第3章 油品基本理化性質(zhì)的分析最新石油產(chǎn)品分析課件

1、 第三章 油品基本理化性質(zhì)的分析第一節(jié) 密度第二節(jié) 黏度第三節(jié) 閃點(diǎn)、燃點(diǎn)和自燃點(diǎn)第四節(jié) 殘?zhí)?密度 換算公式： 定義：?jiǎn)挝惑w積物質(zhì)的質(zhì)量稱為密度。 符號(hào)： 單位: g/mL 標(biāo)準(zhǔn)密度：我國(guó)規(guī)定20時(shí)，石油及液體石油產(chǎn)品的密度為標(biāo)準(zhǔn)密度。在溫差為205范圍內(nèi)油品密度隨溫度的變化近似看做直線。油品在溫度t時(shí)的密度。油品密度的平均溫度系數(shù)。 相對(duì)密度 換算公式： 定義：指物質(zhì)在給定溫度下的密度與規(guī)定溫度下標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的密度之比。液體石油產(chǎn)品以純水作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。 符號(hào)： 歐美各國(guó)相對(duì)密度表示：API 32 輕質(zhì)原油 API=2032 中質(zhì)原油API=1020 重質(zhì)原油 API： 油品密度與組成的關(guān)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(diǎn)升高而增大。沸點(diǎn)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(duì)密度名 稱 相對(duì)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(cè)定的意義 （2）影響燃料的使用性能 燃料密度與質(zhì)量熱值成反比，與體積熱值成正比。 （1）計(jì)算油品性質(zhì) 計(jì)算容器中油品的質(zhì)量，計(jì)算噴氣燃料的體積熱值。 （3）判斷油品質(zhì)量 表1 原油分類分類名稱俗稱相對(duì)密度API輕質(zhì)原油低黏油0.87832中質(zhì)原油中等黏油 0.878-0.

3、88432-20 重質(zhì)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(cè)定方法 （1）密度計(jì)法 測(cè)定時(shí)將密度計(jì)垂直放入液體中，當(dāng)密度計(jì)排開液體的質(zhì)量等于其本身的質(zhì)量時(shí)，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(jì)露出液面較多；相反，液體密度小，浮力也小，密度計(jì)露出液面部分較少。 視密度： 在密度計(jì)干管上，是以純水在4時(shí)的密度為1g/mL作 為標(biāo)準(zhǔn)刻制標(biāo)度的，因此在其他溫度下的測(cè)量值僅是密度 計(jì)讀數(shù)，并不是該溫度下的密度。 石油密度計(jì)及其讀數(shù)方法 a）石油密度計(jì) （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(jì)

4、及其讀數(shù)方法 石油密度計(jì)的測(cè)量范圍型 號(hào)SY-SY-最小分度值/（g/mL）0.00050.001測(cè)量范圍支號(hào)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(cè)定油品密度的實(shí)驗(yàn)儀器 精密度 （1）重復(fù)性 在溫度范圍內(nèi)，同一操作者對(duì)同一試樣重復(fù)測(cè)定兩次，結(jié)果之差如下：透

5、明低黏度試樣，不應(yīng)超過；不透明試樣，不應(yīng)超過。 （2）再現(xiàn)性 在溫度范圍內(nèi)，由不同實(shí)驗(yàn)室提出的兩個(gè)結(jié)果之差如下：透明低黏度試樣，不應(yīng)超過0.0012 g/mL；不透明試樣，不應(yīng)超過0.0015 g/mL （2）比重瓶法 （a）蓋呂薩克密度瓶；（b）防護(hù)帽型密度瓶； （c）廣口型密度瓶； （d）帶刻度雙毛細(xì)管密度瓶 密 度 瓶 （a） （b） （c） （d） 液體試樣密度的計(jì)算固體試樣密度的計(jì)算 影響密度測(cè)定的主要因素 （2）比重瓶法 要按規(guī)定方法對(duì)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(jìn)行稱量，以保證體積穩(wěn)定。 所有稱量過程，環(huán)境溫差不應(yīng)超過5。測(cè)水值及固體試樣時(shí)

