油品分析第八章石油蠟、石油瀝青分析課件

1、第八章 石油蠟、石油瀝青分析教學(xué)基本要求第一節(jié) 石油蠟分析第二節(jié) 石油瀝青分析教學(xué)基本要求 一、了解石油蠟、石油瀝青的分類、牌號、規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)、用途及使用注意事項(xiàng)。 二、理解石油蠟、石油瀝青的質(zhì)量指標(biāo)及其評定意義。 三、掌握石油蠟、石油瀝青主要質(zhì)量指標(biāo)的分析檢驗(yàn)方法、原理；能正確使用分析儀器對石油蠟、石油瀝青的重要質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行分析檢驗(yàn)。 四、掌握石油蠟、石油瀝青分析常用儀器的性能、使用方法和測定注意事項(xiàng)；能正確選用、拆裝和使用常見石油蠟、石油瀝青分析儀器，能分析處理常見石油蠟、石油瀝青分析中的常見故障，排除實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象。 一、石油蠟種類、規(guī)格 1石油蠟種類 石油蠟是由含蠟餾分油或渣油經(jīng)加工精制而得

2、到的一類石油產(chǎn)品，其種類繁多，用途廣泛。目前，我國石油蠟按精制程度及用途劃分為5大系列多個(gè)品種。我國石油蠟產(chǎn)品系列及主要品種舉例（見鏈接） （1）液體石蠟（液蠟） 是由原油蒸餾所得到的煤油或輕柴油餾分經(jīng)尿素脫蠟或分子篩脫蠟分離而得到的正構(gòu)烷烴。 主要組成與性質(zhì)：正構(gòu)烷烴，通常碳原子數(shù)為818，平均相對分子質(zhì)量為150250，熔點(diǎn)低于27。 （2）石蠟（晶形蠟） 是由原油蒸餾所得的潤滑油餾分經(jīng)精制、脫蠟和脫油而得到固態(tài)烴類。 主要組成與性質(zhì)：主要成分為C16C45的正構(gòu)烷烴，也有少量異構(gòu)烷烴、帶長側(cè)鏈的環(huán)烷烴和微量的芳香烴 ，其外觀為白色或淡黃色略帶透明的片狀或針狀結(jié)晶，無臭無味，不溶于水，微溶

3、于乙醇、丙酮，溶于苯、乙醚、二硫化碳、三氯甲烷、四氯化碳、礦物油、植物油。化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易與堿、無機(jī)酸及鹵素起作用。 主要質(zhì)量指標(biāo)為熔點(diǎn)和含油量，前者表示耐溫能力，后者表示純度。商品石蠟 （3）微晶蠟（地蠟） 主要從原油蒸餾所得的殘?jiān)鼭櫥土辖?jīng)溶劑脫蠟、蠟溶劑脫油和精制而制得。 主要組成與性質(zhì)： 主要是異構(gòu)烷烴，較少的正構(gòu)烷烴和帶長側(cè)鏈的環(huán)烷烴及極少量帶長側(cè)鏈的芳烴，其碳鏈長度為C35C80，多數(shù)商品蠟為C36C60，平均相對分子質(zhì)量在500800。外觀 是一種白色或微黃的脆硬無定形結(jié)晶蠟狀固體。它無臭無味，不溶于水，能溶于苯、乙醚、氯仿等。微晶蠟醫(yī)用白凡士林 醫(yī)用黃凡士林 （4）凡士林 通

