油品分析論文

1、油品分析課程論文 系別：能源工程系 班級：13應(yīng)化 姓名：茍昱摘要 石油油品主要是指石油產(chǎn)品，石油經(jīng)過煉制等加工工藝生產(chǎn)出汽油、煤油、柴油和潤滑油等多種石油產(chǎn)品為滿足商品要求，除需進行調(diào)和、添加添加劑外，往往還需要進一步精制，除去雜質(zhì)，改善性能以滿足實際要求。根據(jù)油品的質(zhì)量指標和使用性能，分析油品（包括潤滑油和燃料油）的內(nèi)在質(zhì)量和理化性能，評定油品的質(zhì)量優(yōu)劣。各類油品表現(xiàn)出的沸點、平均分子量、閃點、密度、黏度、殘?zhí)康壤砘阅苁怯推纷钪匾耐庠诒碚?通過這些油品的理化性能及外在表征進行技術(shù)上的測定分析,就可以對油品有一個較為全面的了解認識。油品常規(guī)檢測項目有：運動粘度、水分、閃點、硫含量、密度、

2、酸值、殘?zhí)俊⒒曳?、總沉淀物、機械雜質(zhì)、不溶物等，以及油品內(nèi)在質(zhì)量的檢測，如船用燃料油標準及測試方法，密度、運動粘度、閃點、沸點、殘?zhí)?、酸值、水分、硫含量等在沉淀物這8項指標作出了技術(shù)要求，油品檢測分析有助于延長換油期，最大限度發(fā)揮油品的潛在實力。關(guān)鍵詞：油品檢測；理化性能；船用燃料油   一、石油油品表現(xiàn)出的不同理化性能的測定技術(shù)總結(jié)分析 1.1 分析石油油品的測定技術(shù)和沸點 油品基本都是許多烴類和非烴類的混合物,其沸點范圍及蒸餾曲線是受到蒸餾設(shè)備、條件和方法的約束影響的。常用的蒸餾方法主要有餾程測定、實沸點蒸餾和平衡氣化三種。其中餾

3、程測定也被稱為ASTM蒸餾或恩氏蒸餾,主要是在一種標準設(shè)備中,按照GB6536-86規(guī)定的方法進行的簡單蒸餾。而實沸點蒸餾是與餾程測定的方法完全不同的一種測定技術(shù),主要是用帶有一個相當于理論板數(shù)1418的填充精餾柱的蒸餾裝置,在回流比5:1的條件下進行蒸餾,通過這種蒸餾方法可以對輕重餾分進行比較好的分餾。當然油品是復雜的混合物,用該方法是不能夠得到其中單體烴的真實沸點的,而得到的只是一條連續(xù)的實沸點蒸餾曲線。至于平衡氣化主要是指在一定的壓力和溫度下保持氣液兩相處于平衡狀態(tài)下進行分離的測定方法,所以又被稱為一次氣化或平衡蒸餾。1.2分析石油油品的平均分子量及其測定技術(shù)   油

4、品常用的平均分子量包括數(shù)均分子量和重均分子量兩種,其中的數(shù)均分子量被廣泛應(yīng)用,數(shù)均分子量主要是指體系中具有各種分子量的分子的摩爾分率與其相應(yīng)的分子量的乘積的總和,而重均分子量卻是指體系中具有各種分子量的分子的質(zhì)量分率與其相應(yīng)的分子量的乘積的總和,兩者是不同的。對于數(shù)均分子量的測定方法都是依據(jù)溶液的依數(shù)性,具體的測定方法有冰點降低法和沸點升高法,還有蒸汽壓滲透法和滲透壓法等。對于石油及其產(chǎn)品的數(shù)均分子量的測定最常用的是冰點降低法和蒸汽壓滲透法。其中要注意的是冰點降低法的適用環(huán)境是必須小于350的汽油、煤油和輕柴油餾分,而蒸汽壓滲透法的適用條件是必須大于350的減壓餾分油和渣油等。根據(jù)測定結(jié)果得知

5、,石油各餾分的平均分子量是有個大概范圍的,其中汽油餾分的平均分子量為100120,輕柴油餾分的平均分子量為220240,減壓餾分的平均分子量為370400等。1.3分析石油油品的密度及其測定技術(shù)  油品的密度是指油品單位體積的質(zhì)量,一般來說油品在20時的密度為該油品的標準密度。通常來說測定石油產(chǎn)品密度的方法有密度計法或比重瓶法。如果依據(jù)GB1884-83來測定石油和液體石油產(chǎn)品的密度的方法是密度計法,該法利用的是阿基米德原理,也就是說只有被石油密度計所排開的液體重量等于密度計本身的重量時,這個時候密度計才會穩(wěn)定地漂浮在液體石油產(chǎn)品中,也就說處于平衡狀態(tài),從而可以從密度計上的刻度讀出該

