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油品分析課件油品理化性質(zhì)的分析第1頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月本章掌握內(nèi)容基本理化性質(zhì)的概念油品組成對(duì)基本理化性質(zhì)的影響油品密度、黏度、閃點(diǎn)、燃點(diǎn)及殘?zhí)康然纠砘再|(zhì)的測定方法和操作技能影響測定油品基本理化性質(zhì)的主要因素。第2頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月油品的理化性質(zhì)是組成它的各種化合物性質(zhì)的綜合表現(xiàn),這些性質(zhì)的測定對(duì)評(píng)定產(chǎn)品質(zhì)量、控制石油煉制過程和進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)都有著重要的實(shí)際意義。由于油品組成的復(fù)雜性和不確定性,實(shí)際中多采用條件性試驗(yàn),學(xué)習(xí)時(shí)要充分引起注意。第3頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月一、測定石油產(chǎn)品密度的意義1、密度和相對(duì)密度(1)密度定義:單位體積物質(zhì)的質(zhì)量。符號(hào)ρ單位:g/cm3、kg/m3、g/mL,由于密度和溫度有關(guān),通常用ρt
表示t溫度時(shí)的密度。§3–1密度第4頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)密度標(biāo)準(zhǔn)密度
我國規(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。
不同溫度下密度的換算在溫差為(20±5)℃范圍內(nèi),油品密度隨溫度的變化可近似地看做直線關(guān)系,由下式換算。若溫度相差較大時(shí),可根據(jù)GB/T1885《石油計(jì)量表》,由測得的溫度t時(shí)油品的密度換算成標(biāo)準(zhǔn)密度。油品密度的平均溫度系數(shù)第5頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月⑵相對(duì)密度:物質(zhì)的相對(duì)密度是指物質(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。用符號(hào)表示,無量綱,由于因水在4℃時(shí)密度為1g/cm3,因此液體石油產(chǎn)品的相對(duì)密度與標(biāo)準(zhǔn)密度在數(shù)值上相等。歐美各國采用15.6℃作為油品和純水的規(guī)定溫度,用表示。相對(duì)密度指數(shù)(歐美各國常用相對(duì)密度指數(shù)表示油品密度)也稱60°FAPI度,簡稱API度。
第三章油品基本理化性能分析第6頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月⑶不同密度之間的換算標(biāo)準(zhǔn)密度(ρ20)與相對(duì)密度API度與之間的換算:相對(duì)密度與之間的換算:
可以從表3-2中查得。API度愈大,相對(duì)密度愈小。目前,國際上把API度作為決定原油價(jià)格的主要標(biāo)準(zhǔn)之一。它的數(shù)值愈大,表示原油愈輕,價(jià)格愈高。
第三章油品基本理化性能分析第7頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月2、密度與化學(xué)組成的關(guān)系油品的密度取決于組成它的烴類的分子量和分子結(jié)構(gòu)。(1)在碳原子數(shù)相同的情況下,不同烴類密度大小順序?yàn)椋悍紵N>環(huán)烷烴>烷烴。(2)同種烴類,密度隨沸點(diǎn)升高而增大。當(dāng)沸點(diǎn)范圍相同時(shí),含芳烴越多,其密度越大;含烷烴越多,其密度越小。(3)膠質(zhì)含量越高,其相對(duì)密度越大。第8頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月一、測定油品密度的意義3、測定油品密度的意義1﹚計(jì)算油品性質(zhì)對(duì)容器中的油品,測出容積和密度,就可以計(jì)算其質(zhì)量。
2﹚判斷油品的質(zhì)量由于油品的密度與化學(xué)組成密切相關(guān),因此根據(jù)相對(duì)密度可初步確定油品品種,
第9頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月一、測定油品密度的意義3、測定油品的意義例如,汽油0.70~0.77,煤油0.75~
0.83,柴油0.80~
0.86,潤滑油0.85~
0.89,重油0.91~
0.97。在油品生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)和使用過程中,根據(jù)密度的增大或減小,可以判斷是混入重油或輕油。根據(jù)相對(duì)密度,原油分為三個(gè)類型:輕質(zhì)原油(<0.878)、中質(zhì)原油(0.878<<0.884)和重質(zhì)原油(>0.884)。第10頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月一、測定油品密度的意義3﹚影響燃料的使用性能噴氣燃料的能量特性用質(zhì)量熱值和體積熱值表示。燃料的密度越小,其質(zhì)量熱值越高,對(duì)續(xù)航時(shí)間不長的殲擊機(jī),為了盡可能減小飛機(jī)載荷,應(yīng)使用質(zhì)量熱值高的燃料。相反,燃料的密度越大,其質(zhì)量熱值越小,但體積熱值大,適用于作遠(yuǎn)程飛機(jī)燃料,這樣可減小油箱體積,降低飛機(jī)阻力。通常,在保證燃料性能不變壞的條件下,噴氣燃料的密度大一些較好。第11頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月二、石油產(chǎn)品密度測定法1、密度計(jì)法(石油產(chǎn)品密度常采用方法)儀器石油密度計(jì)玻璃量筒溫度計(jì)恒溫浴測定方法:密度計(jì)法、比重瓶法第12頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月二、密度的測定方法(1)測定原理其理論依據(jù)是阿基米德原理。測定時(shí)將密度計(jì)垂直放入液體中,當(dāng)密度計(jì)所排開液體的質(zhì)量等于其本身的質(zhì)量時(shí),則密度計(jì)處于平衡狀態(tài),漂浮于液體中。液體的密度越大,浮力越大,密度計(jì)露出液面部分也越多;反之,液體的密度小,浮力也小,密度計(jì)露出液面部分越少。當(dāng)溫度達(dá)到平衡后,讀取密度計(jì)刻度讀數(shù)和試樣溫度。用《石油計(jì)量表》把觀察到的密度計(jì)讀數(shù)換算成標(biāo)準(zhǔn)密度。第13頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月⑵
測定步驟①安排好試驗(yàn)儀器。②將試油小心地沿壁傾入量筒中,調(diào)好試驗(yàn)溫度(18~90℃,高揮發(fā)試樣(如石油醚)冷卻到2℃,或更低的溫度測定)。③將選好的清潔、干燥的密度計(jì)小心放入攪拌均勻的試樣中,注意液面以上的密度計(jì)桿管浸濕不得超過兩個(gè)最小分度值,待其穩(wěn)定后,按彎月面上緣讀數(shù)。第三章油品基本理化性能分析第14頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月⑵
測定步驟④同時(shí)測量試樣溫度(溫度讀準(zhǔn)至0.2℃)。⑤將密度計(jì)在量筒中輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)一下,再放開按2、3要求再測一次。⑥根據(jù)測得溫度和視密度,由《石油計(jì)量換算表》中查得試樣的20℃密度。第三章油品基本理化性能分析第15頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(3)注意事項(xiàng)密度計(jì)上按密度單位刻度,以純水在4℃時(shí)的密度為1kg/m3(g/cm3
)作為標(biāo)準(zhǔn)刻制標(biāo)度的。要用可溯源于國家標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)密度計(jì)或可溯源的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的密度作定期檢定,至少每五年復(fù)檢一次。第16頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月第17頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月密度計(jì)的讀數(shù)是下大上小,當(dāng)它浸入不同的液體中,體積不變示數(shù)發(fā)生變化,密度計(jì)底部的鐵砂或鉛粒是用來保持平衡的!
