油品餾程分析簡介-孫曉華

1、油品儲程分析簡介石油產(chǎn)品中絕大部分是作為液體使用。汽油、航煤、柴油都是重要的內(nèi)燃機 燃料。蒸發(fā)性能是液體燃料的重要特性之一，它對于油品的儲存、輸送和使用均有重要影響。評定油品蒸發(fā)性可用儲程、蒸汽壓和液氣比等方法進行。我們今天 主要介紹儲程儲程的測定及意義對于純化合物，在一定外壓下，當(dāng)其加熱到某一溫度時，其飽和蒸汽壓等 于外界壓力，此時在氣液界面和液體內(nèi)部同時出現(xiàn)沸騰現(xiàn)象，這一溫度即稱為沸 點。在外壓一定時，沸點是一個恒定值。石油產(chǎn)品是一個復(fù)雜的混合物，它與純化合物不同，沒有一個恒定的沸點。 由于油品的蒸氣壓隨汽化率不同而不同，所以在外壓一定時，油品沸點隨汽化率 增加而不斷升高，因此油品的沸點則

2、以某一溫度范圍來表示， 這一溫度范圍稱為 沸程或儲程。油品的沸點范圍因所用蒸儲設(shè)備不同， 測定的數(shù)值也有差別。在石 油產(chǎn)品質(zhì)量控制和工藝計算或石油的初步評價中，使用的是簡單的恩氏蒸儲設(shè)備 來測定油品的沸點范圍。儲程測定恩氏蒸儲測定輕質(zhì)石油產(chǎn)品（如汽油、噴氣燃料、溶劑油、煤油、柴油） 的微分組成，按照GB/T6536和ASTMD86進行。測定時將100mL試油在規(guī) 定的試驗條件下，按產(chǎn)品性質(zhì)的要求進行蒸儲。當(dāng)油品在恩氏蒸儲裝置進行蒸儲 加熱時，流出第一滴冷凝液時的氣相溫度稱為初儲點。蒸儲過程中姓:類分子按其 沸點高低的次序逐漸蒸出，汽相溫度也逐漸升高，當(dāng)儲出物體積為10%、50%、90%時汽相溫

3、度分別稱為10%、50%、90%的儲出溫度，蒸儲終了的 最高汽相 溫度稱為終儲點。蒸儲燒瓶底部最后一滴液體汽化一瞬間所測得的汽相溫度稱為 干點。初儲點到終儲點這一溫度范圍稱為沸程或沸程范圍。蒸儲完畢，以原裝試 油量100mL減去儲出液和殘留物的體積，所得之差稱為 蒸發(fā)損失。以上這套完 整的數(shù)據(jù)稱為儲程。儲程是石油產(chǎn)品蒸發(fā)性大小的主要指標， 可大致判斷油品中 輕重組分的相對含量。根據(jù)儲程可確定加工和調(diào)合方案，檢查工藝和操作條件， 控制油品的質(zhì)量和使用性能。減壓蒸儲測定在常壓蒸儲時分解的石油產(chǎn)品（如重柴油、蠟油等重質(zhì)儲分）。測定可按SH/T0165、GB/T9168A 或ASTMD1160 標準方

4、法進行。由于 采用了抽真空措施，儀器設(shè)備、技術(shù)條件比常壓蒸儲復(fù)雜，因此操作上難度稍大。 由于重質(zhì)油蒸儲到90%體積后，在達到干點時，瓶底常常冒煙，出現(xiàn)一股怪味， 同時結(jié)焦，導(dǎo)致重質(zhì)油裂解和縮合反應(yīng)同時進行，產(chǎn)生膠質(zhì)，瀝青質(zhì)。重質(zhì)微分在350 c時就會輕微裂解，到400 C時裂解反應(yīng)加快，為避免油品在蒸儲過程中發(fā)生高溫裂解，利用抽真空的方法，使油品重組分在低于101.3kPa壓力下沸點降低，以進行蒸儲測定.這樣可以使油品在較低溫度下得到高沸點的微出物。有關(guān) 減壓蒸儲測定方法詳見 SH/T0165、GB/T9168或ASTMD1160。根據(jù)樣品的密度來確定在接受器溫度時100ml或200ml的樣品

