常壓餾程的測定

1、石油產(chǎn)品餾程的測定石油產(chǎn)品餾程的測定2015.7.27 但歡石油產(chǎn)品都是復(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變化，所以在外壓一定時，油品沸點隨汽化率增加而不斷升高。當溫度達到某一數(shù)值使組成油品的各個純烴的蒸氣分壓之和恰與外壓相等，油品即開始沸騰。隨 著汽化過程的繼續(xù)，油中的低沸點烴類由于具有較大的蒸氣壓，相對汽化較快。由于沸騰溫度的不斷升高，使殘留液相的組成不斷變重，到快要蒸發(fā)完時，液相中高沸點烴類相對濃集，沸騰溫度已變得接近油中重組分的沸點。因 此，含有多種烴類混合物的油品就沒有固定的沸點，而只有一個沸點范圍。油品的沸點是以某一溫度范圍來表示的，

2、這一溫度范圍稱為沸程或餾程。餾程即餾分組成，它表示油品在特定儀器中蒸餾時，體積汽化率與對應(yīng)汽化溫度的關(guān)系。油品的餾程因所用蒸餾設(shè)備不同，測定的數(shù)值也有差別。在石油產(chǎn)品質(zhì)量控制和工藝計算中，通常使用簡單的恩氏蒸餾設(shè)備來測定油品的沸點范圍。而重質(zhì)石油產(chǎn)品(如蠟油、潤滑油等)和在常壓蒸餾時分解的石油產(chǎn)品(如重柴油、蠟油等重質(zhì)餾分)的餾程，則使用減壓蒸餾裝置在減壓下進行測定。1、名詞解釋餾程：在一定條件下，使產(chǎn)品氣化、冷卻及流出的物理過程。即對產(chǎn)品進行蒸餾從第一滴樣品餾出的溫度(初餾點)直至最終餾出溫度止(終餾點)全部蒸餾過程的餾出溫度(從初餾點至終餾點),即為該產(chǎn)品的餾程。初餾點：從冷凝管較低的一端

3、滴下的第一滴冷凝液的一瞬間觀察到的溫度計讀數(shù)，以表示。終點或終餾點：在試驗過程中得到的溫度計最高讀數(shù)，以表示，通常是蒸餾燒瓶底部全部液體都蒸發(fā)后才出現(xiàn)。經(jīng)常采用的同義詞是術(shù)語“最高溫度”。分解點：蒸餾燒瓶中液體開始呈現(xiàn)熱分解時的溫度計讀數(shù)，以表示。干點：蒸餾燒瓶中最低點的最后一滴液體氣化時一瞬間所觀察到的溫度計讀數(shù)，以表示。在蒸餾燒瓶壁或溫度計上的任何液滴或液膜則不予以考慮。一般用終餾點而不用干點。對于特殊用途的石腦油（例如，涂料工業(yè)用石腦油），可以報告干點。當某些樣品的終餾點的精度總是不能符合精密度這一規(guī)定時，也可以用干點代替終餾點。蒸發(fā)百分數(shù)：回收百分數(shù)與損失百分數(shù)之和，以百分數(shù)表示。損失

4、百分數(shù)：100%減去總回收百分數(shù)，以百分數(shù)表示?；厥瞻俜謹?shù)或回收體積：與溫度計讀數(shù)同時觀察到在接受量筒內(nèi)的冷凝液體的體積，以百分數(shù)表示或以毫升表示。最大回收百分數(shù)：在冷凝管繼續(xù)有液體滴入量筒時，每隔2min觀察一次冷凝液的體積，直至兩次連續(xù)觀察到的體積一致為止。此時的體積為最大回收百分數(shù)。殘留百分數(shù)：待蒸餾燒瓶已冷卻后，將其內(nèi)容物倒入5mL量筒中，并將蒸餾燒瓶懸垂在5mL量筒上，讓這蒸餾燒瓶排油，直至觀察到5mL量筒中液體體積沒有明顯增加為止。（0組：將量筒冷卻至04 ，記錄量筒中液體體積，精確至0.1mL,作為殘留百分數(shù)）。 總回收百分數(shù)：最大回收百分數(shù)和殘留百分數(shù)之和為回收百分數(shù)，以百分數(shù)