第18頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(3)注意事項(xiàng)密度計(jì)量筒應(yīng)由透明玻璃、塑料或金屬制成,其內(nèi)徑至少比密度計(jì)外徑大25mm,其高度應(yīng)使密度計(jì)在試樣中漂浮時(shí),密度計(jì)底部與量簡底部的間距至少有25mm恒溫浴要求其尺寸大小應(yīng)能容納密度計(jì)量簡,使試樣完全浸沒在恒溫浴液體表面以下.在試驗(yàn)期間,能保持試驗(yàn)溫度在±0.25℃以內(nèi)。
第19頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月
型號(hào)單位密度范圍SY-02SY-05SY-10kg/m3(20℃)600~1100600~1100600~1100SY-02SY-05SY-10g/cm3(20℃)0.600~1.1000.600~1.1000.600~1.100注:可以使用SY-Ⅰ型或SY-Ⅱ型石油密度計(jì)。(4)密度計(jì)技術(shù)要求第20頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(5)測定時(shí)的溫度要求由于密度計(jì)的準(zhǔn)確讀數(shù)是在規(guī)定的溫度下標(biāo)定的,在其他溫度下的刻度讀數(shù)僅是密度計(jì)的讀數(shù)(稱視密度),而不是在該溫度下的密度。測定后要用GB/T1885-1998《石油計(jì)量表》把修正后的密度計(jì)讀數(shù)換算成標(biāo)準(zhǔn)密度。第21頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(
5)測定時(shí)的溫度要求用密度計(jì)法測定密度在標(biāo)準(zhǔn)溫度20℃或接近20℃時(shí)最準(zhǔn)確。被測樣品要在合適的溫度下取得密度計(jì)讀數(shù),這個(gè)溫度最好接近標(biāo)準(zhǔn)溫度20℃。第22頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月GB/T1884《原油和液體石油產(chǎn)品密度實(shí)驗(yàn)室測定法(密度計(jì)法)》(5)測定時(shí)的溫度要求當(dāng)密度值是用于散裝石油計(jì)量時(shí),在散裝石油溫度或接近散裝石油溫度±3℃下測定密度,可以減少石油體積修正的誤差。對(duì)原油樣品,要加熱到20℃,或高于傾點(diǎn)9℃以上,或高于濁點(diǎn)3℃以上中較高的一個(gè)溫度。傾點(diǎn):是指油品在規(guī)定的試驗(yàn)條件下,被冷卻的試樣能夠流動(dòng)的最低溫度第23頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(6)密度計(jì)讀數(shù)的要求測定透明液體:密度計(jì)讀數(shù)為液體下彎月面與密度計(jì)刻度相切的那一點(diǎn)。
先使眼睛處于稍低于液面的位置,慢慢地升到表面,先看到一個(gè)不正的橢圓,然后變成一條與密度計(jì)刻度相切的直線。
第24頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(6)密度計(jì)讀數(shù)的要求測定不透明液體:密度計(jì)讀數(shù)為液體上彎月面與密度計(jì)刻度相切的那一點(diǎn)。應(yīng)使眼睛處于稍高于液面的位置觀察。
由于密度計(jì)讀數(shù)是按液體下彎月面檢定的,對(duì)不透明液體,應(yīng)對(duì)觀察到的密度計(jì)讀數(shù)作彎月面修正。第25頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(6)密度計(jì)讀數(shù)的要求注意:如使用SY-Ⅰ型或SY-Ⅱ型石油密度計(jì),仍讀取液體上彎月面(或稱彎月面上緣)與密度計(jì)干管相切處的刻度,無需做彎月面修正。
SY-Ⅰ型精度比較高,其最小分度值為0.0005g/cm3,適用于油品計(jì)量。SY-Ⅱ型精度較低,其最小分度值為0.001g/cm3,適用于油品的生產(chǎn)分析。
第26頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月二、密度的測定方法注意:使用SY-05型的密度計(jì),對(duì)于深色不透明原油,讀數(shù)要修正(加0.0007g/cm3),對(duì)于透明原油則讀數(shù)不需要修正。第27頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月密度計(jì)法只能測定液體密度,測定過程簡便、迅速,但準(zhǔn)確度受最小分度值及測試人員的視力限制,不可能太高。
第28頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月二、密度的測定方法(7)計(jì)算方法
內(nèi)插法直線內(nèi)差法:結(jié)果=基值+內(nèi)插值×(實(shí)驗(yàn)視值-基值對(duì)應(yīng)視值)例1:已知實(shí)驗(yàn)時(shí)溫度計(jì)示值t視為22.0℃時(shí),求實(shí)驗(yàn)溫度t實(shí)(真實(shí)溫度)?溫度計(jì)檢定修正值如下表所示:
△t=(-0.04)+(22.0-20)≈-0.02(℃)t實(shí)=22.0+(-0.02)=21.98(℃)溫度計(jì)示值t視℃10203040修正值△t,℃0.06-0.040.070.18第29頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月二、密度的測定方法例2:已知實(shí)驗(yàn)時(shí)密度計(jì)示值ρ視為0.816時(shí),求實(shí)驗(yàn)密度ρ實(shí)(真實(shí)密度)?密度計(jì)檢定修正值如下表所示:
△ρ實(shí)=0.0003+(0.816-0.800)≈0.0001(g/cm3)ρ實(shí)=0.816+0.0001≈0.8161(g/cm3)密度計(jì)示值ρ,g/cm30.8000.8300.8500.870修正值△ρ,g/cm3
0.0003-0.0001-0.0004-0.0006第30頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月二、密度的測定方法例3:已知樣品在26.6℃時(shí)的視密度ρ為0.8647g/cm3,求樣品的標(biāo)準(zhǔn)密度是多少?原油標(biāo)準(zhǔn)密度表如下表所示:
ρ20=0.8685+(0.8705-0.8685)/(0.8660-0.8640)(0.8647-0.8640)=0.8692g/cm3
溫度,℃視密度0.86400.866020℃密度26.250.86830.870326.500.86850.870526.750.86860.8706第31頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(8)測量密度的注意事項(xiàng)密度計(jì)是易損的玻璃制品,因此使用過程中要輕拿輕放,要用脫脂棉或其他質(zhì)軟的物品擦試,除放入或取出時(shí)可用手拿密度計(jì)的上部外,在清洗時(shí)應(yīng)拿其下部,以防折斷。從溫差較大或從冷藏箱中取得的試樣,應(yīng)在測定環(huán)境溫度下放置一段時(shí)間,在使試樣的溫度與環(huán)境的溫度差不超過±2℃時(shí)測定。第32頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(8)測量密度的注意事項(xiàng)對(duì)粘稠及室溫下為固體的產(chǎn)品,為測準(zhǔn)數(shù)據(jù),可采用電爐或烘箱加熱融化并倒入量筒,然后放入恒溫水浴中,待溫度達(dá)到平衡時(shí)再進(jìn)行測定。不能將融化的樣品倒入量筒中,立即在室溫下測定,因?yàn)闇夭钸^大,會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏高。若發(fā)現(xiàn)密度計(jì)的分度標(biāo)尺位移,玻璃有裂紋等現(xiàn)象,應(yīng)立即停止使用。第33頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(8)測量密度的注意事項(xiàng)記完密度計(jì)的讀數(shù),應(yīng)記下當(dāng)時(shí)的溫度。在非標(biāo)準(zhǔn)溫度下測得的表觀密度,應(yīng)根據(jù)GB/T1885-2000中所給出的表1換算為。對(duì)觀察到的溫度計(jì)讀數(shù)作有關(guān)修正后,記錄到接近0.1℃。對(duì)觀察到的密度計(jì)讀數(shù)作有關(guān)修正后,記錄到0.0001g/cm3。第34頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月2.密度瓶法(比重瓶法)
