原油及其馏分油的硫含量关联的研究

原油及其馏分油的硫含量关联的研究*单石灵徐志达李志松中国石化股份有限公司广州分公司（广东省广州市510726）摘要汇集了83种国内外原油共110次的硫含量评价分析数据，对原油及其各馏分硫含量进行了分析比较，找出了各馏分硫含量与原油硫含量的关联关系。结果表明,轻馏分硫含量与原油硫含量的关联性较差，重馏分硫含量与原油硫含量的关联性好。在装置设计和生产控制过程中，可以用原油和馏分油硫含量的线性关系来预测原油各馏分油的硫含量。主题词原油馏分油硫含量关联11前言原油中硫杂质的存在不仅影响产品的质量、加剧对设备的腐蚀，而且对环境的保护和安全生产构成威胁。由于国内原油生产量的增长赶不上市场对石油产品及化工原料需求的增长，我国进口大量的原油，其中中东高含硫原油会占较大比例。因此，有必要研究原油各馏分的硫含量变化情况，为炼油设计和生产控制提供基础数据。有文献曾对几种典型的高含硫原油的各馏分硫含量分布进行研究[1～2]，或对某炼油厂各生产装置进行了硫平衡调查[3～5]，以便作为质量监测、安全生产、设备防腐和环境保护的参考依据。本文汇集了广州石化加工过的83种国内外原油共110次的硫含量评价分析数据，对其各馏分硫含量分布进行了研究，以找出各馏分硫含量与原油硫含量的关联关系。22原油硫含量、馏分油馏程及数据关联2.1原油硫含量表1为本文收集到的进行关联研究的原油品种及其硫含量。按区域划分，国内原油11种，进口原油72种；按硫含量划分，高硫油(2.0%)2种、含硫油(0.5~2.0%)19种、低硫油(0.5%)62种。表1原油品种及硫含量出产国家原油名称硫含量*,%出产国家原油名称硫含量*,%中国惠州混合0.001阿根廷伊斯卡兰特0.156大庆0.029/0.096/0.130/0.170阿联酋穆尔班0.860西江0.054阿曼阿曼0.980/1.018/1.109/1.280陆丰0.087安哥拉卡宾达0.110涠洲0.180/0.200/0.200帕兰卡0.173流花0.195内姆巴0.180辽河0.297/0.332/0.380/0.400吉拉索0.330渤海绥中0.316奎都0.660三水0.420澳大利亚柯萨克0.025胜利0.711/0.740/0.786巴基斯坦巴丁0.160胜利中原混合1.001巴布新几内亚库图布0.034泰国依拉旺0.015/0.150巴拿马巴拿马中质0.870坦他万0.042巴拿马轻质0.901帕坦尼0.051巴西马利0.670班切玛斯0.060赤道几内亚扎菲洛0.240文莱诗里亚0.070色尔巴0.640钱皮恩0.131刚果觉罗0.260也门马瑞普0.057/0.140杰诺0.299马西拉0.640/0.641加蓬曼吉1.313印尼新比朗0.021喀麦隆科乐0.280邦堂0.042乐克里0.420阿塔卡0.043利比亚高法克斯0.340伊坎帕里0.067义赛德0.480班禺0.069锡尔提加0.650拉朗0.075/0.191马来西亚拉布安0.100阿伦比0.080都兰0.250韦杜里0.080美国UN-12670.033汉迪尔0.083北坡0.909/0.950/1.091米纳斯0.090尼日利亚博尼0.127辛塔0.091/0.113奥都都0.150汉迪尔0.101尼日利亚0.158卡玛0.110福卡多斯0.176阿珠纳0.200挪威安坦0.250查蒂巴朗0.220奥斯伯格0.291杜里0.221卓根0.160巴达0.480沙特拜里1.337瓦利欧0.570/0.583/0.646沙特轻质1.836/2.300越南白虎0.056沙特中质2.800大熊0.082/0.113/0.128伊朗伊朗轻质1.382/1.430/1.512俄罗斯乌拉尔1.450伊朗重质1.722/1.800加拿大瑞宝0.480拉万1.938英国布伦特0.410注：同一原油，因采集批次不同，硫含量数据为多组。2.2馏分油的馏程原油在实沸点蒸馏试验装置上进行切割，该装置采用金属塔结构、符合ASTMD2892标准的设计。馏分切割控制温度范围见表2。2.3数据关联处理对上述84种原油共110次分析评价数据(硫含量)进行综合分析、数学处理，以考察原油各馏分硫含量与原油硫含量的关系规律。采用线性回归方法对馏分硫含量和原油硫含量进行关联，R2的大小可说明关联关系程度。由于原油硫含量为0时，各馏分油的硫含量理论上应该为0，线性回归时人为设定截距为0。33原油及其馏分油的硫含量关联3.1石脑油馏分中的硫含量表2馏分油的馏程℃馏分名称馏程温度范围石脑油喷气燃料灯油柴油蜡油渣油180160～240180～260180～360，260～360360～500360，500图1为石脑油硫含量与原油硫含量的关系图。由图可知，不管原油硫含量的高低，直馏石脑油的硫含量普遍较低，一般在0.06%以下。但个别原油（巴拿马轻质）的石脑油的硫含量可高达0.2%以上。