5、相當(dāng)?shù)闹亓?，精確至0.1g,放入裝有瓷片蒸儲燒瓶中。安裝好溫度計及儀器，開啟真空 泵并觀察儀器抽真空直至壓力達到蒸儲所需要的水平，在達到所需的壓力水平 后，開啟加熱器，調(diào)節(jié)加熱速率使蒸儲以 68ml/min等速率回收。按照方法 要求，記錄溫度和儲出體積百分數(shù)，并記錄時間、觀察的壓力，要求蒸儲中殘壓 波動不超過0.5mmHg。最后按常、減壓溫度換算表，換算為常壓儲程。實沸點蒸儲是用來了解所加工原油的特性，為制定合理的加工方案和進行工藝設(shè)計計算提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。其原理是在實驗室中用一套分離精度較高的間歇式常減壓蒸儲裝置，把原油按照沸點的高低切割成許多窄儲分。由于分儲的精度較高， 其儲出溫度和微出物沸點

6、相近，可以大致反映儲出的各組成沸點的真實情況， 故 稱為實沸點蒸儲。原油經(jīng)實沸點蒸儲，按每儲分3%的質(zhì)量分數(shù)或每隔10 c切取一個窄儲分，計算每儲分的收率及總收率，用所得數(shù)據(jù)繪制原油的蒸儲曲線， 然后分別測定每一個窄儲分的理化性質(zhì)，包括密度、粘度、凝點、閃點、酸度、 硫含量、折光率、相對分子量等，用數(shù)據(jù)可繪制原油性質(zhì)曲線。按產(chǎn)品要求利用 各窄儲分進行調(diào)配后，測定各種直儲產(chǎn)品的性質(zhì)和產(chǎn)率，所得數(shù)據(jù)可繪制汽油、 煤油、柴油的收率曲線。在取得上述數(shù)據(jù)后，對照各種石油產(chǎn)品的規(guī)格要求，可 以著手制定原油蒸儲切割方案；還可進一步分析各儲分的化學(xué)組成，為制定生產(chǎn) 高質(zhì)量高產(chǎn)率的加工方案，提供數(shù)據(jù)。實沸點蒸儲

7、詳見ASTMD2892或各型號的實沸點切割儀的操作說明書。儲程測定的意義在決定一種原油的加工方案時，首先要知道原油中所含輕、重儲分的數(shù) 量。測定儲程可大致看出原油中含有汽、煤、柴等儲分的收率，并且還要對微分 的性質(zhì)進行詳細的分析。從收率的多少和各儲分性質(zhì)的優(yōu)劣來判斷該原油最適宜 的產(chǎn)品方案和加工工藝?？刂蒲b置生產(chǎn)操作條件是以儲出物的儲程結(jié)果為基礎(chǔ)。 如按航空煤油儲程 來確定塔頂溫度，若航空煤油干點高于指標，說明塔頂溫度高、塔頂壓力低、頂 回流或原油帶水多，吹氣多。一般采用加大塔頂回流量，降低塔頂溫度，加強回 流與原油脫水，減少吹汽量等來控制產(chǎn)品于合格點。儲程可鑒別發(fā)動機燃料的蒸發(fā)性，從而判斷油

8、品的使用性能。如 10%儲 出溫度可以判斷汽油中輕組分含量，可看作發(fā)動機啟動性能形成氣阻傾向的指標；50%的儲出溫度說明平均蒸發(fā)性，它能影響發(fā)動機的加速性能；90%儲出溫度和干點可判斷汽油在汽缸內(nèi)是否充分燃燒及發(fā)動機的磨損情況。柴油的儲程是保證柴油在發(fā)動燃燒室內(nèi)迅速蒸發(fā)氣化和燃燒的重要指標。為保證良好的低溫啟動性能，要有一定的輕質(zhì)儲分，使其蒸發(fā)速度快，有利于形 成可燃混凝合氣，燃燒速度快。否則將會發(fā)生突然爆震或燃燒不完全的柴油在高溫下受熱分解，生成部分汽體和難以燃燒的炭渣， 使積炭增加，降低發(fā)動機的使用壽命，同時耗油量增加。因而我國的輕柴油都規(guī)定不得高于 50%、90%和95% 的儲出溫度指標

