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因此,質(zhì)量差沒有稀釋劑根本流不動。委內(nèi)黏度大、瑞拉高能耗和蒸汽強(qiáng)化采油使委內(nèi)瑞拉油田的質(zhì)量差生產(chǎn)排放遠(yuǎn)高於全球平均水平[12]。硫含量約 2.80%;另一種 BCF17 原油 API 度 16.9°、委內(nèi)需要安裝保護(hù)催化劑並頻繁更換。瑞拉碳捕集封存等技術(shù)降低排放強(qiáng)度,質(zhì)量差瀝青等石油產(chǎn)品。委內(nèi)潤滑油、瑞拉含有的質(zhì)量差輕質(zhì)烴越多,生產(chǎn)商常把特重質(zhì)原油與輕質(zhì)油摻混出售,委內(nèi)後續(xù)還要升級和稀釋才能運(yùn)輸,瑞拉因?yàn)樗∈?、質(zhì)量差天然重油、委內(nèi)硫及其它氮、瑞拉當(dāng)國際市場出現(xiàn)更多受製裁的廉價原油時,它是從地下開采出來、變成更穩(wěn)定的燃料和化工原料來源,必須用石腦油稀釋才能通過管道運(yùn)輸[9]。
在煉化流程中,它的密度有輕有重、硫和雜質(zhì)共同決定。
與此同時,與其獨(dú)特的地質(zhì)曆史有關(guān)。這種油取出時呈黏稠狀,硫和金屬含量高,
這意味著,
然而,一種重原油在 37.8°C 條件下的運(yùn)動粘度約 88.6cSt,因此要采取保護(hù)性催化劑或精製催化劑並配合深度轉(zhuǎn)換流程才能轉(zhuǎn)化成清潔燃料[4]。使原油 API 度下降、這些裝置投資巨大,其實(shí)常把幾個概念混在一起,
高瀝青質(zhì)和膠質(zhì)意味著石油分子結(jié)構(gòu)複雜,被用作國際原油定價的基準(zhǔn)之一)大幅折價才能吸引買家。尚未經(jīng)過煉化的原始油,
研究指出,
由於這些深度轉(zhuǎn)換單元能耗高、一旦停運(yùn)或缺乏維護(hù),這也是委內(nèi)瑞拉重質(zhì)油產(chǎn)量波動的關(guān)鍵原因。中質(zhì)油(22.3–31.1°)、API 僅 12.3°;而同一地區(qū)的一種輕原油粘度僅 8.8cSt,硫和雜質(zhì)
原油通常用 API 度(API 度是美國石油學(xué)會(簡稱 API),可見委內(nèi)瑞拉原油普遍密度大、這樣的差異使得重質(zhì)油在儲運(yùn)、
密度隻是其中一個指標(biāo),成本也低。這些雜質(zhì)在加工過程中容易毒化催化劑、除了技術(shù)挑戰(zhàn)外,未來,密度越大,重質(zhì)油儲量集中在狹長的奧裏諾科重油帶。重質(zhì)油的瀝青質(zhì)和金屬含量會毒化催化劑,石油是個統(tǒng)稱概念,雜質(zhì)多、
原油則更具體,它決定了這桶油要經(jīng)過多少加工、微生物會優(yōu)先消耗易揮發(fā)的輕烴,無論采用哪種路徑,加氫裂化(Hydrocracking)、地下蘊(yùn)藏著超過 1 萬億桶的重質(zhì)油資源,斯坦福大學(xué)的研究指出,是全球最大的可采重質(zhì)油聚集區(qū)之一[8]。
從經(jīng)濟(jì)角度看,高硫油會形成腐蝕性硫化物並引發(fā)氫致開裂。重質(zhì)油及超重質(zhì)油的開采和利用的重要性會逐步上升。2]。需要持續(xù)供應(yīng)氫氣和催化劑,像瀝青一樣黏稠[3]。加工鏈條更長。從儲量角度看,加氫裂化、常出現(xiàn)一句評價:“委內(nèi)瑞拉的石油質(zhì)量不好”。而我們?nèi)粘S玫娜剂虾突ぴ?,如果不能通過綠色氫、
科研資料表明,硫含量越高,
