本发明涉及原油组分分析,是一种原油中石脑油收率和单体烃组成的测定方法。
背景技术:
1、随着炼油技术的不断发展,装置的原油炼制能力不断提高,一罐原油(50000方)被装置炼化处理,需要3至5天,炼化出的蒸馏石脑油是乙烯裂解装置最重要的裂解原料,该原料的单体烃组成对乙烯裂解装置的稳定生产具有直接的影响,因此建立快速评价原油中石脑油收率及石脑油单体烃组成信息的分析方法受到炼油经营层和工艺技术人员的高度重视。
2、目前标准化的原油中石脑油收率测定标准有两类,一是质量法测定原油中各馏程收率,主要代表是《原油蒸馏标准试验方法(15-理论板蒸馏柱)》gb/t 17280,该标准是将10l至20l的原油切割为20℃至50℃的窄馏分,称重各窄馏分的质量然后计算得到原油中石脑油收率,完成实验最少需要3天,获得完整的原油评价报告则需要20个工作日。二是色谱模拟法测定原油的馏程,主要代表有astm d5307(提供原油540℃以下的馏程)和astmd7500(提供原油150℃至700℃的馏程),试验完成时间不大于1小时。这两类原油中石脑油收率测定标准都是只提供石脑油收率数据,不提供石脑油单体烃数据。石脑油单体烃的检测最广泛采用的是《石脑油中单体烃组成测定法(毛细管气相色谱法)》sh/t 0714,该标准可以提供石脑油单体烃数据,不可以提供原油中石脑油收率数据,同时检测所需的石脑油样品需要通过gb/t 17280蒸馏获取或者装置将原油提炼后的石脑油罐中获取。若同时获得原油中石脑油收率和石脑油单体烃组成数据,至少需要3天时间,这种传统检测技术严重不满足装置原油炼制能力不断提高的需求。
3、近年来原油快评技术迅速发展,较为成熟的是近红外原油快评技术、中红外原油快评技术和核磁原油快评技术,这三种技术都需要根据石化公司采购原油产地、类型等条件建立对应的原油模型,若原油模型不匹配,重新建模必须提供该原油30批次以上的评价数据,且建模的核心技术掌握在国外公司手中。另外这三种技术提供的原油性质中不包括原油中石脑油的单体烃组成数据,而单体烃组成数据恰恰是乙烯裂解装置技术人员必需掌握的数据。
4、公告号为cn 106324229 b的中国专利文献公开了一种确定原油及石油流股详细分子组成的方法,该专利是将原油切割为不同的馏分,各馏分使用最近发展的分析设备进行详细组成剖析,结合工艺经验确定核心分子结构,通过数据库整合所获得的分子信息,形成原油或石油流股的详细分子组成信息指导生产。该专利虽然是对原油重油馏分剖析数据的更充分利用,但还是需将原油切割为窄馏分再进行分析检测。公开号为cn
5、109781967a的中国专利文献公开了一种原油切割计算分析方法,该专利是根据获得的原油评价数据通过特殊的计算方法,指导生产装置准确切割出所需要的原油馏分,避免了原油性质曲线经过人工平滑处理的差异。该专利使用的前提是有原油评价数据,而原油评价首先就要将原油切割为窄馏分再进行评价。公告号为cn 107250787 b的中国专利文献公开了一种石脑油料流的相对评价方法,该专利是将原油中石脑油性质信息输入指定的评价系统,通过评价系统提供该原油中的石脑油价值信息,其中原油石脑油信息可以是蒸馏法+色谱法,也可以是其他光谱的分析方法,评价系统提供的石脑油价值随客户提供的石脑油关键信息而变化。该专利要求提供原油的石脑油关键信息,石脑油关键信息的提供要么是传统的原油评价检测手段提供要么是原油快评技术提供。目前,这三个专利在使用前还是需要对原油进行切割然后对切割馏分检测,检测步骤仍较为繁琐。
技术实现思路
1、本发明提供了一种原油中石脑油收率和单体烃组成的测定方法,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决现有原油中石脑油收率和单体烃组成检测技术步骤繁琐检测时间长不能满足原油炼制的需求的问题。