5、表示。2、儀器與試劑、儀器與試劑（1）儀器 符合GB/T6536標準要求，主要由控制、加熱、冷凝和收集等部分組成。 蒸餾燒瓶：125mL； 量筒：100mL和5mL，分度為1mL，100 mL量筒應(yīng)有5 mL刻線。 棒狀水銀玻璃溫度計：低溫蒸餾溫度計2300，高溫溫度計2400； 秒表等。 （2）試劑及材料 柴油；拉線（細繩或銅絲）；吸水紙（或脫脂棉）；無絨軟布等。 3、準備工作、準備工作 （1）取樣 首先根據(jù)試樣的性質(zhì)對其分組，確定取樣瓶、試樣的儲存溫度及含水時的處理方法。 此處的分組決定了后續(xù)蒸餾實驗的條件。表表21 油品分組特性及取樣要求油品分組特性及取樣要求項目0組1組2組3組4組樣品

6、特性取樣瓶溫度，貯存樣品溫度，如試樣含水天然汽油0404終餾點250 蒸氣壓65.5kPa010010終餾點250蒸氣壓250，蒸氣壓250，蒸氣壓100室溫高于傾點11重新取樣加入無水硫酸鈉脫水，分離，干燥（2）儀器的準備 按照樣品分組選擇蒸餾儀器，如表2-2所示。表表22 餾程試驗條件餾程試驗條件項目0組1組2組3組4組儀器準備蒸餾溫度計燒瓶支板孔徑，mm開始試驗的溫度 燒瓶和溫度計， 支板和金屬罩，量筒和100mL試樣，低溫范圍3204 室溫04低溫范圍381318 室溫1318低溫范圍381318 室溫1318低溫范圍501318 室溫1318高溫范圍50 室溫13室溫試驗條件 冷浴的

7、溫度， 量筒周圍浴的溫度， 開始加熱到初餾點的時間，min 初餾點到5回收體積的時間，s 初餾點到10回收體積的時間，s 從5回收體積到燒瓶中殘留物為5mL的冷凝平均速度，mL/min 從10回收體積到燒瓶中殘留物為5mL的冷凝平均速度，mL/min 從燒瓶中殘留物為5mL時到終餾點的時間，min0104253445350113185106075453504131851060754535 04131851045 5 0601）樣溫351545 51）適合的冷浴溫度應(yīng)該取決于試樣的蒸餾餾分和蠟含量。應(yīng)該使用滿意操作允許的最低溫度。 由車用無鉛汽油的餾程和飽和蒸氣壓數(shù)據(jù)可知，其油品分類應(yīng)屬1組。柴

8、油應(yīng)屬4組。根據(jù)1組蒸餾條件選擇蒸餾燒瓶、燒瓶支板、溫度計、量筒等，并使溫度達到開始試驗時規(guī)定的溫度。使用制冷設(shè)備使冷浴和量筒浴的溫度維持在01。用纏在拉線上的一塊無絨軟布擦洗冷凝管內(nèi)的殘存液。用一個打孔良好的軟木塞或硅酮橡膠塞，將溫度計緊密裝在取樣瓶頸部，使溫度計水銀球位于瓶頸的中心線，溫度計毛細管的低端與支管內(nèi)壁底部的最高點齊平。如圖22所示。保持試樣溫度符合表21的要求，用量筒取100mL試樣，并盡可能地將試樣全部倒入蒸餾瓶中，不能流入支管中。用軟木塞或硅酮橡膠塞，將蒸餾燒瓶支管緊密安裝在冷凝管上，蒸餾燒瓶要調(diào)整至垂直，蒸餾燒瓶支管伸入冷凝管內(nèi)2550mL。升高及調(diào)整蒸餾燒瓶支板，使其對