4、常由微晶蠟摻入精制的潤滑油基礎(chǔ)油調(diào)合而成。 具有拉絲狀的性能。我國醫(yī)藥白凡士林約占48，醫(yī)藥黃凡士林約占30，工業(yè)凡士林約占21，其它約占1。 （5）特種蠟 以石蠟和微晶蠟為基本原料，通過特殊加工或添加組分調(diào)合，可以制出適應(yīng)特種性能和特定使用部位要求的特種蠟。 2石油蠟規(guī)格 石蠟和微晶蠟是石油蠟的兩大主要產(chǎn)品，現(xiàn)以此為例介紹其規(guī)格和使用性能。 （1）石蠟 石蠟按精制深度和熔點(diǎn)的不同，分為全精煉石蠟、半精煉石蠟、粗石蠟和食品用石蠟等四大系列30多個(gè)品種，其中全精煉石蠟和食品用石蠟又統(tǒng)稱為精煉蠟。每類蠟又按熔點(diǎn)（一般每隔 2）分成不同牌號。 全精煉石蠟（GB4461993）又稱精白蠟，按含油量分為

5、優(yōu)級品和一級品，按熔點(diǎn)分為52號、54號、56號、58號、60號、62號、64號、66號、68號、70號共十個(gè)牌號。 半精煉石蠟（GB/T2541998）（見鏈接）分為50號、52號、54號、56號、58號、60號和62號共七個(gè)牌號。 粗石蠟（GB/T12021997）分為50號、52號、54號、56號、58號和60號共六個(gè)牌號。 食品用蠟（GB71891994）按精制深度分為食品石蠟和食品包裝石蠟兩級，按熔點(diǎn)分為52號、54號、56號、58號、60號、62號，食品石蠟、食品包裝石蠟各六個(gè)牌號，共十二個(gè)牌號。 （2）微晶蠟（見鏈接） 微晶蠟根據(jù)硬度（針入度）不同，可簡單分為硬蠟和軟蠟。 微晶蠟

6、按產(chǎn)品顏色分級指標(biāo)又分為合格品、一級品和優(yōu)級品（食品級）。 按其滴熔點(diǎn)劃分為70、75、80、85和90號共5個(gè)牌號。 二、石蠟技術(shù)要求分析檢驗(yàn) 1熔點(diǎn)、滴熔點(diǎn) （1）石蠟的熔點(diǎn) 石蠟的熔點(diǎn)是指在規(guī)定條件下，冷卻已熔化的石蠟試樣時(shí)，冷卻曲線上第一次出現(xiàn)停滯期的溫度。 測定意義 熔點(diǎn)是石蠟最主要的質(zhì)量指標(biāo)，是產(chǎn)品牌號的劃分依據(jù)，也是用戶選用時(shí)的主要參數(shù)。 測定方法 石蠟熔點(diǎn)測定按GB/T 25391981石蠟熔點(diǎn)（冷卻曲線）測定法進(jìn)行。 儀器見下圖：石蠟熔點(diǎn)（冷卻曲線）測定器示意圖 BSY-184石蠟熔點(diǎn)（冷卻曲線）測定儀 1空氣?。?水??；3水浴溫度計(jì)； 適用標(biāo)準(zhǔn)：GB/T25391981；

7、4熔點(diǎn)溫度計(jì)；5玻璃試管；6裝樣標(biāo)線 技術(shù)指標(biāo)：交流電源220V20V，50Hz； 輸入功率1000W；控溫范圍：540； 控溫精度：0.1 測定石蠟熔點(diǎn)時(shí)，先將試樣加熱到熔化后，再升高10，然后裝到預(yù)熱的試管中，加到50mm刻線處，插入帶溫度計(jì)的軟木塞，使溫度計(jì)水銀球低于刻線10mm。在保證試樣溫度比估計(jì)的熔點(diǎn)至少高8的情況下，將試管垂直裝入空氣浴中，整個(gè)試驗(yàn)過程中控制空氣浴外水溫在1628之間。 在上述溫度條件下，石蠟試樣逐漸冷卻降溫，每隔15s記錄一次溫度，當(dāng)?shù)谝淮纬霈F(xiàn)5個(gè)連續(xù)讀數(shù)總差不超過0.1時(shí)，即試樣冷卻曲線出現(xiàn)平穩(wěn)段（或稱停滯期），則停止實(shí)驗(yàn)，計(jì)算這5個(gè)連續(xù)讀數(shù)的平均值，作為所測