(1)原理比重瓶法導(dǎo)源于密度的定義,即要測定密度,就要測定比重瓶的容積,及充滿上述容積的石油產(chǎn)品的質(zhì)量。測定比重瓶的容積,是在恒定20℃下,分別對(duì)裝滿純水前后的密度瓶準(zhǔn)確稱量,則后者與前者的質(zhì)量之差就是比重瓶內(nèi)水的質(zhì)量(即水值),用水的質(zhì)量除以水在20℃時(shí)的密度,即得出比重瓶的容積。第35頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月2.密度瓶法(比重瓶法)測定時(shí)將被試驗(yàn)的石油產(chǎn)品充滿至該比重瓶的同一標(biāo)線,并進(jìn)行稱重,即可求出石油產(chǎn)品的質(zhì)量,而油品的體積為已知,自然可以算出石油產(chǎn)品的密度了。第36頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月2.密度瓶法(比重瓶法)測定極易揮發(fā)的石油產(chǎn)品的密度時(shí)應(yīng)選擇比重瓶法。比重瓶法是測定油品密度最準(zhǔn)確的方法之一,而且所用樣品量少、測量范圍廣。(2)測定要求先清除比重瓶和塞子的油污,經(jīng)鉻酸洗液徹底清洗,用水清洗后,再用蒸餾水沖洗并干燥。測定比重瓶20℃的水值,比重瓶在恒溫浴中至少保持30分鐘。測定樣品的密度,比重瓶在恒溫浴中應(yīng)至少保持20分鐘。恒溫浴要求能保持水浴溫度控制在±0.1℃以內(nèi)。第37頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月GB/T2540《石油產(chǎn)品密度測定法
(比重瓶法)》比重瓶是一種瓶頸上帶有標(biāo)線及塞子上帶有毛細(xì)管磨口的瓶子,常用的有磨口塞型、毛細(xì)管塞型及廣口型三種,應(yīng)根據(jù)試樣選擇適當(dāng)型號(hào)的比重瓶。(3)儀器第38頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月a—防護(hù)帽型比重瓶;a.防護(hù)帽(磨口帽)型比重瓶:適用于除粘稠和固體產(chǎn)品外的所有樣品.通常用于較易揮發(fā)的樣品。防護(hù)帽可減少膨脹與揮發(fā)損失。這種形式的比重瓶可在低于室溫的條件下用于測定液體樣品的密度。第39頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月b.蓋呂-薩克比重瓶(圖1中b):適用于除較粘稠液體外的不易揮發(fā)的液體。如潤滑油,但不適用粘度太高的試樣。蓋呂-薩克比重瓶第40頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月C.廣口型比重瓶:適用于較粘稠液體如重油和固體。c—廣口型比重瓶第41頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月d.帶刻度雙毛細(xì)管比重瓶:適用于測定高揮發(fā)性及試樣量較少的液體的密度。容量有1、2、5、10mL,總質(zhì)量不超過30g。帶刻度雙毛細(xì)管比重瓶第42頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月a.比重瓶20℃水值的測定:將新煮沸并經(jīng)冷卻至(18~20)℃的蒸餾水裝滿至比重瓶頂端,加上塞子,然后放入20±0.1℃的恒溫水浴中,但不要浸沒比重瓶或毛細(xì)管上端。待溫度達(dá)到平衡,沒有氣泡,液面不再變動(dòng)時(shí),將過剩的水用濾紙吸去。將比重瓶外部擦干,稱準(zhǔn)至0.0002克。(4)測定過程比重瓶20℃的水值=裝有20℃水的比重瓶質(zhì)量-空比重瓶質(zhì)量
第43頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月a.比重瓶20℃水值的測定:比重瓶的水值至少測定5次,取其算術(shù)平均值作為該比重瓶的水值。根據(jù)比重瓶使用的頻繁情況,一定時(shí)期后應(yīng)重新測定比重瓶的水值(至少二年測定一次)。
(4)測定過程第44頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月b.試樣的測定:選擇適當(dāng)型號(hào)的比重瓶;將恒溫浴調(diào)到所需的溫度;裝樣;恒溫;稱重。對(duì)固體或半固體試樣,采用廣口型比重瓶,加入半瓶試樣,勿使瓶壁污濁。如試樣為脆性固體(如瀝青),則粉碎或熔融后裝入。冷卻到接近20℃,稱得裝有半瓶試樣的比重瓶質(zhì)量。再用蒸餾水充滿比重瓶,恒溫,稱重。第45頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月三、影響油品密度測定的因素主要是溫度及體積的合理控制和正確測定,此外儀器的選用及不當(dāng)操作都會(huì)影響測定的結(jié)果。密度計(jì)法測定密度時(shí),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,以保證試驗(yàn)結(jié)束與開始的溫度相差不超過0.5℃。第46頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月三、影響油品密度測定的因素測定溫度前,必須攪拌試樣,保證試樣混合均勻,記錄要準(zhǔn)確到0.1℃。放開密度計(jì)時(shí)應(yīng)輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)一下,要有充分時(shí)間靜止,讓氣泡升到表面,并用濾紙除去。塑料量筒易產(chǎn)生靜電.妨礙密度計(jì)自由漂浮,使用時(shí)要用濕布擦拭量筒外壁,消除靜電。根據(jù)試樣和選用密度計(jì)的不同,要規(guī)范讀數(shù)操作。
第47頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月三、影響油品密度測定的因素密度或相對(duì)密度測定法測定密度時(shí),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℃,以控制空氣密度的變化,使之獲得最大的準(zhǔn)確性。第48頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月三、影響油品密度測定的因素測水值及固體和半固體試樣時(shí),為確保體積的穩(wěn)定,要注人無空氣水,試驗(yàn)中使用新煮沸并冷卻至18℃左右的純水。密度瓶水值至少兩年測定一次。對(duì)含水和機(jī)械雜質(zhì)的試樣,應(yīng)除去水和機(jī)械雜質(zhì)后再行測定,固體和半固體試樣還需做剪碎或熔化等預(yù)處理。第49頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月密度計(jì)算題1、在25℃下測得油品的密度為0.8591g/cm3,換算到20℃時(shí)的密度為多少?