9、準并接觸蒸餾燒瓶底部。將取樣的量筒不經(jīng)干燥，放入冷凝管下端的量筒冷卻浴內(nèi)，使冷凝管下端位于量筒中心，并伸入量筒內(nèi)至少25mm，但不能低于100mL刻線。用一塊吸水紙或脫脂棉將量筒蓋嚴密，這塊吸水紙剪成緊貼冷凝管。記錄室溫和大氣壓力。 圖圖22 溫度計在蒸餾燒瓶頸溫度計在蒸餾燒瓶頸中的位置中的位置圖圖22 溫度計在蒸餾燒瓶頸中的位置溫度計在蒸餾燒瓶頸中的位置4試驗步驟試驗步驟（1）加熱 將裝有試樣的蒸餾燒瓶加熱，按要求調(diào)節(jié)加熱速度，保證從開始加熱到初餾點的時間，汽油510min。柴油515min。（2）調(diào)整加熱速度 觀察和記錄初餾點后，則立即移動量筒，使冷凝管尖端與量筒內(nèi)壁相接觸，讓餾出液沿量筒

10、內(nèi)壁流下。調(diào)節(jié)加熱，使從汽油初餾點到5%回收體積的時間是6075s；從5%回收體積到蒸餾燒瓶中剩5mL殘留物的冷凝平均速率是45mL/min。如果不符合上述條件，則重新進行蒸餾。（3）觀察和記錄 按標準要求或試樣要求記錄各項數(shù)據(jù)。在沒有特定數(shù)據(jù)要求時，通常記錄初餾點、10%90%每10%回收體積分數(shù)時溫度計讀數(shù)、終餾點或干點。根據(jù)所用的儀器，記錄所有量筒中液體體積，要精確到0.5mL（手工）或0.1mL（自動），記錄所有溫度計讀數(shù)，要精確至0.5（手工）或0.1（自動）。 如果觀察到分解點（蒸餾燒瓶中由于熱分解而出現(xiàn)煙霧時的溫度計讀數(shù)），則應(yīng)停止加熱，并按步驟（5）規(guī)定進行。（4）加熱的最后調(diào)

11、整 當在蒸餾燒瓶中的殘留液體約為5mL時，再調(diào)整加熱，使此時到終餾點的時間為35min，不超過5min。（5）記錄回收體積 在冷凝管繼續(xù)有液體滴入量筒時，每隔2min觀察一次冷凝液體積，直至相繼兩次觀察的體積一致為止。精確地測量體積，并記錄。如果出現(xiàn)分解點，而預(yù)先停止了蒸餾，則從100%減去最大回收體積分數(shù)，報告此差值為殘留量和損失，并省去步驟（6）。（6）量取殘留體積分數(shù) 待蒸餾燒瓶冷卻后，將其內(nèi)容物倒入5mL量筒中，并將蒸餾燒瓶懸垂于5mL量筒之上，讓蒸餾瓶排油，直至量筒液體體積無明顯增加為止。記錄量筒中的液體體積，精確至0.1mL，作總殘留百分數(shù)。（7）計算損失體積分數(shù) 最大回收體積分數(shù)

12、和殘留體積分數(shù)之和為總回收體積分數(shù)。從100%減去總回收體積分數(shù)，則得出損失體積分數(shù)。 5計算和報告計算和報告 （1）記錄要求 對每一次試驗，都應(yīng)根據(jù)所用儀器要求進行記錄，所有回收體積分數(shù)都要精確至0.5%（手工）或0.1%（自動），溫度計讀數(shù)精確至0.5（手工）或0.1（自動）。報告大氣壓力精確至0.1kPa（1mmHg）。（2）對溫度計讀數(shù)進行大氣壓力修正 溫度計讀數(shù)修正方法有計算法和查表法兩種。計算法 先按照溫度計的鑒定證書上的修正值對溫度計讀數(shù)進行修正。然后按式（21，22）計算標準大氣壓下的溫度值。式中 tc修正至101.3kPa時的溫度計讀數(shù)，； t 觀察到的溫度計讀數(shù)，； C溫度

