第3章 油品基本理化性質的分析最新石油產品分析課件

1、 第三章 油品基本理化性質的分析第一節(jié) 密度第二節(jié) 黏度第三節(jié) 閃點、燃點和自燃點第四節(jié) 殘?zhí)?密度 換算公式： 定義：單位體積物質的質量稱為密度。 符號： 單位: g/mL 標準密度：我國規(guī)定20時，石油及液體石油產品的密度為標準密度。在溫差為205范圍內油品密度隨溫度的變化近似看做直線。油品在溫度t時的密度。油品密度的平均溫度系數(shù)。 相對密度 換算公式： 定義：指物質在給定溫度下的密度與規(guī)定溫度下標準物質的密度之比。液體石油產品以純水作為標準物質。 符號： 歐美各國相對密度表示：API 32 輕質原油 API=2032 中質原油API=1020 重質原油 API： 油品密度與組成的關系 碳

2、原子數(shù)相同：芳烴環(huán)烷烴烷烴 同種烴類： 密度隨沸點升高而增大。沸點范圍相同： 含芳烴越多，其密度越大；含烷烴越多，其密 度越小。名 稱 相對密度名 稱 相對密度苯環(huán)己烷正已烷2-甲基戊烷0.87890.77850.65940.6531甲苯甲基環(huán)己烷3-甲基環(huán)己烷正庚烷0.86700.76940.68710.6837 油品密度測定的意義 （2）影響燃料的使用性能 燃料密度與質量熱值成反比，與體積熱值成正比。 （1）計算油品性質 計算容器中油品的質量，計算噴氣燃料的體積熱值。 （3）判斷油品質量 表1 原油分類分類名稱俗稱相對密度API輕質原油低黏油0.87832中質原油中等黏油 0.878-0.

3、88432-20 重質原油稠油 0.884-1.00020-10特重原油超稠油1.00010瀝青天然瀝青1.00010 油品密度測定方法 （1）密度計法 測定時將密度計垂直放入液體中，當密度計排開液體的質量等于其本身的質量時，處于平衡狀態(tài)，漂浮于液體中。密度大的液體浮力較大，密度計露出液面較多；相反，液體密度小，浮力也小，密度計露出液面部分較少。 視密度： 在密度計干管上，是以純水在4時的密度為1g/mL作 為標準刻制標度的，因此在其他溫度下的測量值僅是密度 計讀數(shù)，并不是該溫度下的密度。 石油密度計及其讀數(shù)方法 a）石油密度計 （b）透明液體的讀數(shù)方法 （c）不透明液體的讀數(shù)方法 石油密度計

4、及其讀數(shù)方法 石油密度計的測量范圍型 號SY-SY-最小分度值/（g/mL）0.00050.001測量范圍支號12345678906500-0.69000.6900-0.7000.7300-0.77000.7700-0.81000.8100-0.85000.8500-0.89000.8900-0.93000.9300-0.97000.9700-1.01000.650-0.7100.710-0.7700.770-0.8300.830-0.8900.890-0.9500.950-1.010測定油品密度的實驗儀器 精密度 （1）重復性 在溫度范圍內，同一操作者對同一試樣重復測定兩次，結果之差如下：透

5、明低黏度試樣，不應超過；不透明試樣，不應超過。 （2）再現(xiàn)性 在溫度范圍內，由不同實驗室提出的兩個結果之差如下：透明低黏度試樣，不應超過0.0012 g/mL；不透明試樣，不應超過0.0015 g/mL （2）比重瓶法 （a）蓋呂薩克密度瓶；（b）防護帽型密度瓶； （c）廣口型密度瓶； （d）帶刻度雙毛細管密度瓶 密 度 瓶 （a） （b） （c） （d） 液體試樣密度的計算固體試樣密度的計算 影響密度測定的主要因素 （2）比重瓶法 要按規(guī)定方法對盛有試樣的密度瓶水浴恒溫20min，排出 氣泡蓋好塞子，擦干外壁后再進行稱量，以保證體積穩(wěn)定。 所有稱量過程，環(huán)境溫差不應超過5。測水值及固體試樣時

6、，要注入無空氣水，新煮沸并冷卻至18左右的純水。 （1） 密度計法 在接近或等于標準溫度20時最準確，在整個試驗期間，若環(huán)境溫度變化大于2，要使用恒溫浴，保證試驗溫度相差不超過0.5。測定溫度前，必須攪拌試樣，保證試樣混合均勻。根據試樣和選用密度計，要規(guī)范讀數(shù)操作。 黏度的表示方法 （1）動力黏度(絕對黏度）定義: 衡量流體黏性大小的指標。單位是PaS。物理意義：當兩個面積為1m2，垂直距離為1的相鄰 流體層，以 1/的速度作相對運動時所產生的內 摩擦力。 產生的原因:當流體在外力作用下運動時，相鄰兩層流 體分子間存在的內摩擦力將阻滯流體的流動，這種 特性稱為流體的黏性。 （2）運動黏度定義:

