工业分析技术第十一章石油产品分析.ppt

1,学习指南 1.了解石油及其产品的组成、分类，石油产品分析的任务、分析标准，石油产品试样的采集方法及分析数据的处理；2.理解并掌握油品密度、黏度、闪点、燃点等基本理化性质的测定方法；3.了解通过馏程介绍石油产品的蒸发性能通过浊点、结晶点和凝点等评价低温流动性能；4.了解并掌握石油产品腐蚀性能的酸度(值)测定及油品中水分的测定。,第11章石油产品分析,2,11.1 概 述,11.1.1 基础知识11.1.2 石油产品分析及标准11.1.3 石油产品试样及采集,3,1.石油 石油是一种黏稠状的可燃性液体矿物油，颜色多为黑色、褐色或绿色，少数有黄色。地下开采出来的石油未经加工前叫原油。（1）石油的元素组成 主要由C、H两种元素组成，其中C含量约为83.087.0，H含量约为10.014.0；根据产地不同还含有少量的O、N、S和微量的C1、I、P、As、Si、Na、K、Ca、Mg、Fe、Ni、V等元素。它们均以化合物形式存在于石油中。,基础知识,4,1.石油（2）石油的化合物组成 烃类化合物 烃类化合物(即碳氢化合物)是石油的主要成分 烃的衍生物 烃的衍生物即非烃类有机物 无机物 除烃类及其衍生物外，石油中还含有少量无机物，主要是水及Na、Ca、Mg的氯化物，硫酸盐和碳酸盐以及少量泥污等。分别呈溶解、悬浮状态或以油包水型乳化液分散于石油中。,基础知识,5,2.石油产品 石油产品是以石油或石油某一部分做原料，经过物理的、物理化学的或化学的方法生产出来的各种商品的总称。我国石油产品分类的依据是GB/T498-87石油产品及润滑剂的总分类。按主要用途和特性将石油产品划分为六类，即燃料(F)、溶剂和化工原料(S)、润滑剂及有关产品(L)、蜡(W)、沥青(B)、焦(C)等。类别名称代号是按反映各类产品主要特征的英文名称的第一个前缀字母确定的,基础知识,6,1.石油产品 石油产品分类标准采用统一命名格式，产品整体名称以编码形式表示。其一般形式为类别 品种 数字类别-石油产品和有关产品的类别用一个字母表示，该字母和其他符号用半字线“-”相隔。品种-由一组英文字母所组成，其首字表示组别，后面所跟的字母单独存在时是否有含义，在有关组或品种的详细分类标准中都有明确规定。数字-位于产品名称最后，其含义规定在有关标准中。六大类石油产品中，各类产品还包含了不同的石油产品，按国家标准规定又分不同的组别，可参考GB/T7631-89、GB/T1262.1-90等标准。,基础知识,7,1.石油产品（1）燃料 燃料按馏分组成分为液化石油气、航空汽油、汽油、喷气燃料、煤油、柴油、重油、渣油和特种燃料九组。主要成分为烃类化合物及少量非烃类有机物和添加剂等。（2）润滑剂及有关产品 润滑剂是一类很重要的石油产品，润滑剂包括润滑油和润滑脂。我国润滑剂及有关产品(L)按应用场合划分为19类。,基础知识,8,1.石油产品（3）蜡 常温下大多为固体，按其来源可分为动物蜡、植物蜡和矿物蜡。石油蜡包括液蜡、石油脂、石蜡和微晶蜡，它们是具有广泛用途的一类石油产品。液蜡一般是指C9C16的正构烷烃，它在室温下呈液态。石油脂又称凡士林，通常是以残渣润滑油料脱蜡所得的蜡膏为原料，按照不同稠度的要求掺人不同量的润滑油，并经过精制后制成的一系列产品。石蜡又称晶形蜡，它是从减压馏分中经精制、脱蜡和脱油而得到的固态烃类，其烃类分子的碳原子数为1836，平均相对分子质量为300500。微晶蜡是从石油减压渣油中脱出的蜡，经脱油和精制而得，它的碳原子数为3660，平均相对分子质量为500800。,基础知识,9,1.石油产品（4）沥青 石油沥青是以减压渣油为主要原料制成的一类石油产品，它是黑色固态或半固态黏稠状物质。石油沥青主要用于道路铺设和建筑工程上，也广泛用于水利工程、管道防腐、电器绝缘和油漆涂料等方面。（5）石油焦 石油焦为黑色或暗灰色的固体石油产品，它是带有金属光泽、呈多孔性的无定形碳素材料。石油焦一般含碳9097，含氢1.58，其余为少量的硫、氮、氧和金属。石油焦一般是减压渣油经延迟焦化而制得，广泛用于冶金、化工等部门，作为制造石墨电极或生产化工产品的原料。（6）溶剂和石油化工原料 溶剂和石油化工原料一般是石油中低沸点馏分，即直馏馏分、铂重整抽余油及其他加工制得的产品，一般不含添加剂，主要用途是作为溶剂或化工原料生产化工产品。,基础知识,10,石油产品分析(简称为油品分析)是指用统一规定或公认的试验方法，分析检验石油产品理化性质和使用性能的试验过程。