13、計讀數(shù)修正值，； Pk 、P試驗時的大氣壓力，單位分別為kPa和mmHg。)273)(760(00012.02733.1010009.0tpCtpCCttkc或（2-1）（2-2） 查圖法 按照表23給出不同溫度范圍和實際大氣壓力和標準大氣壓力之間的差值，計算出溫度修正值。當實際壓力低于101.3kPa時加修正值，否則減去修正值。 表表23 溫度計讀數(shù)修正值溫度計讀數(shù)修正值溫度范圍，每1.3kPa(或10mmHg)的修正值，溫度范圍，每1.3kPa(或10mmHg)的修正值，1030305050707090901001001301301501501701701901902100.350.380

14、.400.420.450.470.500.520.540.572102302302502502702702902903103103303303503503703703903904100.590.620.640.660.690.710.740.760.780.81 （3）修正損失體積分數(shù) 實際損失百分數(shù)應(yīng)按式（23）修正到標準大氣壓下的損失百分數(shù)。BALLC式中 LC修正至101.3kPa時損失體積分數(shù)，%； L從試驗數(shù)據(jù)計算得出的損失體積分數(shù)，%； pk試驗時的大氣壓力，kPa； A、B常數(shù)（見表2-4）。(2-3)觀察的大氣壓力/ kPa（或mmHg）AB/%觀察的大氣壓力/ kPa（或mm

15、Hg）AB/%74.6（560）76.0（570）77.3（580）78.6（590）80.0（600）81.3（610）82.6（620）84.0（630）85.3（640）86.6（650）88.0（660）0.2310.2400.2500.2610.2730.2860.3000.3160.3330.3530.3750.3840.3800.3750.3690.3630.3570.3500.3420.3330.3230.31289.3（670）90.6（680）92.0（690）93.3（700）94.6（710）96.0（720）97.3（730）98.6（740）100.0（750）10

16、1.3（760）0.4000.4280.4610.5000.5450.6000.6670.7500.8571.0000.3000.2860.2690.2500.2270.2000.1660.1250.0710.000表表2-4 用于修正蒸餾損失的常數(shù)用于修正蒸餾損失的常數(shù)A和和B （4）修正最大回收體積分數(shù) 相應(yīng)修正后的最大回收體積分數(shù)按式（24）計算。ccLLRRmax (2-4)式中 Rc修正后的最大回收體積分數(shù)，%； Rmax觀察的最大回收體積（接受量筒內(nèi)冷凝液體體積）分數(shù)。%； L從試驗數(shù)據(jù)計算得出的損失體積分數(shù)，%； Lc修正后的損失體積分數(shù)，%。（5）蒸發(fā)溫度的計算 由于測定過程中

17、，直接讀取的回收體積與其對應(yīng)的溫度，而汽油要求報告蒸發(fā)百分數(shù)和溫度之間的關(guān)系，因此只有通過對回收百分數(shù)和對應(yīng)溫度換算求得蒸發(fā)溫度。換算方法有計算法和圖解法。在此只介紹計算法。 蒸發(fā)百分數(shù)回收百分數(shù)損失百分數(shù) 計算時先從每個規(guī)定蒸發(fā)百分數(shù)減去觀察的損失百分數(shù)，求得相應(yīng)的回收百分數(shù)，然后在回收百分數(shù)和溫度關(guān)系數(shù)據(jù)中采用內(nèi)插法求得蒸發(fā)溫度。按式（2-5）計算。 LHLLHLRRRRttttE（2-5）式中 tE蒸發(fā)溫度，； R對應(yīng)規(guī)定蒸發(fā)體積分數(shù)時的回收體積分數(shù)，%；回收百分數(shù)蒸發(fā)百分數(shù)-損失百分數(shù) RL臨近并低于R的回收體積分數(shù)，%； RH臨近并高于R的回收體積分數(shù)，%； tL在RL時觀察到的溫度

