油品餾程分析簡(jiǎn)介-孫曉華

1、油品儲(chǔ)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)性可用儲(chǔ)程、蒸汽壓和液氣比等方法進(jìn)行。我們今天 主要介紹儲(chǔ)程儲(chǔ)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 增加而不斷升高，因此油品的沸點(diǎn)則

2、以某一溫度范圍來表示， 這一溫度范圍稱為 沸程或儲(chǔ)程。油品的沸點(diǎn)范圍因所用蒸儲(chǔ)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)單的恩氏蒸儲(chǔ)設(shè)備 來測(cè)定油品的沸點(diǎn)范圍。儲(chǔ)程測(cè)定恩氏蒸儲(chǔ)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） 的微分組成，按照GB/T6536和ASTMD86進(jìn)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)行蒸儲(chǔ)。當(dāng)油品在恩氏蒸儲(chǔ)裝置進(jìn)行蒸儲(chǔ) 加熱時(shí)，流出第一滴冷凝液時(shí)的氣相溫度稱為初儲(chǔ)點(diǎn)。蒸儲(chǔ)過程中姓: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)儲(chǔ)出物體積為10%、50%、90%時(shí)汽相溫

3、度分別稱為10%、50%、90%的儲(chǔ)出溫度，蒸儲(chǔ)終了的 最高汽相 溫度稱為終儲(chǔ)點(diǎn)。蒸儲(chǔ)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)。初儲(chǔ)點(diǎn)到終儲(chǔ)點(diǎn)這一溫度范圍稱為沸程或沸程范圍。蒸儲(chǔ)完畢，以原裝試 油量100mL減去儲(chǔ)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(chǔ)程。儲(chǔ)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)儲(chǔ)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(chǔ)測(cè)定在常壓蒸儲(chǔ)時(shí)分解的石油產(chǎn)品（如重柴油、蠟油等重質(zhì)儲(chǔ)分）。測(cè)定可按SH/T0165、GB/T9168A 或ASTMD1160 標(biāo)準(zhǔn)方

4、法進(jìn)行。由于 采用了抽真空措施，儀器設(shè)備、技術(shù)條件比常壓蒸儲(chǔ)復(fù)雜，因此操作上難度稍大。 由于重質(zhì)油蒸儲(chǔ)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)微分在350 c時(shí)就會(huì)輕微裂解，到400 C時(shí)裂解反應(yīng)加快，為避免油品在蒸儲(chǔ)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)行蒸儲(chǔ)測(cè)定.這樣可以使油品在較低溫度下得到高沸點(diǎn)的微出物。有關(guān) 減壓蒸儲(chǔ)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)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(chǔ)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)到蒸儲(chǔ)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)加熱速率使蒸儲(chǔ)以 68ml/min等速率回收。按照方法 要求，記錄溫度和儲(chǔ)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，換算為常壓儲(chǔ)程。實(shí)沸點(diǎn)蒸儲(chǔ)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儲(chǔ)裝置，把原油按照沸點(diǎn)的高低切割成許多窄儲(chǔ)分。由于分儲(chǔ)的精度較高， 其儲(chǔ)出溫度和微出物沸點(diǎn)

6、相近，可以大致反映儲(chǔ)出的各組成沸點(diǎn)的真實(shí)情況， 故 稱為實(shí)沸點(diǎn)蒸儲(chǔ)。原油經(jīng)實(shí)沸點(diǎn)蒸儲(chǔ)，按每儲(chǔ)分3%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或每隔10 c切取一個(gè)窄儲(chǔ)分，計(jì)算每儲(chǔ)分的收率及總收率，用所得數(shù)據(jù)繪制原油的蒸儲(chǔ)曲線， 然后分別測(cè)定每一個(gè)窄儲(chǔ)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 各窄儲(chǔ)分進(jìn)行調(diào)配后，測(cè)定各種直儲(chǔ)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 以著手制定原油蒸儲(chǔ)切割方案；還可進(jìn)一步分析各儲(chǔ)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(shí)沸點(diǎn)蒸儲(chǔ)