γ=0.00066g/cm3·℃解:0.8591+0.00066×5=0.8624第50頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月密度計(jì)算題2、試樣溫度為32.7℃,視密度為0.7545g/cm3,求試樣20℃密度。計(jì)算:查表,32.7℃最接近32.5℃,0.7545在0750和0.755之間,采用內(nèi)插法(0.7646-07597)/(0755-0.750)=0.9807597+(0.7545-0.750)×0.98=0.7641
0.7500.75532.50.75970.764633.00.76000.7649溫度20℃密度視密度石油視密度換算表第51頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)粘度1.粘度表示方法動(dòng)力粘度μ、運(yùn)動(dòng)粘度γ和條件粘度(因采用不同的特定粘度計(jì)分為:恩氏粘度、賽氏粘度、雷氏粘度)。流體在外力作用下作層流運(yùn)動(dòng)時(shí),相鄰兩層流體分子之間存在內(nèi)摩擦力而阻滯流體的流動(dòng),這種特性稱為流體的黏滯性。衡量流體粘滯性大小的物理單位稱為粘度。一、測定粘度的意義第52頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(1)動(dòng)力粘度μ定義:又稱絕對(duì)粘度,液體受外力作用移動(dòng)時(shí),液體分子間產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的性質(zhì)就稱為液體的粘度。
物理意義:面積各為1㎡、垂直距離為1m的兩流體層,以1m/s的速度作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),因之間存在的流體互相作用所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力。單位:N·s/㎡(牛頓秒每米方)Pa·S(帕·秒)第53頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月定義:表示液體在重力作用下流動(dòng)時(shí)內(nèi)摩擦力的量度,其值為液體的動(dòng)力粘度與同溫度下液體密度的比值單位:在國際單位制中以㎡/s(米平方每秒)表示。習(xí)慣用厘斯(cSt)。1cSt=1mm2/s“沲”或“斯”,符號(hào)記為“st”。1沲等于1cm2/s。沲的百分之一稱為厘沲,用cst表示,即1st=100cst。。(2)運(yùn)動(dòng)粘度第54頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(3)恩氏粘度:又稱恩氏度。符號(hào)為°E一定溫度t下,從恩氏粘度計(jì)中流出200ml液體所需時(shí)間與20℃流出同體積蒸餾水所需時(shí)間之比.單位:條件度,用符號(hào)°E表示.第55頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(1)化學(xué)組成當(dāng)碳原子數(shù)相同時(shí),油品中各種烴類的粘度大小排列順序是:正構(gòu)烷烴<異構(gòu)烷烴<芳香烴<環(huán)烷烴,且環(huán)數(shù)增多,粘度增大。2、影響油品粘度的因素第56頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(1)化學(xué)組成其規(guī)律是:粘度隨環(huán)數(shù)的增加、異構(gòu)程度的加大,和環(huán)上碳原子在油品分子中所占比例的增加而增大。表現(xiàn)在不同原油的相同餾分中,含環(huán)狀烴多的油品比含烷烴多的具有更高的粘度。同系烴中相對(duì)分子量越大,分子間引力增加,粘度越大。因此石油餾分越重,粘度明顯增大。2、影響油品粘度的因素第57頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)粘度(2)溫度溫度升高,油品的粘度減小。故通常應(yīng)注明測定粘度時(shí)的溫度,如γ50表示50℃時(shí)測定的運(yùn)動(dòng)粘度(mm2/s)。2、影響油品粘度的因素第58頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(2)溫度1)溫度對(duì)油品的粘度影響很大,故通常應(yīng)注明測定粘度時(shí)的溫度。2)油品在低溫下失去流動(dòng)性是因?yàn)槠湔扯仍龃罅?。油品隨著溫度的降低粘度隨之增大,當(dāng)粘度增大到一定程度時(shí),油品便失去了流動(dòng)性。3)隨著溫度升高,所有石油餾分的粘度都減小,最終趨近一個(gè)極限值,各種油品的極限粘度都非常接近。第59頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(2)溫度4)測定油品粘度必須按規(guī)定保持恒溫,否則,哪怕是極小的溫度波動(dòng)(超過±0.1℃),都會(huì)使粘度測定結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差。5)油品粘度隨溫度變化的性質(zhì)稱為油品的粘溫性質(zhì)。粘度隨溫度的變化情況是潤滑油的重要指標(biāo)。潤滑油應(yīng)具有良好的粘溫特性,不至于因溫度變化而使?jié)櫥驼扯却蠓▌?dòng)。第60頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月粘度比和粘度指數(shù)粘溫特性的表示方法有:粘度比和粘度指數(shù)。粘度比:油品在兩個(gè)規(guī)定溫度下,所測得較低溫度下的運(yùn)動(dòng)粘度與較高溫度下的運(yùn)動(dòng)粘度之比即為粘度比。粘度比越小表示油品粘度隨溫度變化較小。粘度指數(shù)表示一切流體粘度隨溫度變化的程度。粘度指數(shù)越高,表示油品粘特性越好,粘度受溫度的影響越小,粘度對(duì)溫度越不敏感。第61頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(2)溫度6)各種烴類相比,烷烴的粘溫特性最好,正構(gòu)烷烴較異構(gòu)烷烴粘度指數(shù)更高。但正構(gòu)烷烴的凝點(diǎn)太高,在脫蠟過程中大部分要從潤滑油中除去,故潤滑油中保留的多數(shù)是異構(gòu)烷烴。第62頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月3、分析油品粘度的意義(1)劃分潤滑油牌號(hào)(2)粘度是潤滑油的主要質(zhì)量指標(biāo)。(3)粘度是工藝計(jì)算的重要參數(shù)(4)粘度是潤滑油、燃料油貯存運(yùn)輸?shù)闹匾獏?shù)。(5)根據(jù)潤滑油粘度指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)。(6)粘度是噴氣燃料的重要質(zhì)量指標(biāo)(7)粘度是柴油的重要質(zhì)量指標(biāo)。第63頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(1)劃分潤滑油牌號(hào)潤滑油的牌號(hào),大部分以產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中運(yùn)動(dòng)粘度的平均值來劃分。如:冷凍機(jī)油、機(jī)械油等,以50度運(yùn)動(dòng)粘度的平均厘拖數(shù)劃分;汽缸油、齒輪油等,按100℃運(yùn)動(dòng)粘度的平均厘拖數(shù)劃分。第64頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(2)粘度是潤滑油的主要質(zhì)量指標(biāo)。
粘度是潤滑油的最重要的質(zhì)量指標(biāo),正確選擇一定粘度的潤滑油??杀WC發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定可靠的工作狀況。隨著粘度的增大,會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的功率,增大然料消耗。若粘度過大,會(huì)造成起動(dòng)困難;若粘度過小,會(huì)降低油膜的支撐能力,使摩擦面之間不能保持連續(xù)的潤滑層,增加磨損。第65頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(3)粘度是工藝計(jì)算的重要參數(shù)
粘度是工藝計(jì)算的主要參考數(shù)據(jù)之一。例如,計(jì)算流體在管線中的壓力損失,需查雷諾數(shù),而雷諾數(shù)與絕對(duì)粘度有關(guān)。
第66頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(4)粘度是潤滑油、燃料油貯存運(yùn)輸?shù)闹匾獏?shù)。
粘度對(duì)于潤滑油的輸送有重要意義。當(dāng)油的粘度增大時(shí),輸送壓力降便要增加。
第67頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(5)根據(jù)潤滑油粘度指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)。在生產(chǎn)上可以從粘度變化判斷潤滑油的精制深度。通常是:未經(jīng)精制的餾分油粘度>經(jīng)硫酸精制的餾分油粘度>用選擇溶劑精制的餾分油粘度。
第68頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(6)粘度是噴氣燃料的重要質(zhì)量指標(biāo)