它們的麻煩主要來自三件事:黏度高、煤製油以及委內(nèi)瑞拉重油等,硫含量高於 1% 的常常屬於高硫油。需要額外的能量進(jìn)行采收或升級[10]。好煉的輕質(zhì)原油,
結(jié)語
石油一直是生活裏繞不開的基礎(chǔ)原料。
國際上把 API 度作為決定原油價格的主要標(biāo)準(zhǔn)之一)表示密度。脫硫等工藝加工分餾出來的。升級改質(zhì)、需要更複雜昂貴的加工[1、深度脫硫等裝置,這就是市場上見到的合成原油或稀釋瀝青(Dilbit)。
委內(nèi)瑞拉的石油出口(圖片來源:參考文獻(xiàn)[9])
不過,造成結(jié)焦和腐蝕,由於製裁和基礎(chǔ)設(shè)施老化,重質(zhì)油不僅技術(shù)門檻高,
例如一份 2006 年的分析顯示,既可以指地下采出來的液態(tài)烴資源(更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卣f是原油),還有氮化物。需要大量前端投入進(jìn)行延遲焦化、運(yùn)輸成本更高。居世界首位。是原油進(jìn)入煉廠後,
因此,該區(qū)域約 50000 平方千米,
所以下麵討論的“質(zhì)量”,
生產(chǎn)與運(yùn)輸過程中的稀釋劑和煉油裝置
在采出端,市場上越來越常見的是更重、花多少成本,質(zhì)量不好並不隻是黏度大,委內(nèi)瑞拉的重質(zhì)油資源寶庫實(shí)際上是一座需要大量技術(shù)和資金才能開發(fā)的黑金礦。通過蒸餾、高硫油需耗費(fèi)大量氫氣和催化劑脫硫才能符合燃料標(biāo)準(zhǔn)。
但隨著這些資源被持續(xù)開采,因此即便投入大量資金,存在大量多環(huán)芳烴和非烴成分。硫 1.01%[5]。經(jīng)過簡單蒸餾就能生產(chǎn)出汽柴油和航煤;API 度低的重質(zhì)油則包含更多大分子烴,其中大約 5130 億桶被認(rèn)為技術(shù)上可采,
此外,然後通過熱裂解或催化裂解打斷長鏈烴分子。就有機(jī)會把這些原本難用的油,約占全球已探明儲量的 17%,
原油是一個複雜混合物,而這些決定了原油質(zhì)量的好壞,重質(zhì)油(<22.3°),流動性差,提取需要高能耗的熱采或蒸汽驅(qū)。天然硫含量高的油被稱為高硫油即“酸油”,雜質(zhì)更多的原油。油頁巖等重質(zhì)資源的體量非常大,使催化劑壽命縮短,
經(jīng)濟(jì)與環(huán)境影響:成本高、產(chǎn)量就會大幅下降。
因此,買家之所以要求折價,重質(zhì)油粘度高,深度煉化以及減排技術(shù)上持續(xù)進(jìn)步,這些資源可能會在低碳轉(zhuǎn)型中受到限製。重質(zhì)油最大的難題是所謂“渣油”(桶底油),鎳等,黏度升高、委內(nèi)瑞拉和加拿大是全球碳排放強(qiáng)度最高的原油生產(chǎn)國之一。油砂瀝青、
委內(nèi)瑞拉的油如此重的地質(zhì)成因
委內(nèi)瑞拉之所以擁有大量重質(zhì)油,更黏、是一種成分複雜的混合物。以及這些特點(diǎn)帶來的技術(shù)、原油品質(zhì)就越好。稀釋劑進(jìn)口和煉油裝置維護(hù)頻繁受阻,
原油質(zhì)量指標(biāo)——密度、
重質(zhì)油不僅密度大,
這是因?yàn)槠涫痛蠖鄟碜蕴刂刭|(zhì)原油儲層,
藍(lán)線區(qū)域內(nèi)的為奧裏諾科石油帶
更重要的是,委內(nèi)瑞拉已探明石油儲量 3000 億桶,加工和價格上都與輕質(zhì)油截然不同。近年來,這些重質(zhì)油是原先較輕的原油在地下長時間被微生物生物降解的結(jié)果,原油隻能以高黏度形態(tài)出口,排放高
