1、油品徭程分析簡(jiǎn)介孫曉華油品餾程分析簡(jiǎn)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(jī)燃料。蒸發(fā)性能是液體燃料的重要特性之一，它對(duì)于油品的儲(chǔ)存、輸送和使用均有重要影響。評(píng)定油品蒸發(fā)性可用餾程、蒸汽壓和液氣比等方法進(jìn)行。我們今天主要介紹餾程1 、 餾程的測(cè)定及意義對(duì)于純化合物，在一定外壓下，當(dāng)其加熱到某一溫度時(shí)，其飽和蒸汽壓等于外界壓力， 此時(shí)在氣液界面和液體內(nèi)部同時(shí)出現(xiàn)沸騰現(xiàn)象，這一溫度即稱為沸點(diǎn)。在外壓一定時(shí)，沸點(diǎn)是一個(gè)恒定值。石油產(chǎn)品是一個(gè)復(fù)雜的混合物，它與純化合物不同，沒有一個(gè)恒定的沸點(diǎn)。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(shí)，油品沸點(diǎn)隨汽化率增加而不斷升

2、高，因此油品的沸點(diǎn)則以某一溫度范圍來表示，這一溫度范圍稱為沸程或餾程。油品的沸點(diǎn)范圍因所用蒸餾設(shè)備不同，測(cè)定的數(shù)值也有差別。在石 油產(chǎn)品質(zhì)量控制和工藝計(jì)算或石油的初步評(píng)價(jià)中，使用的是簡(jiǎn)單的恩氏蒸餾設(shè)備來測(cè)定油品的沸點(diǎn)范圍。1.1 餾程測(cè)定恩氏蒸餾測(cè)定輕質(zhì)石油產(chǎn)品（如汽油、噴氣燃料、溶劑油、煤油、柴油）的 儲(chǔ)分組成， 按照GB/T6536和ASTMD8蹌行。測(cè)定時(shí)將100mL試油在規(guī) 定的試驗(yàn)條件下,按產(chǎn)品性質(zhì)的要求進(jìn)行蒸餾。當(dāng)油品在恩氏蒸餾裝置進(jìn)行蒸餾加熱時(shí)，流出第一滴冷凝液時(shí)的氣相溫度稱為初餾點(diǎn)。蒸餾過程中烴類分子按其沸點(diǎn)高低的次序逐漸蒸出，汽相溫度也逐漸升高，當(dāng)餾出物體積為10% 、 50

3、% 、90% 時(shí)汽相溫度分別稱為10% 、 50% 、 90% 的餾出溫度，蒸餾終了的最高汽相溫度稱為終餾點(diǎn)。蒸餾燒瓶底部最后一滴液體汽化一瞬間所測(cè)得的汽相溫度稱為干點(diǎn)。初餾點(diǎn)到終餾點(diǎn)這一溫度范圍稱為沸程或沸程范圍。蒸餾完畢，以原裝試油量 100mL 減去餾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)稱為餾程。餾程是石油產(chǎn)品蒸發(fā)性大小的主要指標(biāo)，可大致判斷油品中輕重組分的相對(duì)含量。根據(jù)餾程可確定加工和調(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。減壓蒸餾測(cè)定在常壓蒸餾時(shí)分解的石油產(chǎn)品（如重柴油、蠟油等重質(zhì)餾分）。測(cè)定可按SH/T0165、GB/T9168A或ASTMD

4、116麻準(zhǔn)方法進(jìn)行。由 于采用了抽真空措施，儀器設(shè)備、技術(shù)條件比常壓蒸餾復(fù)雜，因此操作上難度稍大。由于重質(zhì)油蒸餾到90% 體積后，在達(dá)到干點(diǎn)時(shí)，瓶底常常冒煙，出現(xiàn)一股怪味，同時(shí)結(jié)焦，導(dǎo)致重質(zhì)油裂解和縮合反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，產(chǎn)生膠質(zhì)，瀝青質(zhì)。重質(zhì)儲(chǔ)分在350 C時(shí)就會(huì)輕微裂解，到400 C時(shí)裂解反應(yīng)加快，為避免油品在蒸餾過程中發(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(diǎn)降低, 以進(jìn)行蒸餾測(cè)定. 這樣可以使油品在較低溫度下得到高沸點(diǎn)的餾出物。有關(guān)減壓蒸餾測(cè)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(shí)100m