燃料霧化的好壞是噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的最重要條件之一。噴氣燃料的粘度對(duì)燃料霧化程度影響最大。為了保證噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)在不同溫度下所必需的霧化程度,在燃料規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了不同溫度下的粘度值。
第69頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(7)粘度是柴油的重要質(zhì)量指標(biāo)。
粘度是柴油的重要性質(zhì)之一,它可決定柴油在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)霧化及燃燒的情況。粘度過大,噴油嘴噴出的油滴顆粒大且不均勻,霧化狀態(tài)不好,與空氣混合不充分,燃燒不完全。同時(shí),柴油能對(duì)柱塞泵起潤滑作用,粘度過小,會(huì)影響油泵潤滑,增加柱塞磨損。第70頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月GB/T265石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)粘度測定法(毛細(xì)管粘度計(jì)法)(1)原理運(yùn)動(dòng)粘度測定主要儀器是玻璃毛細(xì)管粘度計(jì),所測液體必須是屬于牛頓型流體的液體石油產(chǎn)品。根據(jù)泊塞耳方程式:
二、粘度測定方法概述1、運(yùn)動(dòng)粘度測定液體的動(dòng)力粘度第71頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月牛頓型流體符合牛頓粘性定律的流體稱為牛頓型流體。大多數(shù)石油產(chǎn)品在濁點(diǎn)溫度以上都屬于牛頓型流體。當(dāng)在低溫下有蠟析出時(shí)流動(dòng)性能變差,則變?yōu)榉桥nD型流體。潤滑油中加入高分子聚合物添加劑制成的稠化油、含瀝青質(zhì)較多的重質(zhì)燃料,都轉(zhuǎn)變?yōu)榉桥nD型流體非牛頓型流體在流動(dòng)時(shí)不處于層流狀態(tài),不符合牛頓粘性定律。第72頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(1)原理:根據(jù)泊塞耳方程式
二、粘度測定方法概述液體的動(dòng)力粘度μμ:液體的動(dòng)力粘度;τ:試樣平均流動(dòng)時(shí)間r:毛細(xì)管半徑;L:毛細(xì)管長度;V:毛細(xì)管流出試樣體積;P:使液體流動(dòng)的壓力;第73頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月如果試樣流動(dòng)壓力用油柱靜壓力表示,即p=ρgh,將動(dòng)力粘度換算成運(yùn)動(dòng)粘度,則ν=Cτ,C為毛細(xì)管粘度計(jì)常數(shù),與測定溫度無關(guān)。第74頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月二、粘度測定方法概述毛細(xì)管粘度計(jì)常數(shù)僅與粘度計(jì)的幾何形狀有關(guān),而與測定溫度無關(guān)。因此液體的運(yùn)動(dòng)黏度與流過毛細(xì)管的時(shí)間成正比。
第75頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月第76頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月二、粘度測定方法概述(3)注意事項(xiàng)1)測定運(yùn)動(dòng)粘度時(shí),應(yīng)重復(fù)測定至少4次,吸入的樣品中應(yīng)不能存有氣泡,否則會(huì)影響裝油體積。測定溫度恒定到±0.1℃,恒溫浴中粘度計(jì)調(diào)整成垂直狀態(tài)。
第77頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月二、粘度測定方法概述2)測定運(yùn)動(dòng)粘度時(shí),試樣在擴(kuò)張部分流動(dòng)的過程中,恒溫浴應(yīng)不停攪拌確保溫度恒定。3)粘度測定結(jié)果的數(shù)值,取四位有效數(shù)字。4)毛細(xì)管的內(nèi)徑有0.4,0.6,0.8,1.0,1.2,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,4.0,5.0和6.0mm。其中只有內(nèi)徑0.4mm的粘度計(jì)流動(dòng)時(shí)間不少于350s,其它內(nèi)徑的粘度計(jì)流動(dòng)時(shí)間不少于200s。
第78頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月二、粘度測定方法概述5)將裝有試樣的粘度計(jì)浸入恒溫浴中,必須把毛細(xì)管粘度計(jì)的擴(kuò)張部分2浸入一半。使恒溫浴中溫度計(jì)水銀球的位置接近毛細(xì)管中央點(diǎn)的水平面,并使溫度計(jì)上要測溫的刻度位于恒溫浴的液面上10mm處。將粘度計(jì)調(diào)整成為垂直狀態(tài),要利用鉛垂線從兩個(gè)相互垂直的方向去檢查毛細(xì)管的垂直情況。
第79頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月1)溫度的控制油品粘度隨溫度變化很明顯,為此規(guī)定溫度必須嚴(yán)格保持穩(wěn)定在所要求溫度的士0.1℃以內(nèi),否則哪怕是極小的波動(dòng),也會(huì)使測定結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差。為維持穩(wěn)定的測定溫度,應(yīng)選用專業(yè)的恒溫設(shè)備和專用儀器根據(jù)測定條件,要在恒溫浴缸內(nèi)注人下表中列舉的一種液體。(4)影響測定主要因素第80頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月恒溫浴缸中的礦物油最好加有抗氧化添加劑,以防止氧化,延長使用時(shí)間。第81頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月2)流動(dòng)時(shí)間的控制試樣通過毛細(xì)管粘度計(jì)時(shí)的流動(dòng)時(shí)間要控制在不少于200s,內(nèi)徑為0.4mm的鉆度計(jì)流動(dòng)時(shí)間不少于350s.以確保試樣在毛細(xì)管中處于層流狀態(tài),符合其使用條件。試樣通過的時(shí)間過短,易產(chǎn)生湍流,會(huì)使測定結(jié)果產(chǎn)生較大偏差。通過時(shí)間過長,不易保持溫度恒定,也可引起測定偏差。(4)影響測定主要因素第82頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月3)粘度計(jì)的位置
粘度計(jì)必須調(diào)整成垂直狀態(tài)。否則會(huì)改變液柱高度,引起靜壓差的變化,使測定結(jié)果出現(xiàn)偏差。粘度計(jì)向前傾斜時(shí),液面壓差增大,流動(dòng)時(shí)間縮短,側(cè)定結(jié)果偏低,粘度計(jì)向其他方向傾斜時(shí),都會(huì)使測定結(jié)果偏高。
(4)影響測定主要因素第83頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月4)氣泡的產(chǎn)生裝入粘度計(jì)中的試樣不許存有氣泡,氣泡不但會(huì)影響裝油體積,而且進(jìn)入毛細(xì)管后能形成氣塞,增大了液體流動(dòng)的阻力,使流動(dòng)時(shí)間拖長,測定結(jié)果偏高。
(4)影響測定主要因素第84頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月5)試樣的預(yù)處理試樣必須脫水、除去機(jī)械雜質(zhì)。試樣含水,在較高溫度下進(jìn)行側(cè)定時(shí)會(huì)汽化;在低溫下測定時(shí)則會(huì)凝結(jié),均影響試樣的正常流動(dòng),使側(cè)定結(jié)果產(chǎn)生偏差。若存在雜質(zhì),雜質(zhì)易粘附于毛細(xì)管內(nèi)壁,增大流動(dòng)阻力,使測定結(jié)果偏高。
(4)影響測定主要因素第85頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月運(yùn)動(dòng)粘度計(jì)算題1.已知測定運(yùn)動(dòng)粘度的毛細(xì)管常數(shù)為0.4780mm2/s2,試樣在50℃時(shí)的流動(dòng)時(shí)間為318.0、322.4、322.6、321.0s。求試樣的運(yùn)動(dòng)粘度?第86頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月運(yùn)動(dòng)粘度思考題1.裝入粘度計(jì)中的試樣為何不許存有氣泡,若有氣泡對(duì)測定結(jié)果有何影響?2.測定粘度時(shí)為什么要嚴(yán)格按規(guī)定恒溫?
3.測定粘度的試樣為何必須脫水和除去機(jī)械雜質(zhì)?4、粘度測定時(shí),為什么試驗(yàn)溫度不同,恒溫時(shí)間也不同?5、石油產(chǎn)品粘度與化學(xué)組成的關(guān)系如何?