6、，要注入無(wú)空氣水，新煮沸并冷卻至18左右的純水。 （1） 密度計(jì)法 在接近或等于標(biāo)準(zhǔn)溫度20時(shí)最準(zhǔn)確，在整個(gè)試驗(yàn)期間，若環(huán)境溫度變化大于2，要使用恒溫浴，保證試驗(yàn)溫度相差不超過0.5。測(cè)定溫度前，必須攪拌試樣，保證試樣混合均勻。根據(jù)試樣和選用密度計(jì)，要規(guī)范讀數(shù)操作。 黏度的表示方法 （1）動(dòng)力黏度(絕對(duì)黏度）定義: 衡量流體黏性大小的指標(biāo)。單位是PaS。物理意義：當(dāng)兩個(gè)面積為1m2，垂直距離為1的相鄰 流體層，以 1/的速度作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi) 摩擦力。 產(chǎn)生的原因:當(dāng)流體在外力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，相鄰兩層流 體分子間存在的內(nèi)摩擦力將阻滯流體的流動(dòng)，這種 特性稱為流體的黏性。 （2）運(yùn)動(dòng)黏度定義:

7、 某流體的動(dòng)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(yùn)動(dòng)黏度。定義：試樣在規(guī)定溫度下,從恩氏黏度計(jì)中流出200mL 所需要的時(shí)間與該黏度計(jì)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(jì)的使用范圍黏度計(jì)種類單 位主要采用國(guó)家和地區(qū)測(cè)定范圍（mm2/s）使用溫度范圍/最大常用最大常用運(yùn)動(dòng)黏度計(jì)恩氏黏度計(jì)賽氏（通用）黏度計(jì)mm2/s0Es國(guó)際通用俄、德及部分歐洲國(guó)家英美等英制國(guó)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(jì)雷

8、氏1號(hào)黏度計(jì)雷氏2號(hào)黏度計(jì)sss英美等英制國(guó)家英美等英制國(guó)家英美等英制國(guó)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(xué)組成 當(dāng)碳原子數(shù)相同時(shí)，正構(gòu)烷烴異構(gòu)烷烴芳香烴環(huán)烷烴。 黏度隨環(huán)數(shù)的增加及異構(gòu)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(gè)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(guān)系由如下經(jīng)驗(yàn)式確定： 黏溫特性 定義：油品黏度隨溫度變化的性質(zhì)。 黏度比 定義：衡量油品黏度隨溫度變化的一個(gè)相對(duì)比

9、較值。VI越大，油品的黏溫特性越好。 定義：油品在兩個(gè)不同溫度下的黏度之比，通常用50和100時(shí)的運(yùn)動(dòng)黏度比值來(lái)表示。 黏度指數(shù)（VI) 計(jì)算公式：試樣的運(yùn)動(dòng)黏度為2mm2/s 70mm2/s內(nèi)插法計(jì)算試樣的運(yùn)動(dòng)黏度 70mm2/s 油品黏度測(cè)定的意義 （2）黏度是潤(rùn)滑油的主要質(zhì)量指標(biāo) （1）劃分潤(rùn)滑油牌號(hào) （3）黏度是工藝計(jì)算的重要參數(shù) （4）根據(jù)潤(rùn)滑油黏度，指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn) （5）黏度是潤(rùn)滑油、燃料油貯運(yùn)輸送的重要參數(shù) （6）黏度是噴氣燃料的重要質(zhì)量指標(biāo) （7）黏度是柴油的重要質(zhì)量指標(biāo) 油品黏度測(cè)定方法 （1）運(yùn)動(dòng)黏度 采用毛細(xì)管黏度計(jì)測(cè)定法把被測(cè)試樣裝入直徑合適的毛細(xì)管黏度計(jì)中,在恒定的溫度