石油产品分析课是建立在化学分析、仪器分析和石油炼制工程的基础上，以石油炼制中的原油分析、原材料分析、生产中控制分析和产品检验为主要内容的一门课程。石油产品分析大多是条件性的试验或分析方法，因此制定一个适用于公众的、大家一致同意的、以科学技术和经验的综合成果为基础的技术规范或文件，作为共同遵守的准则和依据，才能够统一油品分析的试验和方法，才有可比性，才能够被公众所公认，有法律的约束力。,石油产品分析及标准,11,1.石油产品分析的目的和任务（1）石油产品分析的目的 石油产品分析的目的是通过一系列的分析实验，为石油从原油到石油产品的生产过程和产品质量进行有效控制和检验。石油产品分析是石油产品生产加工的“眼睛”，对评定产品质量、控制石油炼制过程和进行，以及为检查工艺条件、控制产品质量和使用性能、直至为确定合理的原油加工方案等提供有效的科学依据。,石油产品分析及标准,12,1.石油产品分析的目的和任务（2）石油产品分析的任务 为制定加工方案提供基础数据 对原油和原材料进行分析检验，为制定生产方案提供可靠的数据。为控制工艺条件提供数据 对生产过程进行控制分析，系统地检验中间产品的质量，从而对各生产工序及操作进行及时调整，以保证产品质量和安全生产。检测石油产品质量 对石油产品进行质量检验，确保进入商品市场的石油产品的质量。对油品使用性能进行评定 对超期贮存和失去标签或发生混串油品的使用性能进行评定。对石油产品质量进行仲裁 当生产和使用部门对石油产品质量发生争议时，作出仲裁，以保证供需双方的合法利益。,石油产品分析及标准,13,2.石油产品分析的标准 石油产品分析标准包括两个方面，其一是石油产品的质量标准，其二是石油产品分析的方法标准。石油产品质量标准是以石油及其产品的技术要求和使用要求为主的主要指标制定的标准，包括产品分类、分组、命名、代号、品种(牌号)、规格、技术要求、检验方法、检验规则、产品包装、产品识别、运输、贮存、交货和验收等内容。石油产品分析的方法标准是在条件性试验的前提下选定的测试方法标准，包括适用范围、方法概要、使用仪器、材料，试剂、测定条件、试验步骤、结果计算、精密度等技术规定。,石油产品分析及标准,14,1.石油产品试样 石油产品试样是指向给定试验方法提供所需要产品的代表性部分。石油产品试样分为以下几种。(1)液体石油产品试样 原油、汽油、柴油、煤油、润滑油等。(2)膏状石油产品试样 润滑脂、凡士林等。(3)固体石油产品试样 可熔性石油产品 有蜡、沥青等。不熔性石油产品 有石油焦、硫磺块等。粉末状石油产品 有焦粉、硫磺粉等。(4)气体石油产品试样 液化石油气、天然气等。,石油产品试样及采集,15,2.石油产品试样的采集 采样是指按规定方法，从一定数量的整批物料中采集少量具有代表性试样的一种行为、过程或技术。（1）常用术语 用以测定平均性质的试样 上部样 在石油或液体石油产品的顶液面下其深度的1/6处所采取的试样。中部样 在石油或液体石油产品的顶液面下其深度的1/2处所采取的试样。下部样 在石油或液体石油产品的顶液面下其深度的5/6处所采取的试样。代表性试样 从油罐或其他容器中，或者是通过管线交付的一批石油或液体石油产品中所采取的试样。,石油产品试样及采集,16,2.石油产品试样的采集（1）常用术语 用以测定平均性质的试样 组合样 按等比例合并若干个点样，所获得的代表整个油品的试样。组合样常见的类型是由按下述的任何一种情况合并试样而得到的。按等比例合并上部样、中部样和下部样；按等比例合并上部样、中部样和出口液面样；对于非均匀油品，在多于3个液面上采取的一系列点样，按其所代表的油品数量的比例掺和而成；从几个油罐或油船的几个油舱中采取的单个试样，以每个试样所代表的总数量成比例地掺和而成；在规定的时间间隔从管道内流动的油品中采取的一系列相等体积的点样。间歇样 由在泵送操作的整个期间内所取得的一系列试样合并而成的管线样。,石油产品试样及采集,17,2.石油产品试样的采集（1）常用术语 用以测定某一点性质的试样 点样 从油罐中规定位置采取的试样，或者在泵送期间按规定的时间从管线中采取的试样，它只代表石油或液体石油产品本身的这段时间或局部的性质。顶部样 在石油或液体石油产品的顶液面下150mm处所采取的点样。底部样 从油罐底部或者从管线中的最低点处的石油或液体石油产品中采取的点样。排放样 从排放活栓或排放阀门采取的试样。出口液面样 从油罐内抽出石油或液体石油产品的最低液面处取得的点样。