7、 某流體的動力黏度與該流體在同一溫度和壓力 下的密度之比，稱為該流體的運動黏度。定義：試樣在規(guī)定溫度下,從恩氏黏度計中流出200mL 所需要的時間與該黏度計的水值之比稱為恩氏黏度。 單位：mm2/s（3）恩氏黏度各種黏度計的使用范圍黏度計種類單 位主要采用國家和地區(qū)測定范圍（mm2/s）使用溫度范圍/最大常用最大常用運動黏度計恩氏黏度計賽氏（通用）黏度計mm2/s0Es國際通用俄、德及部分歐洲國家英美等英制國家2-50001.5-30001.5-5001.2-150006.0-3002.0-350-100-2500-1500-10020-10020-10037.8-98.9賽氏（重油）黏度計雷

8、氏1號黏度計雷氏2號黏度計sss英美等英制國家英美等英制國家英美等英制國家50-50001.5-600050-28005-12009.0-400120-50025-10025-1200-10037.8-98.925-1000-100 影響油品黏度的主要因素 （1） 化學組成 當碳原子數(shù)相同時，正構烷烴異構烷烴芳香烴環(huán)烷烴。 黏度隨環(huán)數(shù)的增加及異構程度的增大而增大。 （2） 溫度 溫度升高，所有石油餾分的黏度都減小，最終趨近一個極限值，各種油品的極限黏度都非常接近。黏度隨溫度的變化關系由如下經驗式確定： 黏溫特性 定義：油品黏度隨溫度變化的性質。 黏度比 定義：衡量油品黏度隨溫度變化的一個相對比

9、較值。VI越大，油品的黏溫特性越好。 定義：油品在兩個不同溫度下的黏度之比，通常用50和100時的運動黏度比值來表示。 黏度指數(shù)（VI) 計算公式：試樣的運動黏度為2mm2/s 70mm2/s內插法計算試樣的運動黏度 70mm2/s 油品黏度測定的意義 （2）黏度是潤滑油的主要質量指標 （1）劃分潤滑油牌號 （3）黏度是工藝計算的重要參數(shù) （4）根據潤滑油黏度，指導工業(yè)生產 （5）黏度是潤滑油、燃料油貯運輸送的重要參數(shù) （6）黏度是噴氣燃料的重要質量指標 （7）黏度是柴油的重要質量指標 油品黏度測定方法 （1）運動黏度 采用毛細管黏度計測定法把被測試樣裝入直徑合適的毛細管黏度計中,在恒定的溫度

10、下,測定一定體積的試樣在重力作用下流過該毛細管黏度計的時間,黏度計的毛細管常數(shù)與流動時間的乘積即為該溫度下試樣的運動黏度。型 號毛細管內徑/mmBMN1BMN2BMN3BMN40.4，0.6，0.8，1.0，1.2，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5，4.05.0，6.01.0，1.2，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5，4.01.0，1.2，1.5，2.0，2.5，3.0 玻璃毛細管黏度計示意圖1，5，6擴張部分；2，4管身；3支管7毛細管；a，b標線坎農-芬斯克不透明粘度計 1、3-管身；2-毛細管；a、b、c、d-標線；D、A、C、J-球 影響運動黏度測定的主要因素 （1）溫度的

11、控制 規(guī)定溫度必須嚴格保持恒定在所要求溫度的0.1以內。測定溫度/恒 溫 浴 液 體 50-10020-500-20-50-0透明礦物油、丙三醇（甘油）或25硝酸銨溶液水水與冰的混合物或乙醇與干冰（固體二氧化碳）的混合物乙醇與干冰的混合物（若沒有乙醇，可用無鉛汽油代替）試 驗 溫 度 / 恒 溫 時 間 / min試 驗 溫 度 / 恒 溫 時 間 / min80，10040，5020152050-01015 （3）黏度計的位置 黏度計必須調整成垂直狀態(tài)。（5）試驗的預處理 試樣必須脫水、除去機械雜質。 （4）氣泡的產生 吸入黏度計的試樣不允許有氣泡，氣泡不但會影響裝油 體積，而且進入毛細管后

12、還能形成氣塞。（2）流動時間的控制 試樣通過毛細管黏度計時的流動時間要控制在不少 于200s，內經為的黏度計流動時間不少于350s。運動黏度測定精密度 （1）重復性 同一操作者重復測定兩個結果之差黏 度 測 定 溫 度 / 重 復 性 /%60-3030-1515-100算術平均值的5.0算術平均值的3.0算術平均值的1.0 （2）再現(xiàn)性 當黏度測定溫度范圍為15-100時，由兩個實驗 室提出的結果之差，不應超過算術平均值的2.2。 黏度測試儀器示意圖 運動黏度測定儀動力黏度測定儀 （2）恩氏黏度 試樣在某溫度t 時，從恩氏黏度計流出200mL 所需的時間與蒸餾水在20時流出相同體積需的時間之