5、l 或 200ml 的樣品相當(dāng)?shù)闹亓浚_至0.1g ，放入裝有瓷片蒸餾燒瓶中。安裝好溫度計(jì)及儀器，開啟真空泵并觀察儀器抽真空直至壓力達(dá)到蒸餾所需要的水平，在達(dá)到所需的壓力水平后，開啟加熱器，調(diào)節(jié)加熱速率使蒸餾以6? 8ml /min 等速率回收。按照方法要求，記錄溫度和餾出體積百分?jǐn)?shù)，并記錄時(shí)間、觀察的壓力，要求蒸儲(chǔ)中殘壓 波動(dòng)不超過0.5mmHg。最后按常、減壓溫度換算表，換算為常壓餾程。實(shí)沸點(diǎn)蒸餾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(jìn)行工藝設(shè)計(jì)計(jì)算提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。其原理是在實(shí)驗(yàn)室中用一套分離精度較高的間歇式常減壓蒸餾裝置，把原油按照沸點(diǎn)的高低切割成許多窄餾分。由于分餾的精度較

6、高，其餾出溫度和餾出物沸點(diǎn)相近，可以大致反映餾出的各組成沸點(diǎn)的真實(shí)情況，故 稱為實(shí)沸點(diǎn)蒸餾。原油經(jīng)實(shí)沸點(diǎn)蒸儲(chǔ)，按每謂分3%勺質(zhì)M分?jǐn)?shù)或每隔10 C切取一個(gè)窄餾分，計(jì)算每餾分的收率及總收率，用所得數(shù)據(jù)繪制原油的蒸餾曲線，然后分別測(cè)定每一個(gè)窄餾分的理化性質(zhì)，包括密度、粘度、凝點(diǎn)、閃點(diǎn)、酸度、硫含量、折光率、相對(duì)分子量等，用數(shù)據(jù)可繪制原油性質(zhì)曲線。按產(chǎn)品要求利用各窄餾分進(jìn)行調(diào)配后，測(cè)定各種直餾產(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(duì)照各種石油產(chǎn)品的規(guī)格要求，可以著手制定原油蒸餾切割方案；還可進(jìn)一步分析各餾分的化學(xué)組成，為制定生產(chǎn) 高質(zhì)M高產(chǎn)率的加工方案，提供數(shù)

7、據(jù)。實(shí)沸點(diǎn)蒸儲(chǔ)詳見ASTMD2892各型號(hào) 的實(shí)沸點(diǎn)切割儀的操作說明書。餾程測(cè)定的意義在決定一種原油的加工方案時(shí)，首先要知道原油中所含輕、重餾分的數(shù)量。測(cè)定餾程可大致看出原油中含有汽、煤、柴等餾分的收率，并且還要對(duì)餾分的性質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的分析。從收率的多少和各餾分性質(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。控制裝置生產(chǎn)操作條件是以餾出物的餾程結(jié)果為基礎(chǔ)。如按航空煤油餾程來確定塔頂溫度，若航空煤油干點(diǎn)高于指標(biāo)，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(qiáng)回流與原油脫水，減少吹汽量等來控制產(chǎn)品于合格點(diǎn)。餾程可鑒別發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的蒸發(fā)性，從而判斷油

8、品的使用性能。如10%餾出溫度可以判斷汽油中輕組分含量，可看作發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能形成氣阻傾向的指標(biāo)；50%的餾 溫度和干點(diǎn)可判斷汽油在汽缸內(nèi)是否充分燃燒及發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損情況。出溫度說明平均蒸發(fā)性，它能影響發(fā)動(dòng)機(jī)的加速性能;90%餾出柴油的餾程是保證柴油在發(fā)動(dòng)燃燒室內(nèi)迅速蒸發(fā)氣化和燃燒的重要指標(biāo)。為保證良好的低溫啟動(dòng)性能，要有一定的輕質(zhì)餾分，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(huì)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(dòng)機(jī)的使用壽命，同時(shí)耗油量增加。因而我國(guó)的輕柴油都規(guī)定不得高于50% 、 90% 和 95%的餾出溫度指標(biāo)。

