术，但近年来，随着优质轻质燃料油的需求增长快速，固定床渣油加氢与渣油催化裂化组合应用，已逐渐成为渣油轻质化的重要手段。渣油加氢与催化裂化的组合工艺，也推进了渣油加氢技术的发展。国内催化裂化技术自1965年首套工业化IV型催化裂化装置以来，已发展了近50年。从最早的蜡油催化发展到重油催化，衍生出多产气体、多产柴油、及降低汽油烯烃等多种工艺。

可归纳为以下几个阶段：

1）原料重质化

包括提高进料掺渣比改造，在试点装置进行加工全减渣原料的探索，发展到加工全加氢重油。开发了系列外取热器等重油加工设备。

2）多产气体的研究

利用催化裂化技术增产丙烯甚至是乙烯，发展了ARGG、DCC等成熟的增产丙烯技术。

3）降烯烃工艺与工程的研究

从满足国Ⅲ排放标准开始，催化工艺开创了极具中国特色的汽油降烯烃时代。从FDFCC-Ⅲ、MIP技术[5，6]的单装置技术比选，发展到近期为满足国V排放标准[7，8]而将催化工艺与后续汽油加氢工艺联合进行技术比选。当催化汽油占全厂汽油池比例超过50%时，降烯烃工艺推荐为首选工艺。

4）大型化的研究

本世纪初，国内催化裂化装置规模达到当时的顶峰高度，蜡油及重油催化的规模分别迈进到了300万t/a蜡油催化及350万t/a重油催化。

采用了成熟可靠的两器布置方案、配套开发了成系列国产化大型动、静设备。对少数几处超出国内装备能力的烟机、关键特阀采取引进。

实现了装置投资省、占地小、能耗低，技术先进可靠、催化剂流化顺畅。

国内催化裂化技术经历近五十年的发展，走过消化吸收、博采众长的道路，已形成拥有自主知识产权的成套技术，有鲜明的技术特点，属国际先进水平[9，10]。

3 原油及成品油市场分析

3.1 近年俄罗斯原油价格变化

表9列出了近几年俄油、成品油价格。

表9 2009～2014年俄油、成品油价格（含税）

Table 9 Price （tax included） of Russian crude oil and

refined oil， 2009～2014 元/t

年份 俄罗斯原油 汽油， 0#柴油， -35#柴油，

2008年 6 250 5 670 5 790 6 650

2009年 3 880 6 300 5 450 6 500

2010年 4 880 7 420 6 470 7 350

2011年 6 400 8 710 7 690 8 590

2012年 6 400 8 960 7 870 8 990

2013年 5 955 8 780 7 790 8 850

2014年 5 630 9 060 7 560 8 040

由表9可以看出，俄油價格一直在高位波动，最高年份达122美元/桶，最低年份达70美元/桶；汽油价格最高年份9 060元/t，最低年份5 670元/t；柴油（0#）价格最高年份7 870元/t，最低年份5 450元/t；除了2008年成品油价格倒挂外，其它年份汽油价格均高于柴油。

伴随原油加工能力的增长，偏高的俄油价格以及国内炼化产品的市场环境与俄油加工企业现有加工流程间的矛盾日益凸显，经济效益始终欠佳，亟需进行结构优化调整。

3.2 成品油市场变化趋势

近年来，随着国内汽车的快速普及，汽油消费量不断攀升。“十一五” 期间汽油消费量增长较快，年均增长8.1%。其中，2014年国内汽油表观消费量分别为10031万t，同比增长7.1%。近五年我国汽油供需情况见表10。

表10 我国汽油供需现状

Table 10 Current supply and demand of gasoline in China

（ten thousand tons） 万t

年份 产 量 进口量 出口量 表观消费量

2009年 7 195 4 494 6 705

2010年 7 675 0 517 7 158

2011年 8 141 3 406 7 738

2012年 8 976 0 292 8 684

2013年 9 833 0 469 9 364

2014年 10 525 0 494 10 031

在考虑未来因素不确定性的情况下，对未来国内汽柴油需求设置不同情景下的预测方案，基准方案下国内汽油需求预测2017年和2020年分别为1.07亿t和1.39亿t， “十三五”期间年均增幅为4.1%。2015年至2020年我国汽油需求预测情况见图1。

图1 2015年至2020年我国汽油需求预测情况

Fig.1 Prediction of demand on gasoline from 2015 to 2020 in China

4 结 语

在现有的国内油品价格环境下，只有实现原油优化高效加工的战略思想，优化炼油装置结构和产品方案，对资源利用进行全面优化，才能提高企业的经济效益，为企业的持续发展奠定扎实的基础。

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