8、試樣的熔點(diǎn)。 （2）微晶蠟的滴熔點(diǎn) 滴熔點(diǎn)是指在規(guī)定的條件下，將已冷卻的溫度計(jì)垂直浸入試樣中，使試樣黏附在溫度計(jì)球上，然后將附有試樣的溫度計(jì)置于試管中，水浴加熱至試樣熔化，當(dāng)試樣從溫度計(jì)球部滴落第一滴時(shí)溫度計(jì)的讀數(shù)即為試樣的滴熔點(diǎn)。 測定意義 滴熔點(diǎn)是劃分微晶蠟、凡士林產(chǎn)品牌號的依據(jù)，是重要的質(zhì)量指標(biāo)之一。 測定方法 微晶蠟的滴熔點(diǎn)測定按GB/T 80261987石油蠟和石油脂滴熔點(diǎn)測定法進(jìn)行，該標(biāo)準(zhǔn)適用于測定石油蠟和凡士林的滴熔點(diǎn)。 2石油蠟針入度 針入度是指在規(guī)定條件下，標(biāo)準(zhǔn)針垂直穿入固體或半固體石油蠟的深度，以1/10mm表示。 （1）測定意義 石油蠟針入度是評價(jià)石油蠟硬度的質(zhì)量指標(biāo)。

9、（2）測定方法 按GB/T 49851998石油蠟針入度測定法進(jìn)行。 測定石油蠟針入度時(shí)，將試樣熔化加熱至其凍凝點(diǎn) 17 以上，注入恒溫至（23.92.2）的成型器內(nèi)，置于（23.9 2.2）的空氣中冷卻1h后，刮去多余的蠟，然后將試樣控制在試驗(yàn)溫度下水浴1h，再將試樣放在玻璃小水浴中，測定荷重100g針入度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)針在5 s內(nèi)垂直進(jìn)入試樣的深度。取 4次測定結(jié)果的算術(shù)平均值作為試樣的針入度，單位為 1/10mm ，同時(shí)報(bào)告 試驗(yàn)溫度 。 儀器如圖所示： SYO-2801G型針入度試驗(yàn)器(測石蠟) 適用標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 49851998 時(shí)控設(shè)置：5s，8 s，10 s ，12 s ，30 s ，

10、60s；時(shí)間精度：0.1s； 最大針入度：600針入度；測量精度：0.1mm；標(biāo)準(zhǔn)針：（2.50.05）g； 控溫精度：（250.1） 3石油蠟含油量 石油蠟含油量是指石油蠟中含有的潤滑油的量。它是用在規(guī)定條件下，將試樣溶解于丁酮中，冷卻至31.7過濾析出蠟，蒸出濾液中的丁酮，以殘留油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。 （1）測定意義 石油蠟含油量是評定生產(chǎn)中油蠟分離程度的指標(biāo)，其值過高會影響石蠟的色度和儲存安定性，降低石蠟的硬度、熔點(diǎn)。因此，石蠟含油量常作為石蠟生產(chǎn)過程中控制精制深度的指標(biāo)。成品蠟中含油量約為0.6%2.3%。 （2）測定方法 石油蠟含油量測定按GB/T 35541983石油蠟含油量測定法進(jìn)行

11、。 測定時(shí)，先將試樣熔化，定量移入潔凈干燥的試管中，加入丁酮，水浴加熱至試樣溶解，然后在攪拌下冷卻試樣至31.7，析出蠟結(jié)晶后，用管式浸液過濾器過濾。再稱取一定量的濾液，將丁酮蒸出，殘留油恒定質(zhì)量。石油蠟含油量以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示，按下式計(jì)算。式中：w石油蠟含油量，； m1殘留油質(zhì)量，g； m3溶劑丁酮質(zhì)量，g； m2試樣質(zhì)量，g； m4蒸發(fā)溶劑質(zhì)量，g；0.15%在31.7時(shí)，蠟在溶劑中溶解度的平均校正值。 4光安定性 光安定性是石油產(chǎn)品抵抗光照作用而保持其性質(zhì)不發(fā)生永久變化的能力。 （1）測定意義 光安定性是表示石蠟精致深度和安定性的重要指標(biāo)。 （2）測定方法 石蠟光安定性測定按SH/T 040