18、計讀數(shù)，； tH在RH時觀察到的溫度計讀數(shù)，。6、影響因素1 油品必須要脫水處理，以保證試驗安全和結(jié)果的準確 1.1如果試樣中含有水，實驗前必須進行脫水處理。如果未經(jīng)脫水處理，在試樣含水較多及石油產(chǎn)品的初餾點高于水的沸點的情況下，會發(fā)生突沸沖油現(xiàn)象，突沸有時會把溫度計和軟木塞沖出，甚至造成失火或燒傷事故。為防止蒸餾中產(chǎn)生突沸現(xiàn)象，可在蒸餾燒瓶中加人一、二片瓷片或沸石等。 1.2油中含水會使測定結(jié)果產(chǎn)生誤差。當蒸餾含少量水的試油時，在一定溫度下，油的蒸氣壓力還低于外界壓力，本來油還不會沸騰，但由于從溫度計水銀球滴下的水滴形成的蒸氣，使油品蒸氣分壓和水蒸氣分壓之和恰好超過外界壓力時，油就開始沸騰，

19、油蒸氣就開蛤從蒸餾瓶支管逸出，這樣測出的初餾點就不準確了。若沖出的蒸氣帶走了油中若干重餾分.還會影響到中間某一點餾出溫度和餾出百分數(shù)之間的關(guān)系數(shù)值。所以，測定前的試油脫水，可保證試驗安全及結(jié)果準確，是必不可少的試驗準備工作。 2 安裝前儀器的準備 試驗開始前，應(yīng)仔細檢查儀器設(shè)備是否處于完好狀態(tài)，比如：蒸餾瓶要保持干燥，清潔，冷凝管要提前用纏在銅絲或鋁絲上的軟布擦拭內(nèi)壁，出去上次蒸餾剩下的液體。溫度計要經(jīng)過校正。3 正確量取試樣 用清潔、干燥的100mL量筒，在203時量取100mL試樣注入蒸餾燒瓶中，不要使液體流入蒸餾瓶的支管內(nèi)。量取試樣是，試樣的溫度高于203時，就會導致量取體積偏少，造成測

20、定結(jié)果偏高。試樣的溫度低于203時，量取試樣的體積偏多，導致測定的結(jié)果偏低。 4 正確安裝儀器 4.1溫度計 溫度計安裝在蒸餾瓶上的位置對測定結(jié)果影響很大，餾程測定法對溫度計的安裝位置作了規(guī)定：溫度計和蒸餾燒瓶的軸心線應(yīng)互相重合，并且使水銀球的上邊緣與支管焊接處的下邊緣在同一平面。 因為溫度計測得是餾出蒸汽的溫度，溫度計水銀球處于這個位置，正是蒸餾時蒸汽向蒸餾瓶支管逸出的位置，水銀球表面被覆有一層凝聚的液體，不斷回流到蒸餾瓶中，又與蒸汽接觸達到平衡。油品不斷沸騰氣化，沸點低的先氣化，沸點高的后氣化，因此如果溫度計插高了，會因瓶頸的蒸氣分子少及受冷空氣的影響，使餾出溫度偏低；如果溫度計插低了，則

21、因高沸點蒸氣或因跳濺液滴濺在水銀球上而使餾出溫度偏高；溫度計插歪了，由于瓶壁與瓶軸心有一定溫差，使餾出溫度偏低。 蒸餾瓶要按規(guī)定放在石棉墊上，支管要用緊密的軟木塞與冷凝管的上端連接，支管插入冷凝管內(nèi)的長度要達到2540毫米，但不能與冷凝管內(nèi)壁接觸。 量筒不需經(jīng)過干燥，放在冷凝管下面，使冷凝管下端插入量筒中不得少于25毫米，也不得低于100毫升的標線，量筒口部要用棉花蓋好，以防冷凝管上凝結(jié)的水分落入量筒內(nèi)和減少餾出物的揮發(fā)。 5 加熱速度對餾程測定結(jié)果的影響 在餾程測定過程中，嚴格控制加熱速度至關(guān)重要，否則，就會對測定結(jié)果產(chǎn)生很大影響。在蒸餾操作中，如因蒸餾瓶受熱過大，加熱速度過快，會產(chǎn)生較多的