罐侧样 从适当的罐侧取样处采取的点样。表面样 从罐内顶液面处采取的点样。,石油产品试样及采集,18,2.石油产品试样的采集（1）常用术语 试样容器 用于贮存和运送试样的容器。试样收集器 通常是一个连接到取样连接管或管线取样器的容器，用于收集试样。卸开时，可以作为一个试样容器使用。取样装置 可携带的或固定的用于采取试样的设备。,石油产品试样及采集,19,2.石油产品试样的采集（1）常用术语 等流样 在石油或液体石油产品通过取样口的线速度与管线中的线速度相等，并与管线中整个流体流向取样器的方向一致时，从管线取样器采取的试样。流量比例样 输送石油或液体石油产品期间，在其通过取样器的流速与管线中的流速成比例下的任一瞬间从管线中采取的试样。时间比例样 输送石油或液体石油产品期间，定期从管线中采取的多个相等点样合并而成的试样。,石油产品试样及采集,20,2.石油产品试样的采集（2）采样工具 液态石油产品采样工具 按油品容器、取样点及所取样品性质的不同，采样工具分为以下几类。液体取样器及带测深锤的金属卷尺。适用于在油罐、油槽车、油船中采取组合试样或点试样。其中取样器是一个底部加重(一般是灌铅)并设有开启器盖的金属容器，或是一个安装在加重金属框内的玻璃瓶，瓶口用系有绳索的瓶塞塞紧。,石油产品试样及采集,21,2.石油产品试样的采集（2）采样工具 液态石油产品采样工具 底部取样器。是一种能够采取距油罐底部35cm处试样的取样器。沉淀物取样器。是用以采取液态石油产品中残渣或沉淀物的取样器。这种取样器是一个带有抓取装置的坚固的黄铜盒，其底是两个由弹簧关闭的夹片组，取样器机构由吊缆放松。,石油产品试样及采集,22,2.石油产品试样的采集（2）采样工具 液态石油产品采样工具 直径为1015 mm的长玻璃、金属或塑料制成的管子。适用于小容器(如桶、听、瓶子或公路罐车)中液体石油产品的采样。5001000mL的小口试剂瓶。适用于装有旁通阀门管线中石油或液体石油产品的采样。管道取样装置。适用于输油管线中输送的石油或液体石油产品的采样。,石油产品试样及采集,23,2.石油产品试样的采集（2）采样工具 固体及半固体石油产品 螺旋形钻孔器或活塞式穿孔器。适用于膏状或粉状石油产品的采样。不锈钢或镀铬刀子。适用于可熔性固体石油产品的采样。铲子。适用于不能熔化的石油产品，如石油焦等的采样。,石油产品试样及采集,24,2.石油产品试样的采集（2）采样工具 气体石油产品 橡皮球胆。适用于处于正压状态、无腐蚀性气体的采样。带有抽气装置的大容量集气瓶。适用于处于常压或负压下气体的采样。连接流量计和抽气装置并盛有吸收液的吸收瓶。适用于可被吸收液吸收的气体，如硫化氢、氨气等的采样。,石油产品试样及采集,25,2.石油产品试样的采集（3）采样方法 油罐采样 立式油罐采样：最常用的是组合样，当采取单个立式油罐用于检验油品质量的组合样时，按等比例合并上部样(顶液面下其深度的l/6液面处所取得的样品)、中部样(顶液面下其深度的1/2液面处所取得的样品)和出口液面样(输出液体的最低液面取得的样品)。采取单个油罐用于计算油品数量的组合样时，按等比例合并上部样、中部样和下部样(顶液面下其深度的5/6液面处所取得的样品)。,石油产品试样及采集,26,2.石油产品试样的采集（3）采样方法 油罐采样 罐侧采样：取样阀应装到油罐的侧壁上，与其连接的取样管至少伸进罐内150 mm。下部取样管应安装在出口管的底液面上。如果罐内油品液面低于上部取样管时，油罐取样如下：如果油液面靠近上部取样管时，从中部取样管采取2/3样品，从下部取样管采取1/3样品；如果油品液面靠近中部取样管时，从中部取样管采取1/2样品，从下部取样管采取1/2样品；如果油品液面低于中部取样管时，从下部取样管采取全部样品。,石油产品试样及采集,27,2.石油产品试样的采集（3）采样方法 油罐采样 卧式油罐采样：在油罐容积不大于60 m3或油罐容积大于60 m3而油品深度不超过2 m时，可在油品深度的1/2处采取一份试样，作为代表性试样。如果油罐容积大于60 m3且油品深度超过2 m时，应在油品体积的1/6、1/2和5/6液面处各采取一份试样，要混合后作为代表性试样。,石油产品试样及采集,28,2.石油产品试样的采集（3）采样方法 油罐采样 底部采样：降落底部取样器，将其直立地停在油罐底上。提出取样器之后，如果需要将其内含物转移至进样品容器时，要注意正确地转移全部样品，其中包括会黏附到取样器内壁上的水和固体等。