原油
關(guān)注創(chuàng)建者：bnm112 創(chuàng)建時(shí)間：2020-12-17
原油的實(shí)例教程
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編 輯 | 化工活動(dòng)家
作 者 | 楊孟虎等
來(lái) 源 | 煉油技術(shù)與工程
關(guān)鍵詞 | 原油 順序加工
共 2869 字 | 建議閱讀時(shí)間 12 分鐘
導(dǎo) 讀
中國(guó)石油化工股份有限公司洛陽(yáng)分公司(洛陽(yáng)石化)擁有一套8.0Mt/a常減壓裝置，主要加工進(jìn)口低硫原油，包含WTI原油、南巴原油、盧拉原油、埃斯坡原油、桑格斯原油等，進(jìn)口高硫原油包含沙特中質(zhì)原油、沙特重質(zhì)原油等，以及中原原油、長(zhǎng)慶原油、塔河原油等。原油加工采用“分儲(chǔ)分煉、順序加工”模式，即進(jìn)口低硫原油和中原原油混合的管輸原油，長(zhǎng)慶原油及其性質(zhì)類似的低硫輕質(zhì)原油，進(jìn)口高硫原油，塔河原油等4類原油分開(kāi)進(jìn)行存儲(chǔ)；在低硫原油加工時(shí)常減壓裝置加工低硫輕質(zhì)原油和管輸原油，其減壓渣油單獨(dú)存儲(chǔ)供催化裂化裝置摻煉；在高硫原油加工時(shí)常減壓裝置加工高硫原油、塔河原油和管輸原油，其減壓渣油單獨(dú)存儲(chǔ)供焦化裝置和溶劑脫瀝青裝置；根據(jù)減壓渣油平衡情況，高硫原油和低硫原油依次進(jìn)行切換加工，原油順序加工簡(jiǎn)易流程如下圖所示。
展開(kāi) 原油常減壓蒸餾裝置的工藝特征
（一）初餾塔的作用
原油蒸餾是否采用初餾塔應(yīng)根據(jù)具體條件對(duì)有關(guān)因素進(jìn)行綜合分析后決定。下面討論初餾塔的作用。
1．原油的輕餾分含量
含輕餾分較多的原油在經(jīng)過(guò)換熱器被加熱時(shí)，隨著溫度的升高，輕餾分汽化，從而增大了原油通過(guò)換熱器和管路的阻力，這就要求提高原油輸送泵的揚(yáng)程和換熱器的壓力等級(jí)，也就是增加了電能消耗和設(shè)備投資。
如果將原油經(jīng)換熱過(guò)程中已汽化的輕組分及時(shí)分離出來(lái)， 讓這部分餾分不必再進(jìn)入常壓爐去加熱。這樣一是能減少原油管路阻力， 降低原油泵出口壓力；二是能減少常壓爐熱負(fù)荷，二者均有利于降低裝置能耗。因此，當(dāng)原油含汽油餾分接近或大于 20％時(shí)，可采用初餾塔。
2．原油脫水效果
當(dāng)原油因脫水效果波動(dòng)而引起含水量高時(shí)，水能從初餾塔塔頂分出，使得常壓塔操作免受水的影響，保證產(chǎn)品質(zhì)量合格。
3．原油的含砷量
對(duì)含砷量高的原油如大慶原油（As＞2000μg/g），為了生產(chǎn)重整原料油，必須設(shè)置初餾塔。重整催化劑極易被砷中毒而永久失活，重整原料油的砷含量要求小于200μg/g。如果進(jìn)入重整裝置的原料的含砷量超過(guò) 200μg/g，則僅依靠預(yù)加氫精制是不能使原料達(dá)到要求的。
此時(shí)，原料應(yīng)在裝置外進(jìn)行預(yù)脫砷，使其含砷量小于 200μg/g 以下后才能送入重整裝置。
重整原料的含砷量不僅與原油的含砷量有關(guān)，而且與原油被加熱的溫度有關(guān)。例如在加工大慶原油時(shí)，初餾塔進(jìn)料溫度約 230℃，只經(jīng)過(guò)一系列換熱，溫度低且受熱均勻，不會(huì)造成砷化合物的熱分解，由初餾塔頂?shù)玫降闹卣系暮榱啃∮?200μg/g。若原油加熱到 370℃直接進(jìn)入常壓塔，則從常壓塔頂?shù)玫降闹卣系暮榱客ǔ８哌_(dá) 1500μg/g。重整原料含砷量過(guò)高不僅會(huì)縮短預(yù)加氫精制催化劑的使用壽命， 而且有可能保證不了精制后的含砷量降至 1μg/g 以下。