6、油品的密度值;而如果依據(jù)GB2540-81來測定石油產(chǎn)品的密度的方法就是比重瓶法,用該法測定油品密度必須要在20下進行,同時還要必須先測定該比重瓶被水充滿時水的重量,然后再去測定它被油品充滿時同體積石油產(chǎn)品的重量,最后通過計算即可得到該油品在20下的密度測定油品密度時,必須要注意當屬性相近的油品混合時的密度可近似地按照可加性計算,而如果油品組分的屬性相差很大時油品混合后的密度不可按照可加性計算。  1.4分析石油油品的黏度及其測定技術(shù)   油品的黏度是評價油品流動性的最重要指標,是表征油品質(zhì)量標準中的重要項目指標,也是煉油工藝計算中不可忽視的理化性質(zhì)。油

7、品黏度分為絕對黏度、運動黏度及條件黏度三類。其中運動黏度是在石油產(chǎn)品的質(zhì)量標準中最常用的黏度,運動黏度是絕對黏度與相同溫度和壓力下該液體密度的比值。而油品的條件黏度是在特定的溫度下,在特定儀器中,讓一定體積的油品流出,流出時間按秒計算,即為該油品相應(yīng)的條件黏度值,這里要注意條件黏度是包含恩氏黏度、賽氏黏度和雷氏黏度三種的。測定油品的運動黏度最常用的測定方法是毛細管黏度計法,但是該方法只能用來測定屬于牛頓型體系的油品的黏度,如果想測定非牛頓型體系的油品,則必須要用旋轉(zhuǎn)黏度計來測定其黏度。同一系列的烴類來說,通常是分子量越大化合物的黏度越大。如果分子量接近時,具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的分子化合物的黏度大于鏈狀

8、結(jié)構(gòu)的化合物,并且是分子中的環(huán)數(shù)越多,其黏度也越大。另外,油品的黏度是隨溫度的增加而減小的關(guān)系,通常用黏度指數(shù)或黏度比兩種指標來表示油品黏度與溫度的關(guān)系,其中黏度指數(shù)是世界上最通用的,如果油品的黏度指數(shù)越大,那么也就是說該油品的黏-溫性質(zhì)越好。1.5分析石油油品的閃點及其測定技術(shù)  油品在特定的條件下加熱到它的蒸汽與火焰接觸時會發(fā)生閃火現(xiàn)象的最低溫度就是油品的閃點。其實這個閃火現(xiàn)象的實質(zhì)就是爆炸,當然爆炸產(chǎn)生的條件要求混合氣中燃料蒸汽的濃度要在一定的爆炸極限或燃燒極限范圍內(nèi)。油品閃點的測定方法有閉杯閃點測定法及開杯閃點測定法兩種,當油品的沸程越高時,該油品的閃點值也會較高,另外,我們

9、要注意同一油品的開杯閃點值比閉杯閃點值是要略高的。測定實驗表明,用閉杯閃點測定的情況下,減壓渣油和減壓餾分油的閃點值分別在300以上和200300之間,而在開杯閃點測定的情況下,柴油、煤油和汽油的閃點值分別在5070、2650及-30-40之間。  1.6石油油品的殘?zhí)恐导捌錅y定技術(shù)方法  油品殘?zhí)恐凳侵冈诓煌諝獾那闆r下把油品加熱到高溫時,油中烴類發(fā)生蒸發(fā)或分解反應(yīng)最終成為的焦炭占油品重量的百分比,通常以質(zhì)量分數(shù)表示,油品殘?zhí)恐悼梢蚤g接表明基礎(chǔ)油的精制程度。油品殘?zhí)康臏y定方法包括電爐法、康氏法及微量法等三種。電爐法測定殘?zhí)渴遣捎锰刂频膸Ъ毧椎嫩徨伜妥詣雍銣劁撛∵M