,石油产品试样及采集,29,2.石油产品试样的采集（3）采样方法 油罐车采样 在油罐车内进行采样时，应把取样器降到罐内油品深度的1/2处。以急速动作拉动绳子，打开取样器的塞子，待取样器内充满油后，提出取样器。对于整列装有相同石油或液体石油产品的油罐车应按表所示的取样车数进行随机取样，但必须包括首车。,石油产品试样及采集,30,2.石油产品试样的采集（3）采样方法 桶或听采样 取样前，将桶口或听口向上放置。如果需要测定水或其他不溶污染物时，让桶或听保持此位置足够长的时间，以使污染物沉淀下来。打开盖子，把盖子湿侧朝上并放在塞孔旁边。如果使用的取样管是玻璃、金属或塑料制成的，则可用拇指按住清洁干燥的取样管的上端口，把管子插进油品中约300mm深，移去拇指，让油品移动，使油品能接触取样时被浸入的管子内表面部分，用这样的方法来冲洗管子，取样操作期间，要避免抚摸管子已浸入油品的部分，放掉并排净管内的冲洗油品。将按上述方法准备好的取样管上端口放开，插入油品中。插入的速度应使管内液面同管外液面大致相同，这样可取得油品全深度的试样。用拇指按住上端口，迅速提出管子，把油品转入试样容器中，此为组合试样。,石油产品试样及采集,31,2.石油产品试样的采集（3）采样方法 油船采样 在油船上采样时，每舱都要取上部样、中部样和下部样三个试样，并以相等的体积掺和成该舱的组合样。对于装载相同油品的油船，应按表所示的舱数进行随机取样。,石油产品试样及采集,32,2.石油产品试样的采集（3）采样方法 管线采样 管线样分为流量比例样和时间比例样两种。推荐使用流量比例样，因为它和管线内的流量成比例。取样前，应放出一些要取样的油晶，把全部取样设备冲洗干净，然后把试样收集在试样容器内。采取高倾点试样时，要注意线路保温，防止油品凝固。采取挥发性试样时，要防止轻组分损失。对于输油管线中输送的石油或液体石油产品，应按表规定从取样口采取流量比例样，而且要把所采取的样品以相等的体积掺和成一份组合样。对于时间比例样，可按照表规定从取样口采取样品，要注意把所采取的样品以相等的体积掺和成一份组合样。,石油产品试样及采集,33,3.采样注意事项（1）采取液体石油产品 采样器材质 不能与试样发生反应；采取低闪点的试样时，不允许使用铁制采样器。同时，采样器应分类使用和存放。高温及挥发性试样 采取高温试样时，应做好防烫伤的准备工作；采取挥发性试样时，应站在上风口，避免中毒。易燃易爆试样 采取具有可燃烃蒸气或低闪点的试样时，应做好防静电准备工作。防止带水 如罐底有水垫，需了解水层高度，以避免采底部样时带水。试样高度 所采试样不宜装满容器，应留出至少10的无油空间。如果要从试样容器中倒出一些油品以得到的10%无油空间时，尤其是在有游离水或乳化层存在时，应特别注意。,石油产品试样及采集,34,3.采样注意事项（2）采取固体石油产品 采样用具 采样用具、样品瓶等必须清洁干净，应用被取的产品冲洗至少一次，以避免沾污试样。试样的代表性 取样必须注意其代表性，并按规定采够数量，采取的试样需混匀后，才能进行分析试样的制备工作。试样容器应贴上标签 标签记号应是永久的，并应在一个专用的记录本上作取样的详细记录。,石油产品试样及采集,35,3.采样注意事项（3）采取气体石油产品 防止泄漏 应仔细检查，防止容器或管线内气体外泄。防爆 防止产生火花引燃致爆，灯和手电筒应是防爆型的。防止中毒或窒息 在敞口容器或塔体内采样应防止中毒或窒息，应二人结伴进行。,石油产品试样及采集,36,11.2 石油产品分析,11.2.1 馏程的测定11.2.2 密度的测定11.2.3 黏度的测定11.2.4 闪点、燃点的测定11.2.5 浊点、结晶点和凝点的测定11.2.6 酸度、酸值的测定11.2.7 石油产品中水分的测定,37,1.基本概念（1）馏程 是指油品在规定的条件下蒸馏，从初馏点到终馏点这一温度范围。（2）馏分 是指在某一温度范围蒸出的馏出物。如汽油馏分、煤油馏分、柴油馏分及润滑油馏分等。温度范围窄的称为窄馏分，温度范围宽的称为宽馏分。（3）初馏点 是指油品在规定的条件下(100mL试样)进行馏程的测定中，当冷凝管流出第一滴冷凝液时的气相温度，以表示。（4）终馏点 是指油品在规定的条件下进行馏程的测定中，蒸馏过程中的最高气相温度，以表示。,11.2.1 馏程的测定,38,1.基本概念（5）干点 蒸馏烧瓶底部最后一滴液体汽化的瞬间所测得的气相温度，以表示。