9、餾程測(cè)定的注意事項(xiàng) 常壓蒸餾測(cè)定時(shí)注意事項(xiàng)量取試油、餾出油、殘留液時(shí)的溫度應(yīng)相同。測(cè)定不同的石油餾分餾程時(shí)，冷凝器的溫度要求不同。汽油的初餾點(diǎn)低，輕餾分多，蒸發(fā)性大。為保證蒸餾時(shí)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 Co煤油的儲(chǔ)分較汽油重得多，初儲(chǔ)點(diǎn)一 般在150 C以上，為使油氣冷凝溫 度控制不高于30 C 一般蒸f留溫度在250 C前，要求溫度控制在 30 C之40 C間，這樣既 可使油蒸氣冷凝為液體，又能使重質(zhì)餾分不致于在管內(nèi)凝結(jié)，保證冷凝液在管內(nèi)自由流動(dòng)，達(dá)到試驗(yàn)方法所規(guī)定的要求。嚴(yán)格控制加熱速度和餾出速度。因?yàn)槭彤a(chǎn)品餾程的測(cè)定是條件性試驗(yàn)，所規(guī)

10、定的加熱速度也不同，否則會(huì)影響各點(diǎn)的檢測(cè)值。測(cè)定汽油時(shí)，M筒的口部要用棉花塞住，防止冷凝管上凝結(jié)水落入M筒內(nèi)， 并減少餾出物的揮發(fā)蒸餾不同石油產(chǎn)品時(shí)要選用不同的孔徑的石棉墊。試油測(cè)定前應(yīng)進(jìn)行脫水處理，并加入沸石，這是必不可少的試驗(yàn)準(zhǔn)備工作，以保證試驗(yàn)安全及結(jié)果的準(zhǔn)確性。 減壓蒸餾測(cè)定時(shí)注意事項(xiàng)試油蒸餾前需脫水，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(huì)起泡沫，并造成沖油（突沸）現(xiàn)象，使試驗(yàn)無法進(jìn)行。裝置的各連接處應(yīng)極其緊密并涂有真空脂，以保證測(cè)定中系統(tǒng)壓力恒定在絕對(duì)壓力的±1%以內(nèi)。要選用無氣泡、無裂痕的蒸餾瓶，以防止在試驗(yàn)中產(chǎn)生爆炸危險(xiǎn)，要求佩戴安全眼

11、鏡。蒸餾時(shí)應(yīng)嚴(yán)格注意液相指示最高溫度。在進(jìn)行減壓蒸餾操作時(shí)，應(yīng)先開啟真空泵以產(chǎn)生負(fù)壓，同時(shí)觀察蒸餾燒瓶中泡沫標(biāo)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(chǔ)結(jié)束時(shí)，應(yīng)先停止加熱，并使蒸儲(chǔ)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(jì)的密閉端沖破。實(shí)沸點(diǎn)蒸餾測(cè)定時(shí)注意事項(xiàng)每段蒸餾應(yīng)嚴(yán)格注意液相的指示溫度，各段的流出速度應(yīng)嚴(yán)格控制在一定的范圍內(nèi)。進(jìn)行減壓蒸餾操作時(shí)，先開真空泵，后加熱升溫，并保持在一定的殘壓下蒸謂。蒸謂結(jié)束時(shí)，先停止加熱，放下電爐，使蒸儲(chǔ)釜中液體冷卻至80 C以下，同時(shí)緩慢除去真空，再關(guān)閉真空泵。真空泵使用時(shí)，不允

12、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(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。實(shí)沸點(diǎn)蒸儲(chǔ)裝置釜與分儲(chǔ)柱連接螺栓的收緊、消除蒸儲(chǔ)釜和分儲(chǔ)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(zhǔn)備燒瓶，mLASTMO留溫度計(jì) 測(cè)量范圍IP蒸儲(chǔ)溫度計(jì)測(cè) 量范圍燒瓶支板孔直徑，mm 開始試驗(yàn)時(shí)溫度燒瓶 cT燒瓶支架和護(hù)屏接受量筒和樣品1組1257c (7F) 低B3813-1855-65 不超過室溫2組1257c(7F)低B3813-1855-65 不超過室溫3組1257c(7F)低C5013-1855-65 不超過室溫4組 125 8C (8F) 高C 50不圖于室溫13-18 13-18 13-18 13-室