第87頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月運(yùn)動(dòng)粘度思考題6.使用毛細(xì)管粘度計(jì)測定粘度時(shí)應(yīng)注意什么?7.測定運(yùn)動(dòng)粘度時(shí),為什么要將粘度計(jì)調(diào)整為垂直狀態(tài)?第88頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月2、恩氏粘度測定(1)原理恩氏粘度即恩格勒(Engler)粘度,指一定量的試樣,在規(guī)定溫度(如50℃、80℃、100℃)下,從恩氏粘度計(jì)流出200毫升所需的時(shí)間,與同體積水在20℃的溫度下流出所需的時(shí)間(即水值)的比值。測定時(shí),試樣呈連續(xù)線狀流出。在溫度t℃時(shí),恩氏粘度以Et表示。單位為“度”。樣品和水測定溫度不一定相同。第89頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算按下式計(jì)算試樣的恩氏黏度。
式中:Et-試樣在溫度t℃時(shí)的恩氏黏度,τ-試樣在溫度t℃時(shí),從黏度計(jì)流出200ml所需的時(shí)間,s;K20-黏度計(jì)的水值,s.取重復(fù)測定兩次結(jié)果的算術(shù)平均值,作為試樣的恩氏黏度。第90頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月2、恩氏粘度測定(2)恩氏粘度計(jì)
1—木塞插孔;2—木塞;3—攪拌器;4—接受瓶;5—水平調(diào)節(jié)螺釘;6—流出孔;7—小尖釘;8—球面形底;9—鐵三腳架;10—內(nèi)容器;11—溫度計(jì)插孔;12—外容器第91頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月1.內(nèi)容器和外容器(黃銅材質(zhì))內(nèi)容器盛試樣用,固定在外容器中。內(nèi)容器底部制成球面形,表面經(jīng)過磨光并鍍金。內(nèi)容器有黃銅制的中空凸形蓋,蓋上有兩個(gè)孔口,以便插入木塞和溫度計(jì)。木塞用來堵塞內(nèi)容器底部的流出孔。在內(nèi)容器器壁上裝有3個(gè)向上彎成直角的小尖釘,作為控制油面高度和儀器水平的指示器。圖3-7恩氏黏度計(jì)1-鐵三角架;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-小針尖;9-球面形底,10-流出孔;11-接受瓶;12水平調(diào)節(jié)螺絲恩氏黏度計(jì)結(jié)構(gòu)說明第92頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月1.內(nèi)容器和外容器(黃銅材質(zhì))兩層容器之間裝水或油。外容器中設(shè)有攪拌器和溫度計(jì),此溫度計(jì)用外容器壁上的夾子固定。放置儀器的鐵三腳架中有兩條腳有水平調(diào)節(jié)螺釘;圖3-7恩氏黏度計(jì)1-鐵三角架;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-小針尖;9-球面形底,10-流出孔;11-接受瓶;12水平調(diào)節(jié)螺絲恩氏黏度計(jì)結(jié)構(gòu)說明第93頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月
恩氏黏度計(jì)結(jié)構(gòu)說明:2.接受瓶(玻璃材質(zhì)):接受瓶有兩種規(guī)格:100mL和200mL。接受瓶刻有“100mL”、“200mL”“+20℃”和“恩氏黏度計(jì)用”等字樣。圖3-7恩氏黏度計(jì)1-鐵三角架;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-小針尖;9-球面形底,10-流出孔;11-接受瓶;12水平調(diào)節(jié)螺絲第94頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月2、恩氏粘度測定(3)測定測定恩氏粘度時(shí),試樣溫度應(yīng)恒定到±0.2℃。測定恩氏粘度的步驟包括:內(nèi)容器洗滌、內(nèi)容器恒溫、溫度計(jì)攪拌、溫度計(jì)測量。恩氏粘度計(jì)加上蓋后,流出孔下要放置接受瓶,然后要繞著木塞旋轉(zhuǎn)插著溫度計(jì)的蓋,以便利用溫度計(jì)攪拌試樣。第95頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月2、恩氏粘度測定法測定時(shí)溫度計(jì)達(dá)到規(guī)定溫度后,要再保持5分鐘,才迅速提起木塞,同時(shí)開動(dòng)秒表。進(jìn)行恩氏粘度仲裁實(shí)驗(yàn)時(shí),如果重復(fù)測定的兩次結(jié)果超出精確度要求,進(jìn)行第三次測定前仍須按方法規(guī)定清洗儀器。計(jì)算恩氏粘度時(shí)需要的數(shù)據(jù)為試樣在測定溫度下流出200毫升的時(shí)間和粘度計(jì)的水值K20。第96頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月2、恩氏粘度測定法流出時(shí)間,s重復(fù)性,s≤2501251~5003501~10005>100010恩氏粘度計(jì)內(nèi)容器洗滌常用乙醇、溶劑油、水,干燥常用空氣吹干。每次測定前內(nèi)容器都要洗凈,但絕不允許擦拭。恩氏粘度測定所用接收器的洗滌用乙醇和水。第97頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月
(4).影響恩氏黏度測定的因素1)儀器技術(shù)狀況符合要求
恩氏黏度計(jì)的各部件尺寸必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求,特別是流出管的尺寸規(guī)定非常嚴(yán)格,流出管及內(nèi)容器的內(nèi)表面已磨光和鍍金,使用時(shí)注意減少磨損,不準(zhǔn)擦拭,不要弄臟。更換流出管時(shí),要重新測定水值。符合標(biāo)準(zhǔn)的黏度計(jì),其水值應(yīng)等于51s±1s,按要求每4個(gè)月至少要校正1次。水值不符合規(guī)定,不允許使用。
第98頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月2)流出時(shí)間的測量要準(zhǔn)確
測定時(shí)動(dòng)作要協(xié)調(diào)一致,提木塞和開動(dòng)秒表要同時(shí)進(jìn)行,木塞提起的位置應(yīng)保持與測定水值相同(也不允許拔出)。當(dāng)接受瓶中的試樣恰好到200mL的標(biāo)線時(shí),立即停止計(jì)時(shí),否則將引起測定誤差。
(4)影響恩氏黏度測定的因素第99頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月
(4).影響恩氏黏度測定的因素3)黏度計(jì)水平狀態(tài)
測定前,黏度計(jì)應(yīng)調(diào)試成水平狀態(tài),稍微提起木塞,讓多余的試樣流出,直至內(nèi)容器中的3個(gè)尖釘剛好同時(shí)露出液面為止。4)試樣的預(yù)處理
機(jī)械雜質(zhì)易黏附于流出管內(nèi)壁,增大流動(dòng)阻力,使測定結(jié)果偏高。為此測定前要用規(guī)定的金屬濾網(wǎng)過濾試樣,若試樣含水,應(yīng)加入干燥劑后,再過濾。此外裝入的試樣中不允許含氣泡。第100頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月恩氏粘度計(jì)算題粘度計(jì)的水值K20=51.1s。若燃料油在80℃時(shí)從粘度計(jì)流出200mL的時(shí)間為秒,試計(jì)算其恩氏粘度。