（6）馏出温度 油品在规定的条件下进行馏程的测定中，量筒内回收的冷凝液达到某一规定体积(mL)时所同时观察的温度，以表示。（7）50馏出温度 是指油品在规定的条件下进行馏程的测定中，当馏出物体积为装入试样的50时，蒸馏瓶内的气相温度，以表示。（8）回收百分数 是指油品在规定的条件下进行馏程的测定中，观察到的最大回收体积所占加入试样的百分数。,11.2.1 馏程的测定,39,1.基本概念（9）总回收百分数 指油品在规定的条件下进行馏程的测定中，所得烧瓶里残留物百分数和回收百分数之和。（10）残留物百分数 指油品在规定的条件下进行馏程的测定中，用总回收百分数减回收百分数之差，或者直接测定残留物体积(mL)所占加入试样的百分数。,11.2.1 馏程的测定,40,1.基本概念（11）损失百分数 油品在规定的条件下进行馏程的测定中，指的是用100减总回收百分数之差。油品的馏分范围因所用蒸馏设备的不同，其测定的结果也有差异。在石油产品质量控制、工艺计算及原油的初步评价中，普遍使用简单的恩氏蒸馏设备测定油品馏程。,11.2.1 馏程的测定,41,2.测定馏程的意义(1)馏程是判断石油馏分组成、可作为建厂设计的基础数据 在决定一种原油的加工时，首先应了解原油中所含轻、重馏分的相对含量，还要对馏分性质进行详细的分析，来判断原油适宜的加工方案。(2)馏程是装置生产操作控制的依据 生产操作条件的调控是以馏程数据为基础的，例如，根据汽油馏程可以确定塔顶的操作温度。如果汽油干点高于指标，说明塔顶温度高或塔内压力低，塔顶回流量大或原油带水多，吹汽量大。一般可调控操作条件等措施控制产品干点合格。,11.2.1 馏程的测定,42,2.测定馏程的意义(3)根据馏程可以评定汽油发动机燃料的蒸发性，判断其使用性能。(4)评定车用柴油的蒸发性 车用柴油的馏程是保证其在发动机燃烧室内迅速蒸发和燃烧的重要指标。,11.2.1 馏程的测定,43,3.馏程测定方法概述(1)恩氏蒸馏 测定汽油、喷气燃料、溶剂油、煤油和车用柴油等轻质石油产品的馏分组成可按照GB/T 255-77(88)石油产品馏程测定法(恩氏蒸馏)和GB/T 6536-97石油产品蒸馏测定法标准方法进行，该两种标准试验方法适用于测定发动机燃料、溶剂油和轻质石油产品的馏分组成。,11.2.1 馏程的测定,44,3.馏程测定方法概述(1)恩氏蒸馏 恩氏蒸馏测定原理：将100mL试样在规定的试验条件下，按产品性质不同，控制不同的蒸馏操作升温速度。因此标准中规定：蒸馏汽油时，从开始加热到初馏点的时间为510min；航空汽油，78min；喷气燃料、煤油、车用柴油，1015min；重质燃料油或其他重质油料，1020min。馏出速度应保持在45mL/min(每l0s约2025滴)。当总馏出量达90mL时，需调整加热速度，使35min内达到干点，否则会影响干点测定的准确性。,11.2.1 馏程的测定,45,3馏程测定方法概述(1)恩氏蒸馏 蒸馏过程中，气相温度逐渐升高，当馏出物体积分数为装入试样的10、50、90时，蒸馏瓶内的气相温度分别称之为10、50、90馏出温度。生产实际中常将整套数据称为馏程，它是轻质燃料油的质量指标。石油产品馏程测定是间歇式的简单蒸馏，这种蒸馏没有精馏作用，馏分组成数据仅粗略地判断油品的轻重及使用性质。,11.2.1 馏程的测定,46,3馏程测定方法概述(2)问题与讨论 试样及馏出物量取温度的一致性 液体石油产品的体积受温度的影响比较明显，通常要求在203下进行。冷凝温度的控制 加热速度和馏出速度的控制 蒸馏损失量的控制 石棉垫的选择 试样的脱水,11.2.1 馏程的测定,47,1.密度和相对密度(1)密度 单位体积物质的质量称为密度，符号，单位g/mL或kg/m3。油品的密度与温度有关，通常用表示温度t时油品的密度。我国规定20时，石油及液体石油产品的密度为标准密度。由下式换算。,11.2.2 密度的测定,48,1.密度和相对密度(2)相对密度 物质的相对密度是指物质在给定温度下的密度与规定温度下标准物质的密度之比。液体石油产品以纯水为标准物质，我国及东欧各国习惯用20C时油品的密度与4C时纯水的密度之比表示油品的相对密度，其符号用表示，无量纲。由于水在4C时的密度等于1 g/mL，因此液体石油产品的相对密度与密度在数值上相等。欧美各国常以15.6C作为油品和纯水的规定温度.,11.2.2 密度的测定,49,2.测定密度的意义(1)计算油品性质 对容器中的油品，测出容积和密度，就可以计算其质量。