10、行測定?？凳戏y定殘?zhí)渴窃趦x器的磁坩堝中準確稱取10g±0.5g試油,裝好儀器后用噴燈加熱至高溫,在規(guī)定的條件下將試油蒸發(fā)及分解,然后將排出的蒸汽用火點燃,燒完進行強熱后稱出殘留物重量,最后以占試油的質(zhì)量百分數(shù)作為結(jié)果,但是該法需要的技術(shù)性較強,數(shù)據(jù)重復性不好。微量法測定殘?zhí)炕镜刃в贗SO6615方法,是將已稱重的試樣放人一個樣品管中,然后在氮氣下按規(guī)定的溫度程序升溫,最后將其加熱到500,期間在反應(yīng)過程中生成的易揮發(fā)性物質(zhì)由氮氣帶走  然后用留下的碳質(zhì)型殘渣以占原樣品的百分數(shù)報告微量殘?zhí)恐?當然微量法測定殘?zhí)繒r必須要求具有不同殘?zhí)恐档臉悠?并且要保證樣品質(zhì)量必

11、須在一定范圍內(nèi),只有這樣才能保證測定結(jié)果準確可靠。   二、船用燃料油標準及測試方法   2.1目前我國船用燃料油的現(xiàn)行標準是GB/T 17411-1998，它與ISO 8217:1996等效。ISO船用燃料油的現(xiàn)行標準是ISO 8217:2010，之前的標準ISO 8217:2005。GB/T 17411-1998中明確規(guī)定：燃料油應(yīng)是由石油制取的烴類混合物。這不排除加入改進某些性能的添加劑，燃料油不得含無機酸。 燃料油應(yīng)不含下述任何添加物或化學物： 危及船舶安全

12、或?qū)C器操作性能有不利影響的；有害人體的；對空氣造成更多的污染的。GB/T 17411-1998對殘渣燃料油的密度、運動粘度、閃點、傾點、殘?zhí)浚ㄎ⒘浚?、灰分、水分、硫含量、釩、鋁+硅、總潛在沉淀物這11項指標作出了技術(shù)要求。ISO 8217:2005與ISO 8217:1996的主要區(qū)別是：1殘渣油的粘度等級由6種減為5種，產(chǎn)品規(guī)格從15種減為10種；2所有產(chǎn)品密度均改為15  ，RMA30、RMB30和RMD80三個規(guī)格的密度上限略有降低；3殘渣油水分的上限降低到0.5%(v/v)；4運動粘度由100改為50；4增加了鈣（Ca）、鋅（Zn）、

13、磷（P）含量的測定即燃料油中是否含有廢潤滑油的測試；5RMH、RMK的灰分上限從0.20 %(m/m)降低到0.15 %(m/m)；6硫含量降低到與IMO防污公約附則VI的要求一致，即不超過4.5%.2.2測試方法 2.21運動粘度  粘度是表示液體流動時，兩個平行液層之間發(fā)生相對運動的摩擦阻力大小的指標，也就是液體的內(nèi)摩擦系數(shù)。粘度大的液體流動性小，粘度小的液體流動性大。燃料的粘度對燃料霧化的質(zhì)量有很大影響。粘度小的燃料霧化時顆粒較細，蒸發(fā)速度較大，粘度大的燃料霧化比較困難，蒸發(fā)速度也低，在低溫時影響尤為顯著。粘度不僅影響燃料霧化時分散的液滴大小，而且

14、也影響霧化的錐角和射程。一般粘度大的液體燃料霧化時的錐角小而射程遠，粘度小的燃料錐角大而射程近。燃料的粘度總是隨溫度的升高而降低。2.22運動粘度   液體在重力作用下流動時內(nèi)摩擦力的量度。其值為相同溫度下液體的動力粘度與其密度之比。在國際單位制（SI）中，運動粘度的單位以米2/秒（m2/s）表示。通常使用的單位為毫米2/秒（mm2/s）。 石油產(chǎn)品運動粘度測定法（逆流法）和動力粘度計算法GB/T11137方法概要：測定一定體積的液體在重力作用下流過一個經(jīng)校準的玻璃毛細管粘度計（逆流粘度計）的時間來確定深色石油產(chǎn)品的運動粘度。由測得的運動粘度與其密度的乘積，可得到

15、液體的動力粘度。在測定粘度之前，必須將粘度計用溶劑油或石油醚洗滌干凈。如果粘度計沾有污垢，則用鉻酸洗液、水、蒸餾水或95%乙醇依次洗滌，然后放入烘箱中烘干或用通過棉花濾過的熱空氣吹干。測定時，應(yīng)選擇清潔干燥的粘度計，使試樣的流動時間大于200s。 試樣的運動粘度t（mm2/s）按下式計算：     t=Ct  C球C的粘度計常數(shù)，（mm2/s）/st試樣的流動時間，s。 重復性：同一操作者重復測定的兩個結(jié)果之差不應(yīng)大于下列數(shù)值。      