展開(kāi) 中國(guó)石化非常重視原油直接制化學(xué)品技術(shù)路線（即“油轉(zhuǎn)化）”技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用，已自主研發(fā)出兩條“油轉(zhuǎn)化”技術(shù)路線。此次原油蒸汽裂解技術(shù)是“油轉(zhuǎn)化”的路線之一，將原油直接轉(zhuǎn)化為乙烯、丙烯等化學(xué)品。另外一條路線——原油催化裂解技術(shù)，已在今年4月實(shí)現(xiàn)了全球首次工業(yè)化應(yīng)用，可以直接將原油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)烯烴和芳烴等化學(xué)品。
11月17日，從中國(guó)石化新聞辦獲悉，中國(guó)石化重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目“輕質(zhì)原油裂解制乙烯技術(shù)開(kāi)發(fā)及工業(yè)應(yīng)用”在所屬天津石化工業(yè)試驗(yàn)成功，可直接將原油轉(zhuǎn)化為乙烯、丙烯等化學(xué)品，實(shí)現(xiàn)了原油蒸汽裂解技術(shù)的國(guó)內(nèi)首次工業(yè)化應(yīng)用。
此次原油蒸汽裂解技術(shù)是“油轉(zhuǎn)化”的路線之一，它“跳過(guò)”傳統(tǒng)原油精煉過(guò)程，將原油直接轉(zhuǎn)化為乙烯、丙烯等化學(xué)品，相當(dāng)于麥子可以直接做成面包，省去了磨成面粉的環(huán)節(jié)。這將大大縮短生產(chǎn)流程、降低生產(chǎn)成本，同時(shí)大幅降低能耗和碳排放。
這一技術(shù)由中國(guó)石化集團(tuán)公司組織所屬北京化工研究院、工程建設(shè)有限公司完成了研發(fā)及工程化，在天津石化開(kāi)展工業(yè)試驗(yàn)。目前已申請(qǐng)中國(guó)發(fā)明專利45項(xiàng)、國(guó)際發(fā)明專利1項(xiàng)。據(jù)了解，目前全球僅埃克森美孚、中國(guó)石化成功實(shí)現(xiàn)了該技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用。經(jīng)測(cè)算，應(yīng)用該技術(shù)每加工100萬(wàn)噸原油，可產(chǎn)出化學(xué)品近50萬(wàn)噸，其中乙烯、丙烯、輕芳烴和氫氣等高價(jià)值產(chǎn)品近40萬(wàn)噸，整體技術(shù)達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平，經(jīng)濟(jì)價(jià)值巨大。
4月26日，中國(guó)石化所屬石油化工科學(xué)研究院自主研發(fā)的原油催化裂解技術(shù)在揚(yáng)州石化成功進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)，直接將原油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)烯烴和芳烴等化學(xué)品。這是原油催化裂解技術(shù)的全球首次工業(yè)化應(yīng)用，標(biāo)志著我國(guó)原油直接制化學(xué)品技術(shù)取得突破性進(jìn)展，成為世界上原油催化裂解技術(shù)路線領(lǐng)跑者。
展開(kāi) 2015年5月底，國(guó)家發(fā)改委公布相關(guān)核查評(píng)估公示，初步確認(rèn)山東東明石化集團(tuán)（以下簡(jiǎn)稱東明石化）獲得原油進(jìn)口使用權(quán)，每年可使用量為750萬(wàn)噸，成為對(duì)外公布的首家獲得進(jìn)口原油使用資質(zhì)的地方煉油企業(yè)。