9、。儲程測定的注意事項常壓蒸儲測定時注意事項量取試油、儲出油、殘留液時的溫度應(yīng)相同。測定不同的石油儲分儲程時，冷凝器的溫度要求不同。汽油的初儲點低，輕微分多，蒸發(fā)性大。為保證蒸儲時氣化的油氣全部冷凝為液體， 不致于呈氣態(tài) 而逸出，必須控制冷凝器的溫度為 0-5 C。煤油的儲分較汽油重得多，初儲點一股在150 C以上，為使油氣冷凝溫度控制不高于 30 Co 一般蒸儲溫度在250 C前，要求溫度控制在30 c之40 c問，這樣既可使油蒸氣冷凝為液體，又能使重 質(zhì)儲分不致于在管內(nèi)凝結(jié)，保證冷凝液在管內(nèi)自由流動，達到試驗方法所規(guī)定的 要求。嚴格控制加熱速度和儲出速度。因為石油產(chǎn)品儲程的測定是條件性試驗，

10、所規(guī)定的加熱速度也不同，否則會影響各點的檢測值。測定汽油時，量筒的口部要用棉花塞住，防止冷凝管上凝結(jié)水落入量筒內(nèi),并減少儲出物的揮發(fā)蒸儲不同石油產(chǎn)品時要選用不同的孔徑的石棉墊。試油測定前應(yīng)進行脫水處理，并加入沸石，這是必不可少的試驗準備工作， 以保證試驗安全及結(jié)果的準確性。減壓蒸儲測定時注意事項試油蒸儲前需脫水，并加入沸石，以消除試樣起泡沫。如果試油含有水分，當(dāng)加熱到一定溫度后，就會起泡沫，并造成沖油（突沸）現(xiàn)象，使試驗無法進行。裝置的各連接處應(yīng)極其緊密并涂有真空脂，以保證測定中系統(tǒng)壓力恒定在絕對壓力的 1%以內(nèi)。要選用無氣泡、無裂痕的蒸儲瓶，以防止在試驗中產(chǎn)生爆炸危險，要求佩戴 安全眼鏡。蒸

11、儲時應(yīng)嚴格注意液相指示最高溫度。在進行減壓蒸儲操作時，應(yīng)先開啟真空泵以產(chǎn)生負壓，同時觀察蒸儲燒瓶中 泡沫標記的容積。如果試樣起泡，可稍加壓力或輕微加熱消除，然后加熱升溫。 蒸儲結(jié)束時，應(yīng)先停止加熱，并使蒸儲瓶中的液體冷卻至80 c以下，緩慢消除真空后，關(guān)閉真空泵，防止由于突然增大壓力而將真空壓力計的密閉端沖破。實沸點蒸儲測定時注意事項每段蒸儲應(yīng)嚴格注意液相的指示溫度， 各段的流出速度應(yīng)嚴格控制在一定的范圍內(nèi)。進行減壓蒸儲操作時，先開真空泵，后加熱升溫，并保持在一定的殘壓下蒸儲。蒸儲結(jié)束時，先停止加熱，放下電爐，使蒸儲釜中液體冷卻至80 c以下， 同時緩慢除去真空，再關(guān)閉真空泵。真空泵使用時，不

12、允許倒轉(zhuǎn)，注意真空泵的油液面不能過低，并按使用說明書的要求進行維護保養(yǎng)。實沸點蒸儲裝置釜與分儲柱連接螺栓的收緊、消除蒸儲釜和分儲柱內(nèi)污物、壓力調(diào)節(jié)器內(nèi)物料的更新等。表1儀器和樣品準備1組2組3組4組燒瓶，mL125125125125ASIM蒸儲溫度計測量范圍7c ( 7F)7C (7F)7C (7F)8C (8F)IP蒸儲溫度計測量范圍低低低高燒瓶支板BBCC孔直徑，mm開始試驗時溫度38385050燒瓶C13-1813-1813-18小局十T55-6555-6555-65室溫?zé)恐Ъ芎妥o屏 接受量筒和樣品不超過室溫不超過室溫不超過室溫C13-1813-18A13-1813-室溫AAQF55-