16、60;   溫度，          重復性，mm2/s          50             1.5%          80和

17、100          1.3%（ +8） 其中 重復測定兩個結(jié)果的算術(shù)平均值。 再現(xiàn)性：不同實驗室各自提出的兩個結(jié)果之差不應(yīng)大于下列數(shù)值。         溫度， 再現(xiàn)性，mm2/s           50     

18、;     7.4%        80和100         4.0%（ +8） 其中 不同實驗室提出的兩個結(jié)果的算術(shù)平均值。 重復測定兩個結(jié)果的算術(shù)平均值，作為試樣的運動粘度。取四位有效數(shù)字。 著火性質(zhì)碳芳香度指數(shù)CCAI 1、可以用燃料油的粘度和密度來計算碳芳香度指數(shù)CCAI： CCAI=-81-141lglg

19、(+0.85)-483lg(T+273)/323 T測定運動粘度時的溫度， 在溫度T時的運動粘度，mm2/s溫度，在15時的密度，kg/m3     2.3總沉淀物 總沉淀物是指一定量試樣通過規(guī)定的濾紙進行過濾，分離出不溶解的有機物和無機物的總量，它也是在一種主要烷烴溶劑中的不溶物。潛在總沉淀物：在規(guī)定條件下，殘渣燃料油試樣在100經(jīng)24h老化后，用ISO 10307-1（熱過濾法）測得的總沉淀物。加速總沉淀物：在嚴格控制條件下，將每10g殘渣燃料油與1mL正十六烷稀釋的比例試樣在100儲存1h后用ISO 

20、;10307-1（熱過濾法）測得的總沉淀物。殘渣燃料油中可觀的沉淀物會使設(shè)備管理陷入困境，并給燃燒器機構(gòu)帶來問題。沉淀物可在儲存罐中、過濾器濾網(wǎng)上或燃燒器零件上積累，造成從油罐到燃燒器的堵塞。  2.31總沉淀物不同測試方法的結(jié)果差別 燃油熱過濾TSE，%WT24小時熱老化TSP，%WT化學老化TSA，%WTA0.020.020.02 B0.020.020.02 C0.040.040.04 D0.040.040.04E0.070.17無資料 F0.070.130.41 G0.090.110.14 H0.090.12

21、0.14 I0.300.260.32    上表是根據(jù)全世界35個實驗室對9種油的分析結(jié)果 對于穩(wěn)定的和低總沉淀物含量的油（<0.04%），三個值相當。     對不穩(wěn)定的油三種結(jié)果不同。TSA結(jié)果最高，TSE結(jié)果最低。     DNV和LR日常檢測常用TSA。 指標：總潛在沉淀物不大于0.1%（m/m） 測試時對高粘度樣品和（或）高沉淀物含量的樣品的過濾要少量加入，甚至微量滴加。采用最大的過濾面積是權(quán)宜之計，

22、但應(yīng)小心，避免未經(jīng)過濾的油與過濾器的壁接觸。對低過濾速率的樣品將（40±2）kPa壓力應(yīng)維持25min.如果在25min內(nèi)過濾不完，則停止試驗，應(yīng)用（5±0.3）g試樣重新進行試驗步驟。如果第二次過濾在25min內(nèi)仍未完成，則報告結(jié)果為“過濾時間超過25min”。重復性與再現(xiàn)性     重復性：     由同一操作者同一儀器，在恒定的操作條件下，正常和正確地按照試驗方法操作時，對同樣的被測物質(zhì)相繼測定的兩個結(jié)果（用重復測定的平均值表示）之差，從長遠的觀點來看，二十次中有一次超過下列數(shù)值

23、： 對殘渣燃料油 r=0.089   對有殘渣組分的餾分燃料油r=0.048式中x是試驗結(jié)果的平均值，%（m/m）。      再現(xiàn)性： 在不同實驗室工作的不同操作者，正常和正確地按照試驗方法操作時，對同樣的被測物質(zhì)獨立得出兩個結(jié)果（用重復測定的平均值表示）之差，從長遠的觀點來看，二十次中有一次超過下列數(shù)值： 對殘渣燃料油 R=0.294對有殘渣組分的餾分燃料油               R=0.174&