第101頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)閃點(diǎn)、燃點(diǎn)和自燃點(diǎn)1、基本概念(1)閃點(diǎn)使用專門儀器在規(guī)定條件下,將可燃性液體加熱,可燃性液體的蒸氣同空氣的混合氣與火焰接觸,能發(fā)生短暫閃火的最低溫度。閃點(diǎn)意味著在此溫度下油品揮發(fā)產(chǎn)生的油蒸氣已在空氣中達(dá)到爆炸所需的濃度。濃度過小或過大都不會(huì)發(fā)生爆炸,這個(gè)濃度范圍稱為爆炸界限。通常油品的閃點(diǎn)為其爆炸下限時(shí)的溫度。一、測定油品閃點(diǎn)、燃點(diǎn)和自燃點(diǎn)意義第102頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(2)爆炸界限可燃?xì)怏w與空氣混合時(shí),遇火發(fā)生爆炸的體積分?jǐn)?shù)范圍。在爆炸界限內(nèi),可燃?xì)怏w在混合氣中的最低體積分?jǐn)?shù)稱為爆炸下限;最高體積分?jǐn)?shù)稱為爆炸上限。第103頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月油品的閃點(diǎn)就是指常壓下,油品蒸氣與空氣混合達(dá)到爆炸下限或爆炸上限的油溫。通常情況下,高沸點(diǎn)油品的閃點(diǎn)為其爆炸下限時(shí)的油品溫度。因?yàn)樵摐囟认乱后w油品已有足夠的飽和蒸氣壓,使其在空氣中的含量恰好達(dá)到油品的爆炸下限.因此一遇明火立即發(fā)生爆炸燃燒。第104頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月由于在試驗(yàn)條件下油品用量很少,著火后瞬間可燃混合氣即已燒盡,所以人們看到的只是短暫的火苗一閃。而低沸點(diǎn)油品,如汽油及易揮發(fā)的液態(tài)石油產(chǎn)品,在室溫下的油氣濃度已經(jīng)大大超過其爆炸下限,其閃點(diǎn)實(shí)際上是它的爆炸上限的油品溫度。若冷卻以降低汽油的蒸氣壓,也可以測得爆炸下限所對(duì)應(yīng)的閃火溫度。由于閃點(diǎn)是衡量油品在貯存、運(yùn)輸和使用過程中安全程度的指標(biāo),所以測定低沸點(diǎn)油品爆炸下限的溫度沒有實(shí)際意義。
第105頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(3)燃點(diǎn)在測定油品開口杯閃點(diǎn)后繼續(xù)提高溫度,在規(guī)定條件下,可燃混合氣體能被外部火焰點(diǎn)引燃,并連續(xù)燃燒不少于5秒時(shí)的最低溫度,稱為燃點(diǎn),通常稱為開口杯法燃點(diǎn)。第106頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(4)自燃點(diǎn)將油品加熱很高溫度后,再使之與空氣接觸,無需引燃,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)。第107頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月2、油品閃點(diǎn)、燃點(diǎn)和自燃點(diǎn)與組成關(guān)系(1)與烴類組成關(guān)系.烷烴比芳烴容易氧化,故含烷烴多的油品自燃點(diǎn)比較低,但其閃點(diǎn)卻比粘度相同而含環(huán)烷烴和芳烴較多的油品高。在同類烴中,隨相對(duì)分子量增大,自燃點(diǎn)降低,而閃點(diǎn)和燃點(diǎn)增高。對(duì)碳原子數(shù)相同的烴類,自燃點(diǎn)的順序?yàn)椋和闊N<環(huán)烷烴,烯烴<芳烴;燃點(diǎn)的順序正好相反:烷烴>環(huán)烷烴,烯烴>芳烴。第108頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(2)與油品餾程有關(guān)。油品沸點(diǎn)越低,越易揮發(fā),其閃燃點(diǎn)越低,反之升高。油品閃點(diǎn)和燃點(diǎn)的高低取決于低沸點(diǎn)烴類含量,烷烴的閃點(diǎn)比對(duì)應(yīng)的烯烴要高。油品閃點(diǎn)的高低取決于油品中沸點(diǎn)最低的那部分烴類的含量。當(dāng)有極少量輕油混入到高沸點(diǎn)油品中時(shí),就能引起閃點(diǎn)顯著降低。例如,某潤滑油中摻人1%的汽油,閃點(diǎn)可從200℃降至170℃。正是由于這一原因,原油的閃點(diǎn)是很低的,它和低閃點(diǎn)油品一起被列入易燃物品之中。與燃點(diǎn)相反,油品沸點(diǎn)越低,約不易自燃,其自燃點(diǎn)越高,反之自燃點(diǎn)越低。第109頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月3、測定閃點(diǎn)、燃點(diǎn)和自燃點(diǎn)的意義
閃點(diǎn)是評(píng)定石油產(chǎn)品儲(chǔ)藏、運(yùn)輸及使用安全管理方面的一個(gè)重要指標(biāo)。(1)判斷其餾分組成的輕重。一般的規(guī)律是:油品蒸氣壓愈高,餾分組成愈輕,則油品的閃點(diǎn)愈低。反之,餾分組成愈重的油品則有較高的閃點(diǎn)。在常減壓蒸餾過程中,若發(fā)現(xiàn)裝置上某一側(cè)線出來的油品閃點(diǎn)低于指標(biāo),這是該餾分中含有輕餾分之故。在此情況下,必須加大該側(cè)線汽提量,以便汽提出其中所含的輕質(zhì)餾分。第110頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月3、測定閃燃點(diǎn)的意義(2)鑒定油品發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)性。因?yàn)殚W點(diǎn)是有火災(zāi)危險(xiǎn)出現(xiàn)的最低溫度。閃點(diǎn)愈低,燃料愈易燃,火災(zāi)危險(xiǎn)性也愈大。所以易燃液體也根據(jù)閃點(diǎn)進(jìn)行分類。閃點(diǎn)在45℃以下的液體叫做易燃液體,閃點(diǎn)在45℃以上的液體叫做可燃液體。按閃點(diǎn)的高低可確定其運(yùn)輸、貯存和使用的各種防火安全措施。第111頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月3、測定閃燃點(diǎn)的意義(3)評(píng)定潤滑油質(zhì)量可以判斷油品變質(zhì)的情況。如內(nèi)燃機(jī)油均具有較高的閃點(diǎn),使用時(shí)不易著火燃燒,如果發(fā)現(xiàn)油品的閃點(diǎn)顯著降低,則說明潤滑油已受到燃料的稀釋,應(yīng)及時(shí)檢修發(fā)動(dòng)機(jī)或換機(jī)油;汽輪機(jī)油和變壓器油在使用中如發(fā)現(xiàn)閃點(diǎn)下降,表明油品已經(jīng)變質(zhì),需進(jìn)行處理。對(duì)于某些潤滑油來說,同時(shí)測定開、閉口閃點(diǎn),可作為油品含有低沸點(diǎn)混入物的指標(biāo),用于生產(chǎn)檢查。第112頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月
測定油品閃點(diǎn)的方法有閉口杯法和開口杯法。閉口杯法多用于輕質(zhì)油品,開口杯法多用于潤滑油及重質(zhì)石油產(chǎn)品。同一油品用閉口閃點(diǎn)儀測的閃點(diǎn)比用開口閃點(diǎn)儀測的閃點(diǎn)低很多。二、閃燃點(diǎn)測定方法概述第113頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月二、閃燃點(diǎn)測定方法概述1、閉口杯法GB/T261石油產(chǎn)品閃點(diǎn)測定法(閉口杯法),適用與測定燃料油、潤滑油等油品的閉口閃點(diǎn)。用試樣在連續(xù)攪拌下加熱,按要求控制恒定的升溫速度,在規(guī)定的溫度間隔,同時(shí)中斷攪拌的情況下,將一小火焰引入杯內(nèi),試驗(yàn)火焰引起試樣上的蒸氣閃火是的最低溫度作為閃點(diǎn)。第114頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月2、開口杯法把試樣裝入內(nèi)坩鍋中到規(guī)定的刻線。首先迅速升高試樣的溫度,然后緩緩升溫,當(dāng)接近閃點(diǎn)時(shí),恒速升溫。在規(guī)定的溫度間隔,用一個(gè)小的點(diǎn)火器火焰按規(guī)定通過試樣表面,以點(diǎn)火器火焰使試樣表面上的蒸氣發(fā)生閃火的最低溫度,作為開口杯法閃點(diǎn)。第115頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月3、克利夫蘭開口杯法(1)適用范圍GB/T3536-2008規(guī)定了用克利夫蘭開口杯儀器測定石油產(chǎn)品閃點(diǎn)和燃點(diǎn)的方法。適用于除燃料油(燃料油通常按照GB/T261進(jìn)行測定)以外的、開口閃點(diǎn)高于79℃的石油產(chǎn)品。