将石脑油硫含量与原油硫含量作线性回归，则有如下关系式：Y1=0.0333XY1：石脑油硫含量，%X：原油硫含量，%R2较小，只有0.2884,说明石脑油硫含量与原油硫含量的关联性较差。图1石脑油硫含量与原油硫含量关系图2航煤馏分油硫含量与原油硫含量关系3.2喷气燃料馏分中的硫含量图2为喷气燃料馏分硫含量与原油硫含量关系图。由图可知，低硫原油的喷气燃料馏分油硫含量普遍较低，一般在0.13%以下，含硫原油的喷气燃料馏分油的硫含量较高，有的高达0.25%以上，个别原油（巴拿马轻质）的喷气燃料馏分的硫含量可高达0.4%以上。将喷气燃料馏分油硫含量与原油硫含量作线性回归，则有如下关系式：Y2=0.109XY2：喷气燃料馏分油硫含量，%X：原油硫含量，%喷气燃料馏分油硫含量与原油硫含量的相关性较石脑油硫含量与原油硫含量的相关性好，R2为0.5943。因此，可以用该关系式对不同原油的喷气燃料馏分油硫含量进行简单预测。3.3灯油馏分中的硫含量图3为灯油馏分硫含量与原油硫含量关系图。由图可知，低硫原油的灯油馏分硫含量普遍较低，一般在0.15%以下，含硫原油的喷气燃料馏分油的硫含量较高，有的高达0.50%以上。将其作线性回归，灯油馏分硫含量与原油硫含量有如下关系式：Y3=0.194XY3：灯油馏分硫含量，%X：原油硫含量，%灯油馏分硫含量与原油硫含量的相关性较好，R2为0.792。可以用该关系式对不同原油的灯油馏分硫含量进行简单预测。图3灯油馏分硫含量与原油硫含量关系图4柴油馏分（180~360℃）硫含量与原油硫含量关系3.4柴油馏分中的硫含量图4、5分别为180~360℃柴油馏分和260~360℃重柴油馏分硫含量与原油硫含量关系图。180~360℃柴油馏分和260~360℃柴油馏分硫含量与原油硫含量的线性关系式分别如下：Y4=0.433XY5=0.608XY4：180~360℃柴油馏分硫含量,%Y5：260~360℃柴油馏分硫含量,%X：原油硫含量,%由图可知，柴油馏分硫含量与原油硫含量的线性相关性比轻馏分（石脑油、喷气燃料和灯油）与原油硫含量的线性相关性好，R2分别为0.8855和0.8600。在装置设计和生产控制过程中，可以用线性关系式来预测不同原油的柴油馏分硫含量。图5柴油馏分（260~360℃）硫含量与原油硫含量关系图6蜡油馏分硫含量与原油硫含量关系3.5蜡油馏分中的硫含量图6为蜡油馏分硫含量与原油硫含量关系图。由图可知，蜡油馏分硫含量与原油硫含量的线性相关性很好，R2分别为0.9275。蜡油馏分的硫含量约为原油硫含量的1.1倍，蜡油馏分硫含量与原油硫含量的线性关系式如下：Y6=1.09XY6：蜡油馏分，%X：原油硫含量，%3.6渣油馏分中的硫含量图7、8为渣油馏分(常压渣油360℃，减压渣油500℃)硫含量与原油硫含量关系图。由图可知，渣油馏分硫含量与原油硫含量的线性相关关系很好，R2分别为0.9637和0.9355。渣油馏分硫含量与原油硫含量的线性关系式如下：Y7=1.59XY8=2.01XY7：渣油馏分(360℃)硫含量，%Y8：渣油馏分(500℃)硫含量，%X：原油硫含量，%常压渣油硫含量约为原油硫含量的1.6倍，减压渣油硫含量约为原油硫含量的2倍。因此，在加工高含硫原油时，尤其要注意装置高温部位的硫腐蚀和重馏分加工装置的腐蚀及其对产品质量和环境保护的影响。图7渣油馏分(360℃)硫含量与原油硫含量关系图8渣油馏分(500℃)硫含量与原油硫含量关系图9几种典型原油的馏分油硫含量变化3.7几种典型原油原油不同馏分的硫含量变化图9为几种典型原油（卡宾达、胜利、马西拉、阿曼、伊朗重质、沙特轻质、拉万、沙特中质，其硫含量分别为0.11%、0.74%、0.64%、1.11%、1.72%、2.30%、1.94%、2.80%）的馏分油硫含量随馏分轻重的变化图。由图9可知，低硫原油的馏分硫含量随馏分变重的增加缓慢，而含硫原油和高硫原油馏分的硫含量随馏分变重的升高明显。说明高含硫原油的重馏分（260℃）硫含量高，尤其是蜡油和渣油馏分的硫含量。44结论（1）馏分油硫含量与原油硫含量有一定的关联关系，轻馏分硫含量与原油硫含量的相关性较差，重馏分硫含量与原油硫含量的相关性好；（2）蜡油馏分的硫含量约为原油硫含量的1.1倍，常压渣油硫含量约为原油硫含量的1.6倍，减压渣油硫含量约为原油硫含量的2倍。因此，在加工高含硫原油时，尤其要注意装置高温部位的硫腐蚀和重馏分加工装置的腐蚀及其对产品质量和环境保护的影响；（3）低硫原油的馏分硫含量随馏分变重的增加缓慢，而含硫原油和高硫原油馏分的硫含量随馏分变重的升高明显；（4）在装置设计和生产控制过程中，可以用原油和馏分油硫含量的相关关系来预测原油各馏分的硫含量。参考文献1贾鹏林.全面腐蚀控制，2001，15（5），9～152崔新安，贾鹏林.石油化工腐蚀与防护，2001，18（1），1～73汤海涛，凌珑，王龙延.炼油设计，1999，29（8），9～154高向东.石油化工腐蚀与防护，2002，19（4），1～75李永安.石油化工腐蚀与防护，2001，18（4），35～42