利用喷气燃料的密度和质量热值，可以计算其体积热值。(2)判断油品的质量 由于油品的密度与化学组成密切相关，因此根据相对密度可初步确定油品品种。(3)影响燃料的使用性能 喷气燃料的能量特性用质量热值(MJ/kg)和体积热值(MJ/m3)表示。燃料的密度越小，其质量热值越高。,11.2.2 密度的测定,50,3.油品密度测定方法概述(1)密度计法 用密度计法测定液体石油产品密度是按GB/T1884-2000原油和液体石油产品密度实验室测定法(密度计法)标准试验方法进行的，该方法等效采用国际标准ISO3675-98。其理论依据是阿基米德原理。测定时将密度计垂直放人液体中，当密度计排开液体的质量等于其本身的质量时，处于平衡状态。在密度计干管上，是以纯水在4时的密度为1g/mL作为标准刻制标度的，因此在其他温度下的测量值仅是密度计读数，并不是该温度下的密度，故称为视密度。测定后，要用GB/T1885-98石油计量表把修正后的密度计读数(视密度)换算成标准密度。,11.2.2 密度的测定,51,根据GB/T1884-2000的规定，密度计应符合SH/T0316-98石油密度计技术条件。按国际通行的方法，测定透明液体，读取液体下弯月面与密度计干管相切的刻度作为检定标准。对不透明试样，要读取液体上弯月面与密度计干管相切的刻度。再按表进行修正。密度计法简便、迅速，但准确度受最小分度值及测试人员的视力限制，不可能太高。,11.2.2 密度的测定,52,3.油品密度测定方法概述(2)密度或相对密度测定法 密度或相对密度测定法测定石油和石油产品密度是按GB/T1337-92原油和液体或固体石油产品密度或相对密度测定法(毛细管塞比重瓶和带刻度双毛细管比重瓶法)标准试验方法进行的，该标准参照并采用了国际标准ISO3838-83。,11.2.2 密度的测定,53,3.油品密度测定方法概述(2)密度或相对密度测定法 各种密度瓶在使用时首先要测定其水值。在恒定20的条件下，分别对装满纯水前后的密度瓶准确称量，注意瓶体保持清洁、干燥，则后者与前者的质量之差称为密度瓶的水值。至少测定五次，取其平均值作为密度瓶的水值。液体试样一般选择25mL和50mL。的密度瓶，在恒定温度下注满试样，称其质量。当测定温度为20时，密度及相对密度按下式计算。,11.2.2 密度的测定,54,3.油品密度测定方法概述(2)密度或相对密度测定法 固体或半固体试样，应选用广口型密度瓶，装入半瓶剪碎或熔化的试样，于干燥器中，冷至20时称其质量，往瓶中注满纯水后，称量，按下式计算。,11.2.2 密度的测定,55,(3)问题与讨论 密度计法测定密度 在接近或等于标准温度20时最准确，在整个试验期间，若环境温度变化大于2，要使用恒温浴，保证试验温度相差不超过0.5。测定温度前，必须搅拌试样，保证试样混合均匀，记录要准确到0.1。放开密度计时应轻轻转动一下，要有充分时间静止，让气泡升到表面，并用滤纸除去。根据试样和选用密度计，要规范读数操作。,11.2.2 密度的测定,56,(3)问题与讨论 密度或相对密度测定法测定密度 要按规定方法对盛有试样的密度瓶水浴恒温20min，排出气泡盖好塞子，擦干外壁后再进行称量，以保证体积稳定。所有称量过程，环境温差不应超过5。测水值及固体和半固体试样时，要注入无空气水，新煮沸并冷却至18左右的纯水。密度瓶水值至少两年测定一次。对含水和机械杂质的试样，应除去水和机械杂质后再行测定，固体和半固体试样需剪碎或熔化处理。,11.2.2 密度的测定,57,1.黏度的表示方法 黏度是流体的理化性质之一，它反映了液体内部分子间的摩擦力，是衡量物质黏性大小的物理量。黏度是润滑油的主要质量指标之一，黏度值随温度的升高而降低。(1)动力黏度 又称为绝对黏度，简称黏度。它是当两个面积为lm2，垂直距离为1m的相邻流体层，以1m/s的速度作相对运动时所产生的内摩擦力。用符号表示，单位为Pa/s。,11.2.3 黏度的测定,58,1.黏度的表示方法(2)运动黏度 某流体的动力黏度与该流体在同一温度和压力下的密度之比，称为该流体的运动黏度。用符号t表示，单位为m2/s。按下式计算：,11.2.3 黏度的测定,59,1.黏度的表示方法(3)恩氏黏度 试样在规定温度下，从恩氏黏度计中流出200mL所需要的时间与该黏度计的水值之比称为恩氏黏度。用符号0E表示，单位为条件度。其中水值是指20时从同一黏度计流出200mL蒸馏水所需的时间。