22、氣體，來不及自出口管逸出時，蒸餾瓶中的氣體分子增多，可使瓶中的氣壓大于外界的大氣壓。在這種情況，讀出的蒸餾溫度，并不是在外界大氣壓下油品沸騰的溫度，往往要比正常蒸餾溫度偏高一些。若加熱速度始終比較大，最后還會出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，使干點提高而不易測準。當開始加熱至初餾點的時間延長，即加熱速度減低時，初餾點降低，10%溫度降低，50%與90%溫度和終餾點都降低。若整個測定過程加熱速度過于慢，以至加熱強度不足，則各餾出溫度均顯著降低。正確選用石棉墊，目的是為了控制蒸餾燒瓶的加熱面大小，一方面根據(jù)試樣的輕重及蒸餾所需熱量的多少，保證必要的加熱面以達到規(guī)定的加熱速度；另一方面又要保證最后被蒸餾的試樣表面高于加

23、熱面，以防過熱和燒壞蒸餾燒瓶。 6 防止回收量過多或過少 量取試樣多、量取試樣時試樣的溫度偏低、冷凝管未擦凈、蒸餾燒瓶不干等，會使回收量增加。量取試樣少、量取試樣時試樣溫度偏高、注人試樣時撒在燒瓶外面、儀器連接處密封不嚴等，都會使回收量減少，回收量的多少會顯著地影響90%以后餾出溫度的高低。 7 大氣壓力的校正 大氣壓力高，氣化困難；大氣壓力低，氣化容易。油品的沸點隨大氣壓的升高而升高，隨大氣壓的降低而降低。在因此，在l00（750mmHg）-102.7kPa（770mmHg）內(nèi)，餾程測定的餾出不進行修正，而大氣壓力高于102.7kPa（770mmHg）或低于100kPa（750mmHg）時，

24、必須修正。 7、測定餾程的意義、測定餾程的意義1.柴油的餾程50%餾出溫度越低說明柴油中的輕質(zhì)餾分含量多,柴油機易于起動。但柴油中輕質(zhì)餾分含量過多,會使噴入氣缸的柴油蒸發(fā)太快,易引起全部柴油迅速燃燒,造成壓力劇增,使得柴油機工作粗暴。90%與95%餾出溫度越低,說明柴油中重質(zhì)餾分含量低,這就使得柴油的燃燒更加充分,不僅可以提高柴油機的動力性,減少機械磨損.避兔發(fā)動機產(chǎn)生過熱現(xiàn)象,而且還可使油耗降低。柴油的餾分過輕、過重都是不適宜的。GB252一87規(guī)定柴油的50的餾出溫度不高于300，90%餾出溫度不高于355，95%餾出溫度不高于365。當然,不同類型的柴油機對柴油餾分的要求也不同,預(yù)燃室式

25、和渦流室式柴油機,可以允許使用餾分較寬、較重的柴油;而直噴式柴油機則只能使用餾分較窄、較輕的柴油。 2.重質(zhì)油品的餾程測定重質(zhì)油品及餾分的蒸餾特性，用 約一個理論塔板的減壓裝置蒸餾試樣獲得的沸點范圍，可用于設(shè)計蒸餾裝置，為工業(yè)生產(chǎn)準備適當?shù)幕旌衔锪?。為精制過程進料確定合適的產(chǎn)品，為其他目的進行工程計算。而且獲得的沸點范圍直接與粘度、蒸氣壓、熱值、平均相對分子質(zhì)量和許多其他的化學、物理和機械性質(zhì)有關(guān)，這些性質(zhì)對產(chǎn)品的使用起決定因素。依據(jù)重油餾程的測定方法還建立了很多與工程設(shè)計有關(guān)的方法，這 些相關(guān)的方法廣泛地用在現(xiàn)代工程操作中。發(fā)動機燃料的餾程測定發(fā)動機燃料的餾程可鑒別發(fā)動機燃料的蒸發(fā)性，從而判斷油品的使用性能。汽油、噴氣燃料和輕柴油對餾程有嚴格的要求，原因是它們都在內(nèi)燃機中燃燒作功。雖然汽油機、噴氣機和柴油機的工作原理不完全一樣，但 均要求在燃燒前能充分汽化，和空氣形成均勻的混合可燃氣，為燃燒創(chuàng)造良好的條件。以汽油機為例，性能良好的車用汽油在發(fā)動機內(nèi)使用時，應(yīng)產(chǎn)生功