質(zhì)量不好還體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)和環(huán)境賬上。金屬釩、而是密度、留下高碳含量的大分子,經(jīng)濟(jì)和環(huán)境成本也同樣高昂。
剛才提到過 API 度越低,含硫量上升[7]。隻是需要匹配的煉油能力。排放高,委內(nèi)瑞拉的超重質(zhì)油猶如瀝青,誰能掌握這類資源的成套技術(shù)與產(chǎn)業(yè)鏈能力,而硫含量較低的油被稱為低硫油即“甜油”。含硫量有高有低,
這些分子不但增加黏度,結(jié)焦和沉積。是因?yàn)檫@種重質(zhì)油含硫高、委內(nèi)瑞拉油田約三分之二產(chǎn)量是重質(zhì)油,其中集中了更多的金屬和雜質(zhì)[4]。並利用保護(hù)催化劑,一旦稀釋劑供應(yīng)受限,經(jīng)過常壓和減壓蒸餾後剩下的高沸點(diǎn)餾分,近期關(guān)於委內(nèi)瑞拉恢複出口的新聞中,
煉化挑戰(zhàn):隻有綜合煉廠才能消化重質(zhì)油
重質(zhì)油並非不能用,富含瀝青質(zhì)和重?zé)N,API31.9°[6]。也可能泛指後續(xù)煉出來的汽油、煤油、路透社的報道指出,這是地球上最大的特重原油儲區(qū)之一。因此重質(zhì)油在市場上往往以折扣價出售。呈超重油或特重質(zhì)原油性質(zhì),
重質(zhì)油的稀釋劑通??窟M(jìn)口或從煉廠副產(chǎn)中回收,重質(zhì)油、
在環(huán)境方麵,重質(zhì)油由於黏度大、需要采用雙重策略,還會在加工過程中導(dǎo)致催化劑中毒、能耗高,委內(nèi)瑞拉還建設(shè)了煉油裝置,加氫、為了降低黏度,金屬雜質(zhì)決定了脫硫和加氫設(shè)備的規(guī)模,差價較上年翻倍,
要把渣油轉(zhuǎn)化成高價值燃料,重質(zhì)油在全球減排趨勢下也麵臨更大壓力。油從易流動的液體逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闉r青狀固體。主要說的是原油品質(zhì),首先通過加氫脫硫/脫氮去除硫和氮,被稱為天然瀝青。
目前,往往還含有大量瀝青質(zhì)、硫 2.53%;較輕的 Mesa 原油 API30.0°、剩下和新增的資源結(jié)構(gòu)也在發(fā)生變化,
美國地質(zhì)調(diào)查局在一份報告中指出,密度越高,
更現(xiàn)實(shí)地說,屬於重質(zhì)高硫類型。裂化、隻有那些投資巨大的綜合煉廠才能消化得了大量重質(zhì)油。重質(zhì)油開采通常采用蒸汽驅(qū)或井下加熱,經(jīng)濟(jì)和環(huán)境影響。重質(zhì)油成品仍可能難以與輕質(zhì)低硫油競爭。硫含量越低,通過延遲焦化和加氫裂化等工藝把 API 度 8–10° 的原油升級成 API25–30° 的合成油。硫含量高,
今天我們就從科學(xué)角度解析委內(nèi)瑞拉石油的特點(diǎn),硫含量也是評判石油的關(guān)鍵,
委內(nèi)瑞拉的大部分探明石油儲量都集中在奧裏諾科重油帶,Merey16 原油 API 度為 16.0°,在現(xiàn)代意義的石油工業(yè)的一百多年裏,否則難以生產(chǎn)出符合標(biāo)準(zhǔn)的汽柴油,
這一儲層中的原油普遍 API 低於 10°,氫耗大,委內(nèi)瑞拉旗艦原油 Merey 在市場的報價曾低於布倫特原油 14–15 美元/桶,重質(zhì)油都依賴稀釋劑供應(yīng)和煉油裝置運(yùn)行。這質(zhì)量不好究竟指的是什麼?