13、溫AQF 55-65 55-65 55-65 55- 室AA溫表2組特性1組 2組 3組 4組產(chǎn)品性質(zhì)儲(chǔ)分類型蒸氣 壓37.8 C, kPa蒸氣壓100 ° F65.5>9.5<65.<65.<65.555<9.5<9.5<9.5（試驗(yàn)方法D323 D4953D519Q D5191,D5482IP69 或IP394)蒸儲(chǔ)，初幅<>100100終幅<<250250<<482482212>250>482>212表3米樣，儲(chǔ)存和樣品條件1組 2組 3組 4組樣品瓶溫度CF樣品存儲(chǔ)溫度CF；式樣測(cè)

14、定前的溫度CPF.樣品含水<10<50<18<10室溫室溫<50a<50室溫室溫<10<10室溫室溫或傾點(diǎn)以上9-21 C b<50<50 室溫 室溫或傾點(diǎn)以上48-70 ° C b重新 重新 根據(jù)7.5.3取樣取樣節(jié)干燥如果重新取樣仍 根據(jù)7.5.2進(jìn)行脫水 含水ca在某些情況下，樣品也可以在20° C （ 68 ° F）以下的溫度儲(chǔ)存，見7.3.3和7.3.4。b如果在室溫下樣品呈（半）固體狀，則見 10.3.1.1c如果已知樣品含水，不能又未能重新采樣，則按7.5.2和7.5.3進(jìn)行脫水。表4 D

15、86 50%儲(chǔ)出點(diǎn)的沸點(diǎn)的真實(shí)值和最大值及最小值（C）手動(dòng)自動(dòng)D 8650%留出 溫度的 最小值D 86 50%儲(chǔ)出溫度 的最大 值D 8650%留出溫度 的最小 值D 8650%留出溫度 的最大 值甲苯ASTM/IP真實(shí)沸 占組1,2和3“ 11、0.6105.9正十 人烷ASTM/IP真實(shí)沸 占組4八、287.0272.2組1,2和3組1,2和3組1,2 和3111.8108.5109.7組4組4組4283.1277.0280.0表5試驗(yàn)步驟中的條件1組2組3組 4組冷浴溫度AcT量筒周圍冷浴溫度cT從最初加熱到初儲(chǔ)點(diǎn)時(shí)0-10-50-50-6032- 32- 32-32-14344040

16、013-13-13-裝料181818溫度± 355-55-55-裝料656565溫度± 55-15-15-15-15間，min從初儲(chǔ)點(diǎn)到5湎收百分?jǐn)?shù)時(shí)間，s從初儲(chǔ)點(diǎn)到10湎收百分?jǐn)?shù)時(shí)間，min從5嗨V燒瓶中殘余5mL 均勻平衡速率，mL/mi n5mL殘余物到終點(diǎn)記錄的時(shí)間，min00060-60100 1004-54-54-54-5最最最最大5大5 大5 大5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(chǔ)分儲(chǔ)物。一般地，測(cè)試使用一個(gè)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(chǔ)出的液滴末端的石蠟顆粒,(b)比根據(jù)樣品的初儲(chǔ)點(diǎn)預(yù)期出的蒸儲(chǔ)損

17、失要高的蒸儲(chǔ)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0? 4 'C范2 D級(jí)柴油機(jī)圍內(nèi)適用于煤油，一級(jí)燃料油，1-D級(jí)柴油機(jī)燃燒油。在一些情況下，包括二級(jí)燃料油,燃燒油，汽油以及類似的蒸儲(chǔ)，必須保持浴池溫度在38? 60C范圍內(nèi)。表A4.5組2、3、4的重復(fù)性和再現(xiàn)性（手工法）重復(fù)性再現(xiàn)性C T C T初幅點(diǎn)5-95%終保點(diǎn)1.0+0.35Sc1.0+0.41Sc0.7+0.3681.9+0.35S1.8+0.41S1.3+0.36S2.8+0.93Sc1.8+1.33Sc3.1+0.4285.0+0.93S3.3+1.33S5.7+0.42S在溫度讀數(shù)時(shí) 0.7+0.90.7+1.61.5+1.71.53+3.的體積2/S c 6/S f 8/S c 20/Sf百分點(diǎn)常見故障處理卜障產(chǎn)生原因處理方法1旨不燈不亮電源插頭不緊、 保險(xiǎn)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(xiǎn)絲、檢 查開關(guān)、更換指 不火“凝溫度不能降至0? 5C壓縮機(jī)故障，不 制冷檢查壓縮機(jī)系統(tǒng)電爐不加熱電熱絲燒斷更換電熱絲電壓表