據(jù)了解，在東明石化獲批之后，國(guó)家將繼續(xù)放開(kāi)進(jìn)口原油使用權(quán)，2015年仍將約有十家符合條件的煉油企業(yè)獲批，總規(guī)模約為3000萬(wàn)噸/年。
“石油市場(chǎng)化體制改革的一個(gè)目的，就是要放寬準(zhǔn)入門(mén)檻、形成多元化的市場(chǎng)主體。”全國(guó)工商聯(lián)石油業(yè)商會(huì)會(huì)長(zhǎng)、泰地集團(tuán)總裁張躍在接受《中國(guó)經(jīng)營(yíng)報(bào)》記者采訪時(shí)表示，民營(yíng)煉油企業(yè)開(kāi)始獲得進(jìn)口原油使用權(quán)，這只是中國(guó)石油市場(chǎng)體制改革的第一步。后期仍有更多的改革空間，如原油進(jìn)口權(quán)開(kāi)放、更多民營(yíng)企業(yè)參與石油戰(zhàn)略儲(chǔ)備等。
消息顯示，以國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局牽頭的相關(guān)部門(mén)和智庫(kù)機(jī)構(gòu)正在制定石油天然氣改革總方案，這也是中央全面深化改革在2015年的一項(xiàng)重要工作。具體的方案有望在下半年亮相。
使用權(quán)資質(zhì)將擴(kuò)圍
東明石化作為全國(guó)最大的地方煉油企業(yè)，獲得了第一份進(jìn)口原油使用權(quán)的“牌照”，這也意味著從2013年開(kāi)始研究的進(jìn)口原油使用權(quán)開(kāi)放政策，經(jīng)過(guò)兩年的時(shí)間終于實(shí)質(zhì)性落地。
2013年10月國(guó)家發(fā)改委印發(fā)《煉油企業(yè)進(jìn)口原油使用資質(zhì)條件(征求意見(jiàn)稿)》，期間相關(guān)內(nèi)容修改多次。2015年2月發(fā)改委正式公布《關(guān)于進(jìn)口原油使用管理有關(guān)問(wèn)題的通知》（以下簡(jiǎn)稱《通知》），其中對(duì)于原油加工企業(yè)的裝置、能耗、用油數(shù)量進(jìn)行了詳盡的明確。其中重要的一條就是，擁有一套及以上單系列設(shè)計(jì)原油加工能力大于200萬(wàn)噸/年(不含)的常減壓裝置。
為了獲得使用權(quán)，不少煉油企業(yè)也對(duì)煉化裝置進(jìn)行了淘汰、升級(jí)。
展開(kāi) 在原油輸送管道內(nèi)，易出現(xiàn)殘留石蠟和垢的沉積，導(dǎo)致管道內(nèi)的有效通流截面減小，造成輸油困難，降低輸量，并存在安全隱患。針對(duì)石油開(kāi)采及運(yùn)輸中出現(xiàn)的結(jié)蠟與結(jié)垢的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)公司通過(guò)研究合金組分、微觀結(jié)構(gòu)和電化學(xué)催化作用以及清防蠟和垢效果之間的相互影響規(guī)律，設(shè)計(jì)并優(yōu)化由多元合金所構(gòu)成的清防蠟和垢技術(shù)結(jié)構(gòu)和參數(shù)，豐富和發(fā)展清防蠟和垢的作用機(jī)理，開(kāi)發(fā)出了一種新型的、適用較廣的特種合金防蠟防垢裝置，改變了磁性材料、機(jī)械和化學(xué)清防蠟和垢的弊端，提高了石油開(kāi)采與運(yùn)輸?shù)男б妗?目前國(guó)內(nèi)防蠟主要技術(shù)