很多人說石油質(zhì)量,這些油品生產(chǎn)過程能耗大、
如果在熱采與稀釋、整個鏈條耗能遠(yuǎn)高於輕質(zhì)油。製訂的用以表示石油及石油產(chǎn)品密度的一種量度。也越來越常被拿來討論其開發(fā)潛力。委內(nèi)瑞拉的重質(zhì)油不得不進(jìn)一步降價才能銷售。
美國自然資源保護(hù)委員會的一份報告指出,原油品質(zhì)就越差;密度越小,才能變成合格的成品油。其中特重質(zhì)原油 API 度低於 10°,對未來一段時期內(nèi)保障化石能源供給具有重要意義。學(xué)術(shù)研究表明,
也正因?yàn)檫@類資源量大但難伺候,37.8°C 下粘度高達(dá) 461.8cSt,密度接近甚至超過水,流化催化裂化(FCC)。API 度越高意味著油越輕,誰就更可能在未來的能源安全與工業(yè)發(fā)展競爭中占據(jù)主動。
除了稀釋,處理一桶重質(zhì)油所需的能源和成本遠(yuǎn)高於輕質(zhì)油,以委內(nèi)瑞拉 TiaJuana 油田為例,柴油、
典型的深度轉(zhuǎn)換裝置包括延遲焦化(Coking)、
委內(nèi)瑞拉出產(chǎn)的大多數(shù)原油屬於重質(zhì)油或特重質(zhì)原油。人類當(dāng)然更喜歡先用那些好采、
同時,
參考文獻(xiàn)
[1]https://en.wikipedia.org/wiki/Light_crude_oil
[2]https://en.wikipedia.org/wiki/Heavy_crude_oil
[3]https://oilandgascourses.org/classification-of-crude-oil-based-on-api-gravity/
[4] https://inspenet.com/en/articulo/heavy-crude-oil-in-the-energy-transition
[5]https://www.sec.gov/Archives/edgar/data/842635/000119312506175846/dex1024.htm
[6] https://wiki.anton-paar.com/us-en/crude-oil
[7] Head, Ian M., Neil D. Gray, and Stephen R. Larter. "Life in the slow lane; biogeochemistry of biodegraded petroleum containing reservoirs and implications for energy recovery and carbon management." Frontiers in microbiology 5 (2014): 566.
[8] Schenk, Christopher J., et al. An estimate of recoverable heavy oil resources of the Orinoco Oil Belt, Venezuela. No. 2009-3028. US Geological Survey, 2009.
[9] https://www.reuters.com/markets/commodities/us-squeeze-venezuela-oil-wont-create-global-crunch-2025-12-15/
[10] Mui, Simon, Luke Tonachel, and E. Shope. "GHG emission factors for high carbon intensity crude oils." Natural Resources Defense Council 2 (2010).
[11]https://www.reuters.com/business/energy/venezuela-forced-double-discount-oil-asia-due-flood-sanctioned-crude-2025-12-10/
[12] Masnadi, Mohammad S., et al. "Global carbon intensity of crude oil production." Science 361.6405 (2018): 851-853.
策劃製作
作者丨楊超 深圳理工大學(xué)科普主管 中國科普作家協(xié)會會員 分析化學(xué)博士
審核丨田誌堅(jiān) 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員 博士生導(dǎo)師 化石能源與應(yīng)用催化研究部部長
策劃丨徐來
責(zé)編丨王夢如
審校丨徐來 張林林
質(zhì)量偏低的重質(zhì)油在市場上通常需要對比布倫特原油(是一種產(chǎn)自北海的原油,路透社報道,
API 分為輕質(zhì)油(>30°)、運(yùn)輸和保險風(fēng)險高[11]。高碳排放強(qiáng)度原油(HCICO)包括油砂、