原油残炭单位，通常指的是康氏残炭值 (Conradson Carbon Residue, CCR) 或 拉姆斯伯格残炭值 (Ramsbottom Carbon Residue, RCR)，它们是衡量原油或石油产品在高温裂解条件下形成焦炭倾向的重要指标。简单来说，残炭值越高，表示该原油或石油产品在高温下越容易形成焦炭残留物。焦炭的形成会堵塞炼油设备的管道、催化剂床层，降低设备效率，甚至造成设备损坏，因此残炭值是评估原油加工性能、选择合适的加工工艺和控制产品质量的关键参数。

具体来说，残炭值是指在标准实验条件下，一定量的原油或石油产品经过高温裂解和挥发后，残留在特定容器内的焦炭样残留物的重量百分比。 这个重量百分比就是残炭值，通常以质量百分数（wt%）表示。

康氏残炭 (CCR) 和 拉姆斯伯格残炭 (RCR) 虽然都用于测量残炭值，但它们的实验方法和设备有所不同。康氏残炭试验采用坩埚加热法，而拉姆斯伯格残炭试验则采用小玻璃瓶加热法。由于方法上的差异，两种方法测得的残炭值略有不同，但总体趋势一致。 通常，康氏残炭值略高于拉姆斯伯格残炭值。

了解原油残炭的意义在于：

• 评估原油加工性能： 残炭值是评估原油加工难易程度的重要指标。高残炭原油通常需要更复杂的加工工艺，如焦化、加氢裂化等，才能将其转化为有价值的燃料和化工原料。
• 选择合适的炼油工艺： 炼油厂会根据原油的残炭值选择合适的炼油工艺。例如，对于高残炭原油，可能需要采用焦化工艺将其转化为焦炭和轻质油品。
• 控制产品质量： 残炭值也是控制石油产品质量的重要参数。例如，船用燃料油的残炭值有严格的限制，以防止发动机产生过多的积碳。
• 预测催化剂失活： 高残炭原油在催化裂化等工艺中容易导致催化剂积碳失活，因此残炭值可以用来预测催化剂的使用寿命。

原油残炭值的测定方法：康氏残炭 (CCR)

康氏残炭试验（Conradson Carbon Residue, CCR），是测定原油或石油产品残炭值的一种常用方法。 该方法的核心是将一定量的样品置于一个特殊形状的坩埚中，该坩埚再被放置在一个更大的坩埚中，形成双层坩埚结构。 通过外部火焰加热，使样品在缺氧条件下进行裂解。裂解过程中产生的挥发性物质逸出，而残留的焦炭则留在坩埚内。 待冷却后，称量坩埚内残留物的重量，计算出残炭值，以样品质量的百分比表示。 康氏残炭试验设备相对简单，操作也较为方便，因此应用广泛。 ASTM D189是该方法的标准测试方法。

原油残炭值的测定方法：拉姆斯伯格残炭 (RCR)

拉姆斯伯格残炭试验 (Ramsbottom Carbon Residue, RCR) 是另一种测定原油或石油产品残炭值的方法。与康氏残炭试验不同的是，拉姆斯伯格残炭试验使用小玻璃瓶作为反应容器。将一定量的样品置于小玻璃瓶中，并将小玻璃瓶放置在一个控制温度的加热炉中。在加热过程中，样品在缺氧条件下进行裂解，产生的挥发性物质通过一个细小的出口排出。裂解完成后，取出小玻璃瓶，冷却后称量瓶内残留物的重量，计算出残炭值，以样品质量的百分比表示。拉姆斯伯格残炭试验对操作的精密度要求较高，但其测定结果通常与康氏残炭值具有良好的相关性。ASTM D524是该方法的标准测试方法。

影响原油残炭值的因素

原油残炭值受多种因素影响，主要包括：

• 原油的化学组成： 原油中重质组分含量越高，如沥青质、胶质等，残炭值通常越高。这些重质组分在高温下更易形成焦炭。
• 原油的来源： 不同产地的原油，其化学组成差异较大，残炭值也会有所不同。例如，某些重质原油的残炭值可能高达20%以上，而轻质原油的残炭值可能低于1%。
• 炼油工艺： 炼油过程中，不同的加工工艺会对原油的残炭值产生影响。例如，加氢处理可以降低原油的残炭值，而焦化则会显著提高残渣的残炭值。
• 取样和测试方法： 取样过程的代表性和测试方法的准确性也会影响残炭值的测定结果。必须严格按照标准方法进行取样和测试，才能获得可靠的残炭值数据。

原油残炭值与炼油工艺的关系

原油残炭值是炼油工艺选择的重要依据。对于高残炭原油，通常需要采用深度加工工艺，如焦化、加氢裂化等，才能将其转化为有价值的燃料和化工原料。 焦化工艺可以将高残炭的重质油转化为焦炭、轻质油和气体等产品。 加氢裂化工艺则可以通过加氢反应，将重质油裂解为轻质油品，并降低残渣的残炭值。 对于低残炭原油，则可以直接采用常减压蒸馏、催化裂化等工艺，生产汽油、柴油等燃料油品。 炼油厂需要根据原油的残炭值，结合市场需求和经济效益，选择合适的炼油工艺。

原油残炭值的应用：船用燃料油

船用燃料油是船舶使用的燃料，其质量直接影响船舶的运行安全和排放。国际海事组织（IMO）对船用燃料油的各项指标都有严格的规定，其中包括残炭值。 船用燃料油的残炭值过高，容易在发动机内形成积碳，导致发动机效率下降，甚至发生故障。IMO对船用燃料油的残炭值有明确的限制。 例如，根据ISO 8217标准，船用燃料油的残炭值通常不得超过某一特定值，具体数值取决于燃料油的等级。 炼油厂在生产船用燃料油时，需要严格控制原油的选择和加工工艺，以确保产品符合IMO的规定，保障船舶的安全运行。

原油残炭值的局限性与补充评估指标

虽然残炭值是评估原油加工性能的重要指标，但它也存在一定的局限性。残炭值只能反映原油在高温裂解条件下形成焦炭的倾向，而不能完全反映原油的加工性能。例如，残炭值相同的两种原油，其馏分组成、硫含量、酸值等指标可能存在差异，导致其加工性能也不同。 在评估原油加工性能时，需要综合考虑残炭值以及其他指标，如馏分组成、硫含量、酸值、金属含量等。还可以采用其他评估指标，如SARA分析（饱和烃、芳香烃、树脂、沥青质），来更全面地了解原油的组成和性质，从而更准确地评估其加工性能。