近年來(lái)， 國(guó)內(nèi)外研究者通過(guò)對(duì)石油管道輸送中蠟和垢的沉積過(guò)程和形成機(jī)理進(jìn)行了大量的試驗(yàn)和理論研究， 從不同角度探討蠟和垢沉積的影響因素，研制和開(kāi)發(fā)出了多種清防蠟和垢的技術(shù)及產(chǎn)品， 使得石油開(kāi)采過(guò)程中的結(jié)蠟和結(jié)垢問(wèn)題得到了一定程度的緩解。目前， 國(guó)內(nèi)外清防蠟技術(shù)主要可以分為物理清防蠟技術(shù)和化學(xué)清防蠟技術(shù)兩大類， 所采用的清防垢技術(shù)主要為化學(xué)法。
在油田集輸油系統(tǒng)中常用的清防蠟技術(shù)主要包括如下幾個(gè)方面。１） 改變管材的性質(zhì)。可采用玻璃鋼管、 塑料管道， 以及將與蠟晶結(jié)合力較弱的涂料涂在金屬管道上等方法改變管材的性質(zhì)。對(duì)于玻璃鋼管和塑料管道，其表面光滑， 使石蠟在管壁的結(jié)晶核心有所減少， 因此蠟晶顆粒不易在管壁沉積； 涂料因?yàn)榫哂袠O性，涂在管道壁上可以形成極性的表面， 因而不利于非極性的石蠟沉積。２） 增加石蠟在原油中的溶解度。其主要方法包括加熱、 地面管線保溫以及向原油中摻入輕質(zhì)組分或其他溶劑油等。３） 磁防蠟。磁防蠟技術(shù)是通過(guò)對(duì)原油進(jìn)行磁處理， 進(jìn)而減少石蠟在管道表面的析出和結(jié)晶， 并阻礙蠟晶聚結(jié)， 從而起到防蠟的作用。４）生物防蠟技術(shù)。微生物防蠟技術(shù)是結(jié)合含蠟原油的特點(diǎn)和原油蠟沉積的機(jī)理， 通過(guò)試驗(yàn)篩選出適合所選油樣的菌種， 利用微生物本身及其代謝產(chǎn)物的作用， 達(dá)到原油輸送過(guò)程中防蠟的目的。
展開(kāi) 
原油的最新內(nèi)容
在石油產(chǎn)品的儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)，尤其是涉及液化石油氣（LPG）、原油或成品油的裝卸與管道輸送時(shí)，質(zhì)量流量計(jì)被廣泛應(yīng)用于貿(mào)易交接（custody transfer），由于直接輸出質(zhì)量單位（如 kg/h 或 t/h），避免了因密度變化帶來(lái)的計(jì)量誤差，確保交易公平透明，Bronkhorst 的 Coriolis 質(zhì)量流量計(jì)不僅滿足 API、OIML 等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，還具備自診斷與數(shù)字通信功能，便于集成到 SCADA 或
因此，本文采用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法，研究體相CO2/原油的混相機(jī)理。
通過(guò)我這套LAMMPS, GROMACS代碼，你可以實(shí)現(xiàn)不同氣體，不同油種類，不同溫度下的油氣界面張力和最小混相壓力計(jì)算。這套代碼還可以把氣體換成水，在氣體/水中加入表面活性劑，助溶劑等，進(jìn)行研究。
MS，LAMMPS，GROMACS均可以實(shí)現(xiàn)，這里介紹LAMMPS，GROAMCS流程。
全部流程如下：
1，建立壁面模型(干酪根，石墨烯，二氧化硅，蒙脫石，高嶺石，伊利石，方解石等)；建立原油組分分子結(jié)構(gòu)；建立注入氣(CO2, CH4, N2)的分子結(jié)構(gòu)；
2，賦予干酪根CVFF力場(chǎng)，粘土礦物ClayFF力場(chǎng)，CO2, N2分別用fix rigid設(shè)為剛體，CH4用聯(lián)合原子/OPLS力場(chǎng)，原油組分用OPLS-AA力場(chǎng)。
我們將原油、黃金價(jià)格及多個(gè)相關(guān)指數(shù)作為輸入特征，經(jīng)過(guò)特征變換構(gòu)建預(yù)測(cè)模型，達(dá)到7天價(jià)格預(yù)測(cè)誤差率降至8%以內(nèi)，較傳統(tǒng)方法提升32%準(zhǔn)確率。而通過(guò)預(yù)測(cè)價(jià)格拐點(diǎn)，企業(yè)可鎖定低價(jià)原料窗口，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)年均采購(gòu)成本降低8%～12%。