欧美各国还常用赛氏黏度和雷氏黏度等条件性黏度，它们都是用特定仪器在规定条件下测定的，也是计算一定体积的油品在温度t时通过规定尺寸管子所需要的时间，直接用时间(s)来表示黏度的大小，而不用比值。,11.2.3 黏度的测定,60,2.测定黏度的意义(1)划分润滑油牌号 汽油机油、柴油机油按GB/T14906-94内燃机油黏度分类划分牌号，工业齿轮油按50运动黏度划分牌号，而普通液压油、机械油、压缩机油、冷冻机油和真空泵油均按40运动黏度划分牌号。(2)黏度是润滑油的主要质量指标 黏度对发动机的启动性能、磨损程度、功率损失和工作效率等都有直接的影响。(3)黏度是润滑油、燃料油在贮存和运输及使用中的主要指标 是工艺计算的重要参数，指导工业生产保证成品润滑油的黏度符合要求。,11.2.3 黏度的测定,61,3.油品黏度测定方法概述(1)运动黏度 液体石油产品运动黏度的测定按GB/T265-88石油产品运动黏度测定法和动力黏度计算法标准试验方法进行，主要仪器是玻璃毛细管黏度计。对于指定的毛细管黏度计，其半径、长度和液柱高度都是定值，即r、L、v、h、g均为常数。运动黏度按下式计算：,11.2.3 黏度的测定,62,3.油品黏度测定方法概述(1)运动黏度 上式表明液体的运动黏度与流过毛细管的时间成正比。只要知道了毛细管黏度计常数，与流动时间的乘积即为该温度下试样的运动黏度。由于油品的黏度与温度有关，上式可改写为下式,11.2.3 黏度的测定,63,3.油品黏度测定方法概述(1)运动黏度 在SH/T0173-92玻璃毛细管黏度计技术条件中规定，应用于石油产品黏度检测的毛细管黏度计分为四种型号。测定时，应根据试样黏度和试验温度选择合适的黏度计，务必满足试样流动时间不少于200s，内径为0.4mm的黏度计流动时间不少于350s。不同的毛细管黏度计，其常数C值不尽相同，其测定方法如下：用已知黏度的标准液体，在规定条件下测定其通过毛细管黏度计的时间，计算出C，实测时，应注意选用的标准液体的黏度应与试样接近，以减少误差。不同规格的黏度计出厂时，都给出C的标定值。,11.2.3 黏度的测定,64,3.油品黏度测定方法概述(2)恩氏黏度 石油产品恩氏黏度的测定按GB/T266-88石油产品恩氏黏度测定法标准试验方法进行。恩氏黏度是试样在某温度t时，从恩氏黏度计流出200mL所需的时间与蒸馏水在20时流出相同体积所需时间(即黏度计的水值)之比。测定时，试样呈线状流出，温度t时的恩氏黏度用下式计算。,11.2.3 黏度的测定,65,3.油品黏度测定方法概述(3)问题与讨论 影响运动黏度测定的因素 温度的控制：油品黏度随温度变化很明显，温度必须严格保持在所要求温度的0.1以内。试验时恒温浴缸，要求其高度不小于180mm，容积不小于2L设有自动搅拌和准确调温的电热装置。严格控制流动时间的控制：试样通过毛细管黏度计时的流动时间要控制在不少于200s，内径为0.4 mm的黏度计流动时间不少于350s。黏度计位置：黏度计必须调整成垂直状态，黏度计倾斜时，都会引起测定偏差。气泡的产生：吸人黏度计的试样不允许有气泡，气泡不但会影响装油体积，而且进入毛细管后还能形成气塞，增大流体流动阻力，使流动时间增长，测定结果偏高。试样的预处理：试样必须脱水、除去机械杂质。水、杂质的存在，使测定结果产生偏差。,11.2.3 黏度的测定,66,3.油品黏度测定方法概述 影响恩氏黏度测定的因素 仪器的保养：流出管及内容器的内表面已磨光和镀金，使用时注意减少磨损，不准擦拭，不要弄脏。更换流出管时，要重新测定水值。符合标准的黏度计，其水值应等于51ls，按要求每4个月至少要校正1次。水值不符合规定，不允许使用。流出时间的测量要准确：提木塞和开动秒表要同时进行，木塞提起的位置应保持与测定水值相同(也不允许拔出)。当接受瓶中的试样恰好到200mL的标线时，立即停止计时，否则将引起测定误差。黏度计水平状态：测定前，黏度计应调试成水平状态，内容器中的3个尖钉刚好同时露出液面为止。试样的预处理：机械杂质易黏附于流出管内壁，增大流动阻力，使测定结果偏高。为此测定前要用规定的金属滤网过滤试样，若试样含水，应加入干燥剂后，再过滤。,11.2.3 黏度的测定,67,1.基本概念(1)闪点 使用专门仪器在规定的条件下，将可燃性液体(如石油产品及烃类)加热。其蒸气与空气形成的混合气与火焰接触，发生瞬间闪火的最低温度，称为闪点。闪点是评价石油产品蒸发倾向和安全性的指标。