13、比。 恩氏黏度計 1鐵三腳架；2內容器；3溫度計插孔；4外容器；5木塞插孔；6木塞；7攪拌器；8小尖釘；9球面形底；9球面形底；10流出孔；11接受瓶；12水平調節(jié)鏍釘 影響恩氏黏度測定的主要因素 （1）儀器的保養(yǎng) （2）流動時間的測量要準確 （3）黏度計的水平狀態(tài) （4）試樣的預處理 閃點 定義：使用專門的儀器在規(guī)定的條件下，將可燃性液體（如石油產品及烴類）加熱，其蒸氣與空氣形成的混合氣與火焰接觸，發(fā)生瞬間閃火的最低溫度，稱為閃點。 爆炸界限 定義：可燃性氣體與空氣混合時，遇火發(fā)生爆炸的體積分數(shù)范圍，稱為爆炸界限。 在爆炸界限內，可燃氣在混合氣中的最低體積分數(shù)稱為爆炸下限；最高體積分數(shù)稱為爆

14、炸上限。 燃點 定義：在測定油品開口杯閃點后繼續(xù)提高溫度,在規(guī)定條件下可燃混合氣能被外部火焰點引燃，并連續(xù)燃燒不少于5s時的最低溫度，稱為燃點。 自燃點 定義：將油品加熱到很高的溫度后，再使之與空氣接觸，無需引燃，油品即可因劇烈氧化而產生火焰自行燃燒，這就是油品的自燃現(xiàn)象，能發(fā)生自燃的最低油溫，稱為自燃點。 油品閃點、燃點和自燃點與組成的關系 （1）與烴類組成的關系 含烷烴多的油品自燃點比較低，但其閃點卻比黏度相同而含環(huán)烷烴和芳烴較多的油品高。 在同族烴中，隨相對分子質量增大，自燃點降低，而閃點和燃點增高。 （2）與產品餾程的關系 油品的沸點越低，餾分越輕，相對分子質量越小，越易揮發(fā)，其閃點和

15、燃點越低，反之則升高。一些烴類及油品的爆炸極限、閃點和自燃點 測定閃點、燃點和自燃點的意義 （1）判斷油品餾分組成的輕重，指導油品生產 （2）鑒定油品發(fā)生火災的危險性 閃點在45以下的油品稱為易燃品，閃點在45以上的油品稱為可燃品。 （3）評定潤滑油質量 閃點的測定方法 （1）閉口杯法 閉口閃點測定器 1油杯手柄；2點火管；3銘牌；4電動機；5電爐盤；6殼體；7攪拌槳；8 浴套；9油杯；10油杯蓋；11滑板；12點火器；13點火器調節(jié)螺絲；14溫度計；15傳動軟軸；16開關箱閃點的測定方法 （1）克利夫蘭開口杯法 SYD-3536 石油產品開口閃點測定器（克利夫蘭開口杯法） 影響閃點測定的主要

16、因素 （2）加熱速度 （1） 試樣含水量 閉口杯閃點測定法規(guī)定試樣含水不大于0.05%，開口杯 閃點測定法規(guī)定試樣含水不大于0.1%。 （3）點火控制 （4）試樣裝入量 閉口閃點大氣壓修正 （5） 大氣壓力 克利夫蘭開口閃點大氣壓修正大 氣 壓 力 / kPa修 正 值 / 95.3-88.788.6-81.381.2-73.3246閉口閃點測定精密度 （1）重復性 同一操作者重復測定兩個結果之差不超過8. （2）再現(xiàn)性 由兩個實驗室提出的結果之差，閃點不應超過16。閃 點 范 圍/ 精 密 度重 復 性 允 許 差 數(shù) /再 現(xiàn) 性 允 許 差 數(shù) /1041042648開口閃點測定精密度 殘?zhí)?定義：油品在規(guī)定的儀器中隔絕空氣加熱，使其蒸發(fā)、裂解和縮合所形成的殘留物，稱為殘?zhí)俊?殘?zhí)渴窃u價油品在高溫條件下生成焦炭傾向的指標。 油品殘?zhí)颗c組成的關系（1）殘?zhí)颗c油品中的非烴類、不飽和烴及多環(huán)芳烴化合物的含量有關。（2）殘?zhí)颗c油品的灰分多少有關。 測定殘?zhí)康囊饬x （1）殘?zhí)渴怯推分心z狀物質和不穩(wěn)定化合物的間接指標 （2）預測焦炭產量 （3）判斷潤滑油及柴油的精制深度殘?zhí)康臏y定方法 （1）康氏法 康氏殘?zhí)繙y定器1矮型瓷