第116頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月3、克利夫蘭開口杯法(2)試驗(yàn)原理將樣品倒入試驗(yàn)杯至規(guī)定的刻度線,先迅速升高試樣的溫度,當(dāng)接近閃點(diǎn)時(shí)再緩慢地以恒定的速度升溫。在規(guī)定的溫度間隔,用一個(gè)小的試驗(yàn)火焰掃過試驗(yàn)杯,使試驗(yàn)火焰引起試樣液面上部蒸氣閃火的最低溫度即為閃點(diǎn)。如需測定燃點(diǎn),應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn),直到試驗(yàn)火焰引起試樣液面的蒸氣著火并至少維持燃燒5s的最低溫度即為燃點(diǎn)。在環(huán)境大氣壓下測得的閃點(diǎn)和燃點(diǎn)用公式修正到標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的閃點(diǎn)和燃點(diǎn)。第117頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月三、影響油品閃點(diǎn)測定的因素
影響油品閃點(diǎn)測定的因素很多,如儀器的準(zhǔn)確度、操作方法、升溫速度、大氣壓和油樣的處理等都影響著油品閃點(diǎn)的高低。1.試樣含水量。油樣含水時(shí)必須事先進(jìn)行脫水,因?yàn)樗谟椭行纬膳菽?,加熱后水蒸氣逸出而影響閃火溫度。2、加熱速度的控制。加熱速度過快時(shí),單位時(shí)間內(nèi)給予試油熱量多,試油蒸發(fā)量大,油蒸氣與空氣組成的混合氣濃度容易達(dá)到爆炸范圍而提前閃火,導(dǎo)致結(jié)果偏低;加熱速度過于慢時(shí),則測定結(jié)果偏高,影響測得結(jié)果的準(zhǔn)確性。第118頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月三、影響油品閃點(diǎn)測定的因素3.點(diǎn)火的控制。與點(diǎn)火用的火焰大小、離液面高低及停留時(shí)間有關(guān)。點(diǎn)火火焰越大,離液面越低,停留時(shí)間越長,則閃點(diǎn)測定結(jié)果越低;反之越高。
4.試樣加入量。閉口杯的試油與蒸氣空間已作了規(guī)定,如加入量過多,蒸氣空間減少,升溫時(shí)油蒸氣與空氣混合物的濃度容易達(dá)到爆炸范圍,導(dǎo)致閃點(diǎn)偏低;如裝油量太少,結(jié)果偏高。第119頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月5.與加熱速度有關(guān),加熱速度快時(shí),單位時(shí)間給予樣品的熱量多,蒸發(fā)快,使空氣中油蒸氣濃度提前達(dá)到爆炸下限,則測定結(jié)果偏低;6.大氣壓。大氣壓的影響是個(gè)主要因素,氣壓低,油品揮發(fā)快,閃點(diǎn)低,在不同大氣壓下,同一油品的閃點(diǎn)相差較大,根據(jù)大量實(shí)踐證明,大氣壓與閃點(diǎn)的關(guān)系呈比例,因此,必須對(duì)測定結(jié)果進(jìn)行大氣壓修正。三、影響油品閃點(diǎn)測定的因素第120頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月7.與加熱器的類型有關(guān),一般來說用電爐空氣浴比用酒精燈和煤氣燈好,電爐空氣浴加熱使試驗(yàn)杯受熱均勻、用酒精燈和煤氣燈加熱升溫不易控制,油蒸氣擴(kuò)散快。8、與所用閃點(diǎn)測定器的類型有關(guān)。一般同一油品的開口閃點(diǎn)比閉口閃點(diǎn)高10~30℃。
三、影響油品閃點(diǎn)測定的因素第121頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)殘?zhí)恳弧y定殘?zhí)康囊饬x1.殘?zhí)?/p>
油品在規(guī)定的儀器中,使其蒸發(fā)、裂解和縮合所形成殘留物。殘?zhí)坑脷埩粑镎加推返馁|(zhì)量百分來表示。殘?zhí)渴窃u(píng)價(jià)油品在高溫條件下生成焦炭傾向的指標(biāo)。
第122頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)殘?zhí)繗執(zhí)恐饕捎椭械哪z質(zhì)、瀝青質(zhì)、多環(huán)芳烴的疊合物及灰分形成。不加添加劑的潤滑油,其殘?zhí)繛轺[片狀,且有光澤;若加人添加劑,其殘?zhí)砍输摶疑|(zhì)地較硬,難以從坩堝壁上脫落。因此,對(duì)含添加劑高的潤滑油只要求測定其基礎(chǔ)油的殘?zhí)浚豢刂瞥善酚偷臍執(zhí)恐?。?23頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月2、殘?zhí)苛颗c油品的化學(xué)組成和灰分含量有關(guān)
(1)與油品化學(xué)組成的關(guān)系
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)。殘?zhí)恐饕捎椭械哪z質(zhì)、瀝青質(zhì)、多環(huán)芳烴所形成的縮聚物及灰分形成。而烷烴只起分解反應(yīng),不參加聚合反應(yīng),所以不會(huì)形成殘?zhí)?。所以殘?zhí)苛颗c油的化學(xué)組成和灰分含量有關(guān)。油品中含氮、硫、氧化合物、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、多環(huán)芳烴多的、密度大的重質(zhì)油料,殘?zhí)恐蹈撸涣鸦敖够a(chǎn)品的殘?zhí)恐蹈哂谥别s產(chǎn)品。第124頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月2、殘?zhí)苛颗c油品的化學(xué)組成和灰分含量有關(guān)
(2)殘?zhí)颗c油品中灰分的多少有關(guān)
。灰分主要是油品中環(huán)烷酸鹽類等煅燒后所得的不燃物,它們與殘?zhí)炕煸谝黄穑墒箿y定結(jié)果偏高。一般含有添加劑的石油產(chǎn)品灰分較多,其殘?zhí)恐翟黾虞^大。第125頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月3、測定油品殘?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)
殘?zhí)吭酱?,油品中不穩(wěn)定的烴類和膠狀物質(zhì)就越多。例如,催化裂化生產(chǎn)中,殘?zhí)恐凳桥袛嘣蟽?yōu)劣的重要參數(shù)。若裂化原料油殘?zhí)枯^大,說明原料含膠狀物質(zhì)和瀝青質(zhì)較多,在裂化過程中易生成焦炭,使設(shè)備結(jié)焦,不僅破壞裝置的熱平衡,而且還降低催化劑的活性,影響裝置正常生產(chǎn)及操作。
第126頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(2)根據(jù)原料的殘?zhí)恐悼深A(yù)測焦炭的產(chǎn)量
測定焦化原料油的殘?zhí)?,能預(yù)測延遲焦化工藝過程的焦炭產(chǎn)量。殘?zhí)恐翟酱?,目的產(chǎn)物焦炭的產(chǎn)量就越高,對(duì)生產(chǎn)就越有利。
第127頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月(3)殘?zhí)恐悼梢耘袛酀櫥图安裼偷木粕疃?/p>
一般精制深的油品,殘?zhí)恐递^小。柴油以10%蒸余物的殘?zhí)孔鳛橹笜?biāo)。柴油的餾分越輕、精制得越好,其殘?zhí)恐稻驮叫?。由于柴油的餾分輕,直接測定殘?zhí)恐岛艿停`差較大,所以規(guī)定柴油的殘?zhí)渴菧y定其10%蒸余物的殘?zhí)浚磳?duì)車用柴油試樣按GB/T6536《石油產(chǎn)品蒸餾測定法》或GB/T255《石油產(chǎn)品餾程測定法》進(jìn)行不少于兩次的蒸餾,收集10%殘余物作為試樣,再做殘?zhí)繙y定。
第128頁,課件共143頁,創(chuàng)作于2023年2月測定柴油10%殘余物的殘?zhí)浚瑢?duì)于保證生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)柴油有重要意義。殘?zhí)恐荡蟮牟裼驮谑褂弥袝?huì)在汽缸內(nèi)形成積炭,導(dǎo)致散熱不良,機(jī)件磨損加劇,縮短發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命。對(duì)于潤滑油如果是用含膠狀物質(zhì)較多的重油制成的,就會(huì)有較高的殘?zhí)恐?。殘?zhí)恐悼砷g接反映潤滑油的精制程度。不含硝酸戊酯的柴油,其殘?zhí)恐荡篌w上與燃燒室的沉積物有對(duì)應(yīng)關(guān)系。測定粗柴油的殘?zhí)恐?,?duì)指導(dǎo)粗柴油造氣的生產(chǎn)是有用的。而原油殘?jiān)?、汽缸油料和重質(zhì)潤滑油料的殘?zhí)恐?,?duì)指導(dǎo)潤滑油生產(chǎn)也是有用的。第129頁,課件共143頁,創(chuàng)作于20
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