闪火是微小爆炸，但并不是任何可燃气体与空气形成的混合气都能闪火爆炸，只有混合气中可燃性气体的体积分数达到一定数值时，遇火才能爆炸，过高或过低则空气或燃气不足，都不会发生爆炸。,11.2.4 闪点、燃点的测定,68,1.基本概念(2)爆炸界限 可燃性气体与空气混合时，遇火发生爆炸的体积分数范围，称为爆炸界限。在爆炸界限内，可燃气在混合气中的最低体积分数称为爆炸下限；最高体积分数称为爆炸上限。(3)燃点 在测定油品开口杯闪点后继续提高温度，在规定条件下可燃混合气能被外部火焰点引燃，并连续燃烧不少于5 s时的最低温度，称为燃点，通常称为开口杯法燃点。,11.2.4 闪点、燃点的测定,69,2.测定闪点、燃点的意义(1)判断油品馏分组成的轻重，指导生产操作条件的调控。(2)鉴定油品发生火灾的危险性 油品的危险等级就是根据闪点来划分的，闪点在45以下的油品称为易燃品，闪点在45以上的油品称为可燃品。(3)评定润滑油质量 在润滑油的使用中，图11-10 JSR2902石油产品闭口闪点测定器 如果发现油品的闪点显著降低，说明润滑油受到稀释及变质，需要进行处理。,11.2.4 闪点、燃点的测定,70,3.闪点、燃点测定方法概述(1)闭口杯法 GB/T261-83(91)是参照采用ISO2719-88标准试验方法制定的，适用于测定燃料油、润滑油等油品的闭口杯闪点。测定操作时，将试样装入油杯至环状刻线处，在连续搅拌下加热，按要求控制恒定的升温速度，在规定温度间隔内用一小火焰进行点火试验，点火时必须中断搅拌，当试样表面上蒸气闪火时的最低温度即为闭门杯法闪点。,11.2.4 闪点、燃点的测定,71,3.闪点、燃点测定方法概述(2)开口杯法 按GB/T267-88的规定，将试样装入内坩埚至规定的刻线处，迅速升高试样温度，然后缓慢升温，当接近闪点时，恒速升温。在规定的温度间隔，将点火 器火焰按规定的方法通过试样表面，则试样蒸气发生闪火的最低温度，即为开口杯法闪点。继续进行试验，当点燃后，至少连续燃烧不少于5s时的最低温度，即为试样的燃点。,11.2.4 闪点、燃点的测定,72,3.闪点、燃点测定方法概述(3)克利夫兰开口杯法 GB/T3536-83(91)克利夫兰开口杯法等效采用了ISO2592-73标准试验方法，其测定方法与GB/T257-88石油产品闪点和燃点测定法(开口杯法)大体相同，只是试验设备和试杯的尺寸有所不同。克利夫兰开口杯法不适于测定燃料油和开口闪点低于79的石油产品。,11.2.4 闪点、燃点的测定,73,3.闪点、燃点测定方法概述(3)克利夫兰开口杯法 闪点的测定之所以要分为闭口杯法和开口杯法，主要决定于石油产品的性质和使用条件。闭口杯法多用于轻质油品如溶剂油、煤油等，由于测定条件与轻质油品实际贮存和使用条件相似，可以作为防火安全控制指标的依据。对于多数润滑油及重质油，采用开口杯法测定闪点。在某些润滑油的规格中，规定了开口杯闪点和闭口杯闪点两种质量指标，其目的是用两者之差去检查润滑油馏分的宽窄程度以及有无掺入轻质油品成分。,11.2.4 闪点、燃点的测定,74,3.闪点、燃点测定方法概述(4)问题与讨论 试样含水量 试样含水时必须进行脱水，闭口杯闪点测定法规定试样含水不大于0.05，开口杯闪点测定法规定试样含水不大于0.1。加热速度 加热速度过快，提前闪火；加热速度过慢，点火次数增多，消耗了部分油气，使到达爆炸下限的温度升高。,11.2.5 浊点、结晶点和凝点的测定,75,3.闪点、燃点测定方法概述(4)问题与讨论 点火的控制 点火用的火焰大小、与试样液面的距离及停留时间都应按国家标准规定执行。若球形火焰直径偏大，与液面距离较近，停留时间过长都会使测定结果偏高。试样的装入量 按要求杯中试样要装至环形刻线处，装入量过多或过少都会改变液面以上的空间高度，测定结果不准确。大气压力 油品的闪点与外界压力有关。标准中规定以101.3 kPa为闪点测定的基准压力。若有偏离，需作压力修正。,11.2.5 浊点、结晶点和凝点的测定,76,1.基本概念(1)浊点 试样在规定的条件下冷却，开始呈现雾状或浑浊时的最高温度，称为浊点，以表示。此时油品中出现了许多肉眼看不见的微小晶粒，因此不再呈现透明状态。(2)结晶点 试样在规定的条件下冷却，出现肉眼可见结晶时的最高温度，称为结晶点，以表示。在结晶点时，油品仍处于可流动的液体状态。,11.2.5 浊点、结晶点和凝点的测定,77,1.基本概念(3)凝点 油品的凝点(又称凝固