10、下,測(cè)定一定體積的試樣在重力作用下流過該毛細(xì)管黏度計(jì)的時(shí)間,黏度計(jì)的毛細(xì)管常數(shù)與流動(dòng)時(shí)間的乘積即為該溫度下試樣的運(yùn)動(dòng)黏度。型 號(hào)毛細(xì)管內(nèi)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(xì)管黏度計(jì)示意圖1，5，6擴(kuò)張部分；2，4管身；3支管7毛細(xì)管；a，b標(biāo)線坎農(nóng)-芬斯克不透明粘度計(jì) 1、3-管身；2-毛細(xì)管；a、b、c、d-標(biāo)線；D、A、C、J-球 影響運(yùn)動(dòng)黏度測(cè)定的主要因素 （1）溫度的

11、控制 規(guī)定溫度必須嚴(yán)格保持恒定在所要求溫度的0.1以內(nèi)。測(cè)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(wú)鉛汽油代替）試 驗(yàn) 溫 度 / 恒 溫 時(shí) 間 / min試 驗(yàn) 溫 度 / 恒 溫 時(shí) 間 / min80，10040，5020152050-01015 （3）黏度計(jì)的位置 黏度計(jì)必須調(diào)整成垂直狀態(tài)。（5）試驗(yàn)的預(yù)處理 試樣必須脫水、除去機(jī)械雜質(zhì)。 （4）氣泡的產(chǎn)生 吸入黏度計(jì)的試樣不允許有氣泡，氣泡不但會(huì)影響裝油 體積，而且進(jìn)入毛細(xì)管后

12、還能形成氣塞。（2）流動(dòng)時(shí)間的控制 試樣通過毛細(xì)管黏度計(jì)時(shí)的流動(dòng)時(shí)間要控制在不少 于200s，內(nèi)經(jīng)為的黏度計(jì)流動(dòng)時(shí)間不少于350s。運(yùn)動(dòng)黏度測(cè)定精密度 （1）重復(fù)性 同一操作者重復(fù)測(cè)定兩個(gè)結(jié)果之差黏 度 測(cè) 定 溫 度 / 重 復(fù) 性 /%60-3030-1515-100算術(shù)平均值的5.0算術(shù)平均值的3.0算術(shù)平均值的1.0 （2）再現(xiàn)性 當(dāng)黏度測(cè)定溫度范圍為15-100時(shí)，由兩個(gè)實(shí)驗(yàn) 室提出的結(jié)果之差，不應(yīng)超過算術(shù)平均值的2.2。 黏度測(cè)試儀器示意圖 運(yùn)動(dòng)黏度測(cè)定儀動(dòng)力黏度測(cè)定儀 （2）恩氏黏度 試樣在某溫度t 時(shí)，從恩氏黏度計(jì)流出200mL 所需的時(shí)間與蒸餾水在20時(shí)流出相同體積需的時(shí)間之

13、比。 恩氏黏度計(jì) 1鐵三腳架；2內(nèi)容器；3溫度計(jì)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(diào)節(jié)鏍釘 影響恩氏黏度測(cè)定的主要因素 （1）儀器的保養(yǎng) （2）流動(dòng)時(shí)間的測(cè)量要準(zhǔn)確 （3）黏度計(jì)的水平狀態(tài) （4）試樣的預(yù)處理 閃點(diǎn) 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(chǎn)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(diǎn)。 爆炸界限 定義：可燃性氣體與空氣混合時(shí)，遇火發(fā)生爆炸的體積分?jǐn)?shù)范圍，稱為爆炸界限。 在爆炸界限內(nèi)，可燃?xì)庠诨旌蠚庵械淖畹腕w積分?jǐn)?shù)稱為爆炸下限；最高體積分?jǐn)?shù)稱為爆