13、6555-65A55-6555-室溫A表2組特性1組2組3組4組樣品性質(zhì)儲分類型蒸氣壓37.8 , kPa65.565.565.59.59.59.5100T212終儲點c250250250T482482482表3采樣，儲存和樣品條件1組2組3組4組樣品瓶溫度C10T50樣品存儲溫度C1010室溫室溫TfA5050室溫室溫試樣測定前的溫度C1010室溫室溫或傾點以上9-21cBT5050室溫室溫或傾點以上48-70 C B若樣品含水重新取樣重新取樣根據(jù)7.5.3節(jié)干燥如果重新取樣仍含水C根據(jù)7.5.2進行脫水A在某些情況下，樣品也可以在20 C （687）以下的溫度儲存，見7.3.3 和 7.3

14、.4 。B如果在室溫下樣品呈（半）固體狀，則見10.3.1.1 。C如果已知樣品含水，不能又未能重新米樣，則按7.5.2 和 7.5.3進行脫水。表4 D 86 50%儲出點的沸點的真實值和最大值及最小值（C）手動自動D 86 50%留出溫度的最小 值D 86 50%留出 溫度的最大值D 86 50%留出 溫度的最小 值D 86 50%留出溫度的最大 值甲苯ASTM/IP 真實沸點組1 , 2和3組1 , 2和3組1, 2和3組1, 2和3110.6105.9111.8108.5109.7正十六烷ASTM/IP 真實沸點組4組4組4組4287.0272.2283.1277.0280.0表5試驗

15、步驟中的條件1組2組3組4組 A冷溶溫度C0-10-50-50-60F32-3432-4032-4032-140量筒周圍冷浴溫度C13-1813-1813-18裝料溫度土 3下55-6555-6555-65裝料溫度士 5從最初加熱到初儲點時間，min5-105-105-105-15從初儲點到5%U收百分數(shù)時間，s60-10060-100從初儲點到10%U收百分數(shù)時間，min從5%iJ燒瓶中殘余5mL均勻平衡速率，mL/min4-54-54-54-55mL殘余物到終點記錄的時間，min最大5最J 5最J 5最大5A正確的冷凝器浴池溫度將取決于樣品中石蠟含量以及它的蒸儲分儲物。一般地，測試使用一個

16、唯一的冷 凝器溫度。根據(jù)以下四種情況可推斷出在冷凝器中的石蠟成分（a）蒸儲出的液滴末端的石蠟顆粒，（b）比根據(jù)樣品的初儲點預(yù)期出的蒸儲損失要高的蒸儲損失，（c）不穩(wěn)定的回收速度，（d）在用無絨軟布擦去冷凝管內(nèi)的殘存液過程中有石蠟顆粒存在。必須使用允許操作的最小溫度。一般地，浴池溫度在04c范圍內(nèi)適用于煤油，一級燃料油，1 D級柴油機燃燒油。在一些情況下，包括二級燃料油，2D級柴油機燃燒油，汽油以及類似的蒸儲，必須保持浴池溫度在3860 c范圍內(nèi)。表A4,5組2、3、4的重復(fù)性和再現(xiàn)性（手工法）再現(xiàn)性飛T飛T初儲點 5-95% 終儲點在溫度讀數(shù)時的體積百分點1.0+0.35S 初儲點 5-95%

17、 終儲點在溫度讀數(shù)時的體積百分點1.0+0.35S c1.0+0.41S c0.7+0.36S c0.7+0.92/S c1.9+0.35S f1.8+0.41S f1.3+0.36S f0.7+1.66/S f2.8+0.93S c1.8+1.33S c3.1+0.42S c1.5+1.78/S c5.0+0.93S f3.3+1.33S f5.7+0.42S f1.53+3.20/S f常見故障處理故障產(chǎn)生原因處理方法指木舟小鳧電源插頭不緊、保險絲燒斷、 開關(guān)接觸不好、指示燈損壞插緊電源插頭、更換保險絲、 檢查開大、更換指示燈冷凝溫度/、能降至 05 c壓縮機故障，不制冷檢查壓縮機系統(tǒng)電爐不加熱電熱絲燒斷更換電熱絲