2、本发明的技术方案是通过以下措施来实现的:一种原油中石脑油收率和单体烃组成的测定方法,按下述步骤进行:
3、第一步,采用预分离柱、分析柱、放空柱组合的方式对原油中的组分进行分析,根据原油中沸点低于正c14烷烃或者c15烷烃组分的出峰时间确定阀切割时间;
4、第二步,向原油样品中加入内标物后,注入色谱系统,在所需的色谱条件下,样品经预分离柱初步分离,通过阀切割使样品中沸点低于正c14烷烃或者c15烷烃的组分进入分析柱分离检测并得到色谱图,沸点高于正c14烷烃或者c15烷烃的组分进入放空柱;
5、第三步,建立c5至c14正构烷烃保留时间和沸点的标准曲线;
6、第四步,原油组分的计算,包括根据保留时间、沸点和色谱图中各组分的峰面积计算得到石脑油对应沸点的收率。
7、下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进:
8、上述第二步中,内标物的选择标准为:内标物为原油中没有的组分,内标物和石脑油单体烃分离度大于1.0,且内标物在fid检测器上的响应因子和正庚烷的响应因子比值为98%至102%。
9、上述内标物为c6至c9单烯烃中的一种,内标物的添加量为原油样品质量的0.5%至1.0%。
10、上述内标物为3,3-二甲基1-丁烯或3-乙基2-戊烯。
11、上述第四步中,石脑油对应沸点的收率按照以下方式计算得到:
12、c%=σai石÷σai原油 式1
13、σai原油=a内÷m% 式2
14、式中,
15、c%为石脑油收率,
16、a内为色谱图中内标物的峰面积,
17、σai原油为原油全组分等效的石脑油总面积,
18、m%为原油样品中内标物添加的质量分数,
19、σai石为色谱图上不包括内标物的第一个色谱峰到指定沸点对应的保留时间处的累计色谱峰面积之和。
20、上述第四步中,原油组分的计算还包括原油中单体烃组分的计算,具体步骤为:各单体烃组分对应的色谱图上的峰面积与原油全组分等效的石脑油总面积的比值即为单体烃在原油中的含量。
21、上述第二步中,色谱条件为:进样口温度320℃,分流比100:1,恒定线流速控制21cm/sec;预分离柱1.65m×0.1mm,分析柱为hp-1色谱柱100m×0.25mm,放空柱2.56m
22、×0.1mm;检测器为fid检测器,检测器温度320℃;分析柱升温程序:40℃,保持30min,以2℃/min升至200℃,再以5℃/min升至250℃,保持30min;阀切割事件:0.01min,阀off状态;35min,阀on状态;120min,阀off状态。
23、上述第三步中,建立c5至c14正构烷烃保留时间和沸点的标准曲线的具体操作为:根据c5至c14正构烷烃在分析柱上的保留时间,以保留时间为横坐标,c5至c14正构烷烃对应的沸点为纵坐标,建立保留时间和沸点的校准曲线。
24、本发明提供的原油中石脑油收率和单体烃组成的测定方法对于原油石脑油收率的检测重复性偏差不大于0.5%,和gb/t 17280法测试的石脑油收率数据相比,偏差小于1.3%;原油中石脑油单体烃相对偏差不大于平均值的3%,方法的准确性高,重复性好。该方法完成原油中石脑油收率检测和单体烃检测仅需4至6小时,大大提高了检测效率,为炼油厂快速制定原油加工方案或者原油采购谈判提供了数据和支持。该方法简化了原油中石脑油收率和单体烃组成检测的实验步骤,大大提高了分析效率,方法准确率高、重复性好,能为炼油装置快速制定原油加工方案或者原油采购谈判提供基础数据和技术支持,从而达到最有效利用原油中石脑油组分的综合经济效益。