12、41996石蠟光安定性測定法進(jìn)行，該標(biāo)準(zhǔn)適用于食品用石蠟、全精煉石蠟以及半精煉石蠟。 測定時(shí)，用一支375W的高壓汞燈，在距離試樣49mm、溫度(901)、照度穩(wěn)定在(702) mW/cm2的條件下照射45 min，然后用色板比色儀按SH/T 04031992石蠟色度測定法進(jìn)行液體比色（標(biāo)準(zhǔn)色板共分10個(gè)色號），熔化后試樣的顏色與標(biāo)準(zhǔn)色板顏色相同者，即定為石蠟光安定性號。 ZM375A型石蠟光安定測定儀器結(jié)構(gòu)簡圖 石蠟光安定測定儀器1隔熱板；2通風(fēng)底板；3恒溫室；4軸流風(fēng)機(jī)； 適用標(biāo)準(zhǔn)：SH/T 040419925試樣皿；6傳感器；7石英玻璃板；8紫外光源； 工作方式：數(shù)顯溫控，拋物鏡面；9反

13、射拋物鏡；10外殼；11接蠟盤；12風(fēng)量調(diào)節(jié)板； 紫外波長：365mm；有效弧長：140mm13試樣皿架；14通風(fēng)室；15電器室 汞燈功率：375W；工作電源：AC220V 5稠環(huán)芳烴含量 （1）測定意義 稠環(huán)芳烴含量是石蠟安全性的關(guān)鍵指標(biāo)，原因是某些稠環(huán)芳烴（如3，4-苯并芘等）具有致癌性，而經(jīng)深度精制的石蠟，常作為生產(chǎn)食品包裝用石蠟，如不少石蠟產(chǎn)品常用作口服藥物的組分、載體、壓片外包裝及糖果食品包裝用的蠟紙等。因此除了需要控制石蠟常規(guī)的分析指標(biāo)外，還需要對稠環(huán)芳烴含量進(jìn)行分析并限制其稠環(huán)芳烴的含量。 （2）測定方法 稠環(huán)芳烴含量的測定按GB/T 73631987石蠟中稠環(huán)芳烴試驗(yàn)法進(jìn)行，該

14、標(biāo)準(zhǔn)適用于檢驗(yàn)食品用石蠟和微晶蠟的稠環(huán)芳烴含量，以紫外吸光度表示，主要是在規(guī)定波長280400nm范圍內(nèi)測定吸光度的極限值，以控制四、五、六元環(huán)芳烴的最大濃度。 石蠟其他分析項(xiàng)目及采用的標(biāo)準(zhǔn)為：石蠟的熱安定性用SH/T 06391996檢驗(yàn)；石蠟的臭味用SH/T 04141992測定；食品用石蠟的易碳化合物用GB/T 73641987測定；色度用GB/T 35551992測定，顏色用GB/T 65401986（1991）測定。 填空： （1）冷卻曲線法測定石蠟熔點(diǎn)時(shí)，每隔s記錄1次溫度，估計(jì)到 。當(dāng)?shù)谝淮纬霈F(xiàn)5個(gè)連續(xù)數(shù)總差不超過時(shí)，試樣冷卻曲線出現(xiàn)平穩(wěn)段，即為 ，則停止實(shí)驗(yàn)，計(jì)算上述5個(gè)數(shù)的平