03 LLM 在工業(yè)中有什么用
接下來(lái)，我想簡(jiǎn)單介紹一下大模型在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。
圖 3.8輸出流體密度云圖
3 工程應(yīng)用
3.1 石油工程
在石油開(kāi)采過(guò)程中，注水開(kāi)采是一種常見(jiàn)的二次采油方法，通過(guò)向油藏中注入水來(lái)驅(qū)替原油，提高原油的采收率。Level-set方法可以用于模擬注水過(guò)程中的油水兩相流動(dòng)，幫助工程師更好地理解油水在油藏孔隙介質(zhì)中的滲流規(guī)律，預(yù)測(cè)注水波前的推進(jìn)速度和形態(tài)，以及優(yōu)化注水方案，提高注水效果和原油采收率。
例如，采用積鼎VirtualFlow混合流模型+原油/非牛頓流體模型模擬油井區(qū)域多相流動(dòng)，通過(guò)捕捉段塞流、分析設(shè)備磨損、預(yù)測(cè)深海石油泄露和管道堵塞等問(wèn)題，為油井區(qū)域的安全生產(chǎn)和優(yōu)化提供重要依據(jù)。
2. 油氣運(yùn)輸與存儲(chǔ)
在油氣運(yùn)輸和存儲(chǔ)環(huán)節(jié)，流動(dòng)保障是確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。
因此，本文采用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法，研究體相及納米孔隙中CO2/原油的混相機(jī)理，以及納米孔隙中CO2驅(qū)替原油的作用規(guī)律：另外，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)CO2的注采工藝特點(diǎn)，分別開(kāi)展了CO2加壓驅(qū)替以及降壓抽提原油時(shí)的混相行為研究：最后，根據(jù)氣驅(qū)的基本特點(diǎn)，提出并分析了CO2/N2段塞驅(qū)提高致密油采收率的方法與微觀機(jī)理。
整個(gè)分子動(dòng)力學(xué)過(guò)程通過(guò)Lammps實(shí)現(xiàn)，其中部分壁面需要在MS中進(jìn)行調(diào)整。
水驅(qū)油是一種在石油開(kāi)采中常用的提高原油采收率的技術(shù)，其原理是通過(guò)向油藏中注入水，利用水的壓力將原油從地下巖石的孔隙中推向生產(chǎn)井，從而實(shí)現(xiàn)原油的開(kāi)采。本COMSOL案例介紹在重力作用下多孔介質(zhì)中的水油兩相流模型。
總體上，在相同的輸入條件下，VirtualFlow軟件能較好地還原油面形狀，計(jì)算精度較高。
結(jié) 論
通過(guò)上述案例介紹，我們可以看出VirtualFlow軟件在燃油晃動(dòng)模擬方面展現(xiàn)出了卓越的適用性。無(wú)論是對(duì)于簡(jiǎn)單的燃油晃動(dòng)現(xiàn)象，還是對(duì)于復(fù)雜的、涉及多種物理效應(yīng)的晃動(dòng)問(wèn)題，該軟件都能夠提供穩(wěn)定、可靠的解決方案。
總體上，在相同的輸入條件下，VirtualFlow軟件能較好地還原油面形狀，計(jì)算精度較高。
圖12
結(jié) 論
通過(guò)上述案例介紹，我們可以看出VirtualFlow軟件在燃油晃動(dòng)模擬方面展現(xiàn)出了卓越的適用性。無(wú)論是對(duì)于簡(jiǎn)單的燃油晃動(dòng)現(xiàn)象，還是對(duì)于復(fù)雜的、涉及多種物理效應(yīng)的晃動(dòng)問(wèn)題，該軟件都能夠提供穩(wěn)定、可靠的解決方案。