14、炸上限。 燃點(diǎn) 定義：在測(cè)定油品開口杯閃點(diǎn)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(diǎn)引燃，并連續(xù)燃燒不少于5s時(shí)的最低溫度，稱為燃點(diǎn)。 自燃點(diǎn) 定義：將油品加熱到很高的溫度后，再使之與空氣接觸，無(wú)需引燃，油品即可因劇烈氧化而產(chǎn)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(diǎn)。 油品閃點(diǎn)、燃點(diǎn)和自燃點(diǎn)與組成的關(guān)系 （1）與烴類組成的關(guān)系 含烷烴多的油品自燃點(diǎn)比較低，但其閃點(diǎn)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(duì)分子質(zhì)量增大，自燃點(diǎn)降低，而閃點(diǎn)和燃點(diǎn)增高。 （2）與產(chǎn)品餾程的關(guān)系 油品的沸點(diǎn)越低，餾分越輕，相對(duì)分子質(zhì)量越小，越易揮發(fā)，其閃點(diǎn)和

15、燃點(diǎn)越低，反之則升高。一些烴類及油品的爆炸極限、閃點(diǎn)和自燃點(diǎn) 測(cè)定閃點(diǎn)、燃點(diǎn)和自燃點(diǎn)的意義 （1）判斷油品餾分組成的輕重，指導(dǎo)油品生產(chǎn) （2）鑒定油品發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)性 閃點(diǎn)在45以下的油品稱為易燃品，閃點(diǎn)在45以上的油品稱為可燃品。 （3）評(píng)定潤(rùn)滑油質(zhì)量 閃點(diǎn)的測(cè)定方法 （1）閉口杯法 閉口閃點(diǎn)測(cè)定器 1油杯手柄；2點(diǎn)火管；3銘牌；4電動(dòng)機(jī)；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(diǎn)火器；13點(diǎn)火器調(diào)節(jié)螺絲；14溫度計(jì)；15傳動(dòng)軟軸；16開關(guān)箱閃點(diǎn)的測(cè)定方法 （1）克利夫蘭開口杯法 SYD-3536 石油產(chǎn)品開口閃點(diǎn)測(cè)定器（克利夫蘭開口杯法） 影響閃點(diǎn)測(cè)定的主要

16、因素 （2）加熱速度 （1） 試樣含水量 閉口杯閃點(diǎn)測(cè)定法規(guī)定試樣含水不大于0.05%，開口杯 閃點(diǎn)測(cè)定法規(guī)定試樣含水不大于0.1%。 （3）點(diǎn)火控制 （4）試樣裝入量 閉口閃點(diǎn)大氣壓修正 （5） 大氣壓力 克利夫蘭開口閃點(diǎn)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(diǎn)測(cè)定精密度 （1）重復(fù)性 同一操作者重復(fù)測(cè)定兩個(gè)結(jié)果之差不超過8. （2）再現(xiàn)性 由兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室提出的結(jié)果之差，閃點(diǎn)不應(yīng)超過16。閃 點(diǎn) 范 圍/ 精 密 度重 復(fù) 性 允 許 差 數(shù) /再 現(xiàn) 性 允 許 差 數(shù) /1041042648開口閃點(diǎn)測(cè)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(píng)價(jià)油品在高溫條件下生成焦炭?jī)A向的指標(biāo)。 油品殘?zhí)颗c組成的關(guān)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(guān)。（2）殘?zhí)颗c油品的灰分多少有關(guān)。 測(cè)定殘?zhí)康囊饬x （1）殘?zhí)渴怯推分心z狀物質(zhì)和不穩(wěn)定化合物的間接指標(biāo) （2）預(yù)測(cè)焦炭產(chǎn)量 （3）判斷潤(rùn)滑油及柴油的精制深度殘?zhí)康臏y(cè)定方法 （1）康氏法 康氏殘?zhí)繙y(cè)定器1矮型瓷