15、均值，取重復(fù)測定兩次結(jié)果中較 值為試樣熔點(diǎn)。 （2）測定石油蠟針入度時(shí)，將試樣熔化加熱至其凍凝點(diǎn) 以上，注入恒溫至的成型器內(nèi)，置于（23.9 2.2）的空氣中冷卻h后，刮去多余的蠟，然后將試樣控制在試驗(yàn)溫度下水浴h，再將試樣放在玻璃小水浴中，測定荷重g針入度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)針在 s內(nèi)垂直進(jìn)入試樣的深度。取次測定結(jié)果的算術(shù)平均值作為試樣的針入度，單位為，同時(shí)報(bào)告。答案： （1）15，0.05，0.1，停滯期，?。?（2）17，（23.92.2），1，1，100，5，4，1/10mm，試驗(yàn)溫度 一、石油瀝青種類、規(guī)格 1石油瀝青種類 石油瀝青是以減壓渣油為主要原料制成的一類石油產(chǎn)品，在常溫下是黑色或黑褐色的

16、粘稠的液體、半固體或固體，具有較高的感溫性。 對石油瀝青可以按以下體系加以分類：按生產(chǎn)方法分為：直餾瀝青、溶劑脫油瀝青、氧化瀝青、調(diào)合瀝青、乳化瀝青、改性瀝青等；按外觀形態(tài)分為：液體瀝青、固體瀝青、稀釋液、乳化液、改性體等；按性能要求和用途劃分為道路瀝青、建筑瀝青、專用瀝青和乳化瀝青等4大系列多個(gè)品種。 2石油瀝青規(guī)格 石油瀝青中產(chǎn)量最高的是道路石油瀝青（約占70）和建筑石油瀝青（約占20）。 （1）道路石油瀝青 我國道路石油瀝青按針入度分為200號、180號、140號、100號、60號共5個(gè)牌號。牌號愈大，相應(yīng)的針入度值愈大，黏性愈小，延度愈大，軟化點(diǎn)愈低，使用年限愈長。道路石油瀝青質(zhì)量指標(biāo)

17、（鏈接） 重交通道路瀝青按針人度分5個(gè)牌號：AH-130，A H-110，A H-90，A H-70，A H-50。 （2）建筑石油瀝青 我國建筑石油瀝青按針入度分為10、30、40號3個(gè)牌號。建筑石油瀝青質(zhì)量指標(biāo) （鏈接） 二、石油瀝青技術(shù)要求的分析檢驗(yàn) 石油瀝青的軟化點(diǎn)、針入度和延度是綜合評價(jià)瀝青質(zhì)量的三大指標(biāo)。只用其中一個(gè)指標(biāo)則不能判斷出瀝青質(zhì)量的好壞。 1軟化點(diǎn) （1）測定意義 瀝青的軟化點(diǎn)是指在規(guī)定條件下，試樣因受熱而下墜達(dá)25 mm時(shí)的溫度，以表示。軟化點(diǎn)是表示瀝青耐熱性能的指標(biāo)，軟化點(diǎn)低，說明瀝青對溫度敏感，延性和黏結(jié)性較好，但易變形；隨著溫度的升高，瀝青逐漸變軟，黏度降低。軟化

18、點(diǎn)可間接評定瀝青使用溫度范圍，可用于瀝青的分類，因此是瀝青產(chǎn)品的重要技術(shù)指標(biāo)。 （2）測定方法 軟化點(diǎn)測定按GB/T45071999瀝青軟化點(diǎn)測定法(環(huán)球法)進(jìn)行。適用于測定軟化點(diǎn)范圍在30157的石油瀝青和煤焦油瀝青。 SYD-2806H全自動瀝青軟化點(diǎn)實(shí)驗(yàn)器 SYD-2806E全自動瀝青軟化點(diǎn)實(shí)驗(yàn)器適用標(biāo)準(zhǔn)：GB/T45071999，ASTM D361995 適用標(biāo)準(zhǔn)：GB/T4507-1999，ASTM D361995容器規(guī)格：1200mL；加熱功率：600W；測溫范圍： 鋼球直徑：9.5mm；鋼球質(zhì)量：（3.500.05）g；+5+80（水加熱介質(zhì)）；+32+160(甘油 容器規(guī)格：1