7、詳見ASTMD2892或各型號(hào)的實(shí)沸點(diǎn)切割儀的操作說明書。儲(chǔ)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、重儲(chǔ)分的數(shù) 量。測(cè)定儲(chǔ)程可大致看出原油中含有汽、煤、柴等儲(chǔ)分的收率，并且還要對(duì)微分 的性質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的分析。從收率的多少和各儲(chǔ)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(chǔ)出物的儲(chǔ)程結(jié)果為基礎(chǔ)。 如按航空煤油儲(chǔ)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)。儲(chǔ)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%儲(chǔ) 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%的儲(chǔ)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%儲(chǔ)出溫度和干點(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。柴油的儲(chǔ)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)儲(chǔ)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。因而我國的輕柴油都規(guī)定不得高于 50%、90%和95% 的儲(chǔ)出溫度指標(biāo)

9、。儲(chǔ)程測(cè)定的注意事項(xiàng)常壓蒸儲(chǔ)測(cè)定時(shí)注意事項(xiàng)量取試油、儲(chǔ)出油、殘留液時(shí)的溫度應(yīng)相同。測(cè)定不同的石油儲(chǔ)分儲(chǔ)程時(shí)，冷凝器的溫度要求不同。汽油的初儲(chǔ)點(diǎn)低，輕微分多，蒸發(fā)性大。為保證蒸儲(chǔ)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 C。煤油的儲(chǔ)分較汽油重得多，初儲(chǔ)點(diǎn)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(chǔ)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(chǔ)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)格控制加熱速度和儲(chǔ)出速度。因?yàn)槭彤a(chǎn)品儲(chǔ)程的測(cè)定是條件性試驗(yàn)，

10、所規(guī)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)，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(chǔ)出物的揮發(fā)蒸儲(chǔ)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。減壓蒸儲(chǔ)測(cè)定時(shí)注意事項(xiàng)試油蒸儲(chǔ)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、無裂痕的蒸儲(chǔ)瓶，以防止在試驗(yàn)中產(chǎn)生爆炸危險(xiǎn)，要求佩戴 安全眼鏡。蒸

11、儲(chǔ)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格注意液相指示最高溫度。在進(jìn)行減壓蒸儲(chǔ)操作時(shí)，應(yīng)先開啟真空泵以產(chǎn)生負(fù)壓，同時(shí)觀察蒸儲(chǔ)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)蒸儲(chǔ)測(cè)定時(shí)注意事項(xiàng)每段蒸儲(chǔ)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)行減壓蒸儲(chǔ)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儲(chǔ)。蒸儲(chǔ)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

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(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1組2組3組4組燒瓶，mL125125125125ASIM蒸儲(chǔ)溫度計(jì)測(cè)量范圍7c ( 7F)7C (7F)7C (7F)8C (8F)IP蒸儲(chǔ)溫度計(jì)測(cè)量范圍低低低高燒瓶支板BBCC孔直徑，mm開始試驗(yàn)時(shí)溫度38385050燒瓶C13-1813-1813-18小局十T55-6555-6555-65室溫?zé)恐Ъ芎妥o(hù)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(chǔ)分類型蒸氣壓37.8 , kPa65.565.565.59.59.59.5100T212終儲(chǔ)點(diǎn)c250250250T482482482表3采樣，儲(chǔ)存和樣品條件1組2組3組4組樣品瓶溫度C10T50樣品存儲(chǔ)溫度C1010室溫室溫TfA5050室溫室溫試樣測(cè)定前的溫度C1010室溫室溫或傾點(diǎn)以上9-21cBT5050室溫室溫或傾點(diǎn)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(jìn)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(chǔ)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(jìn)行脫水。表4 D 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 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(shí)沸點(diǎn)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(shí)沸點(diǎn)組4組4組4組4287.0272.2283.1277.0280.0表5試驗(yàn)

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(chǔ)點(diǎn)時(shí)間，min5-105-105-105-15從初儲(chǔ)點(diǎn)到5%U收百分?jǐn)?shù)時(shí)間，s60-10060-100從初儲(chǔ)點(diǎn)到10%U收百分?jǐn)?shù)時(shí)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(diǎn)記錄的時(shí)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(chǔ)分儲(chǔ)物。一般地，測(cè)試使用一個(gè)

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(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04c范圍內(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，2D級(jí)柴油機(jī)燃燒油，汽油以及類似的蒸儲(chǔ)，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(chǔ)點(diǎn) 5-95% 終儲(chǔ)點(diǎn)在溫度讀數(shù)時(shí)的體積百分點(diǎn)1.0+0.35S 初儲(chǔ)點(diǎn) 5-95%

17、 終儲(chǔ)點(diǎn)在溫度讀數(shù)時(shí)的體積百分點(diǎn)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(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、 檢查開大、更換指示燈冷凝溫度/、能降至 05 c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