19、000ml；升溫速度：（5.00.5）/min；加熱介質(zhì))；溫度分辨率：0.01；工作環(huán)境：室 測溫精度：0.1；測溫范圍：590（E型)；溫35；軟化點(diǎn)結(jié)果：液晶顯示和打印機(jī)打印 32150(F型）；工作環(huán)境：室溫0.5L；控溫精度：（250.1） 測定時(shí)，按規(guī)定加熱試樣并將試樣倒入試樣皿中，在（25.00.5）和5s的時(shí)間內(nèi)，荷重（100.00.1）g的標(biāo)準(zhǔn)針垂直穿入瀝青試樣，測其深度。 （3）測定注意事項(xiàng) 針入度計(jì)工況檢查 為保證條件性試驗(yàn)的可靠性，試驗(yàn)前必須檢查針入度計(jì)工況是否完好，即檢查針連桿制動按鈕壓緊時(shí)，能否無阻力下滑；針連桿與砝碼的質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；針入度計(jì)的水平調(diào)整螺絲應(yīng)

20、能自由調(diào)節(jié)，使針連桿保持垂直狀態(tài)；刻度盤指針導(dǎo)軌中有無異物等。 按規(guī)定控制加熱溫度和時(shí)間 過熱和加熱時(shí)間過長，都將導(dǎo)致試樣性質(zhì)的變化，或產(chǎn)生氣泡，影響測定結(jié)果。要求石油瀝青加熱不超過軟化點(diǎn)90，焦油瀝青加熱不超過軟化點(diǎn)60。加熱時(shí)間不超過30min。 消除試樣中的氣泡 倒入盛樣皿中的試樣，若有氣泡應(yīng)除凈，否則測定結(jié)果將偏大。 按要求控制試驗(yàn)溫度 試驗(yàn)溫度是影響測定結(jié)果的主要因素，因此要嚴(yán)格控制試樣在室溫和水浴中的冷卻時(shí)間，保證試樣的試驗(yàn)溫度。試驗(yàn)溫度過低，測得值偏小，反之則偏大。 操作要規(guī)范 針尖與試樣表面要恰好接觸，每次穿入點(diǎn)的距離必須合乎規(guī)定。 制動與啟動秒表的協(xié)調(diào)性 測定時(shí)手壓制動按鈕和

21、啟動秒表應(yīng)同步進(jìn)行，否則將影響測定結(jié)果。 3延度 （1）測定意義 延度是表示瀝青在一定溫度下受力拉伸至斷裂前的變形能力的指標(biāo)，是指在規(guī)定的溫度和拉伸速度下，SYD-4508A 瀝青延伸度試驗(yàn)器適用標(biāo)準(zhǔn)：GB/T45081999測量范圍：1.5m；控溫范圍：室溫50可調(diào)；控溫精度：0.5；測量精度：1mm；拉伸速度：（502.5）mm/min；控溫和延度由電腦控測，并做數(shù)據(jù)處理，數(shù)字顯示將在模具內(nèi)鑄成規(guī)定形狀的瀝青試樣拉伸至斷裂時(shí)的長度，以cm為單位。 延度的大小表明瀝青的黏性、流動性，開裂后的自愈能力以及受機(jī)械應(yīng)力作用后變形而不被破壞的能力。 （2）測定方法 按GB/T45081999瀝青延度測定法進(jìn)行，適用于測定石油瀝青和煤焦油瀝青的延度。測定時(shí)，將熔化的試樣注入專用模具中，在（25.00.5）的溫度下，以（50.25）cm/min的速度拉伸試樣，直至拉斷為止，測量其距離即為瀝青的延度，以cm為單位。 （3）測定注意事項(xiàng) 儀器的工況 滑板移動速度必須符合要求，標(biāo)尺刻度要正確，電機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)