第3章-油品基本理化性质的分析---2013年最新石油产品分析课件.ppt

第三章油品基本理化性质的分析,第一节密度第二节黏度第三节闪点、燃点和自燃点第四节残炭,密度,换算公式：,定义：单位体积物质的质量称为密度。,符号：,单位:g/mL,标准密度：我国规定20时，石油及液体石油产品的密度为标准密度。在温差为205范围内油品密度随温度的变化近似看做直线。,油品在温度t时的密度。,油品密度的平均温度系数。,相对密度,换算公式：,定义：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作为标准物质。,符号：,欧美各国相对密度表示：,API32轻质原油API=2032中质原油API=1020重质原油,API：,油品密度与组成的关系,碳原子数相同：芳烃环烷烃烷烃同种烃类：密度随沸点升高而增大。沸点范围相同：含芳烃越多，其密度越大；含烷烃越多，其密度越小。,油品密度测定的意义,（2）影响燃料的使用性能燃料密度与质量热值成反比，与体积热值成正比。,（1）计算油品性质计算容器中油品的质量，计算喷气燃料的体积热值。,（3）判断油品质量,表1原油分类,油品密度测定方法,（1）密度计法,测定时将密度计垂直放入液体中，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，漂浮于液体中。密度大的液体浮力较大，密度计露出液面较多；相反，液体密度小，浮力也小，密度计露出液面部分较少。,视密度：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。,石油密度计及其读数方法,a）石油密度计（b）透明液体的读数方法（c）不透明液体的读数方法石油密度计及其读数方法,石油密度计的测量范围,测定油品密度的实验仪器,精密度（1）重复性在温度范围内，同一操作者对同一试样重复测定两次，结果之差如下：透明低黏度试样，不应超过0.0005g/mL；不透明试样，不应超过0.0006g/mL。（2）再现性在温度范围内，由不同实验室提出的两个结果之差如下：透明低黏度试样，不应超过0.0012g/mL；不透明试样，不应超过0.0015g/mL,（2）比重瓶法,（a）盖吕萨克密度瓶；（b）防护帽型密度瓶；（c）广口型密度瓶；（d）带刻度双毛细管密度瓶密度瓶,（a）（b）（c）（d）,液体试样密度的计算,固体试样密度的计算,影响密度测定的主要因素,（2）比重瓶法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。测水值及固体试样时，要注入无空气水，新煮沸并冷却至18左右的纯水。,（1）密度计法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。根据试样和选用密度计，要规范读数操作。,黏度的表示方法,（1）动力黏度(绝对黏度）,定义:衡量流体黏性大小的指标。单位是PaS。,物理意义：当两个面积为1m2，垂直距离为1的相邻流体层，以1/的速度作相对运动时所产生的内摩擦力。,产生的原因:当流体在外力作用下运动时，相邻两层流体分子间存在的内摩擦力将阻滞流体的流动，这种特性称为流体的黏性。,（2）运动黏度,定义: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。,定义：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。,单位：mm2/s,（3）恩氏黏度,各种黏度计的使用范围,影响油品黏度的主要因素,（1）化学组成当碳原子数相同时，正构烷烃异构烷烃芳香烃环烷烃。黏度随环数的增加及异构程度的增大而增大。,（2）温度温度升高，所有石油馏分的黏度都减小，最终趋近一个极限值，各种油品的极限黏度都非常接近。黏度随温度的变化关系由如下经验式确定：,黏温特性,定义：油品黏度随温度变化的性质。,黏度比,定义：衡量油品黏度随温度变化的一个相对比较值。VI越大，油品的黏温特性越好。,定义：油品在两个不同温度下的黏度之比，通常用50和100时的运动黏度比值来表示。,黏度指数（VI),计算公式：,试样的运动黏度为2mm2/s70mm2/s,内插法计算,试样的运动黏度70mm2/s,油品黏度测定的意义,（2）黏度是润滑油的主要质量指标,（1）划分润滑油牌号,（3）黏度是工艺计算的重要参数,（4）根据润滑油黏度，指导工业生产,（5）黏度是润滑油、燃料油贮运输送的重要参数,（6）黏度是喷气燃料的重要质量指标,（7）黏度是柴油的重要质量指标,油品黏度测定方法,（1）运动黏度,采用毛细管黏度计测定法把被测试样装入直径合适的毛细管黏度计中,在恒定的温度下,测定一定体积的试样在重力作用下流过该毛细管黏度计的时间,黏度计的毛细管常数与流动时间的乘积即为该温度下试样的运动黏度。,玻璃毛细管黏度计示意图1，5，6扩张部分；2，4管身；3支管7毛细管；a，b标线,坎农-芬斯克不透明粘度计1、3-管身；2-毛细管；a、b、c、d-标线；D、A、C、J-球,影响运动黏度测定的主要因素,（1）温度的控制规定温度必须严格保持恒定在所要求温度的0.1以内。,（3）黏度计的位置黏度计必须调整成垂直状态。,（5）试验的预处理试样必须脱水、除去机械杂质。,（4）气泡的产生吸入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。,（2）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，内经为0.4mm的黏度计流动时间不少于350s。,运动黏度测定精密度,（1）重复性同一操作者重复测定两个结果之差,（2）再现性当黏度测定温度范围为15-100时，由两个实验室提出的结果之差，不应超过算术平均值的2.2。,黏度测试仪器示意图,运动黏度测定仪,动力黏度测定仪,（2）恩氏黏度,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时流出相同体积需的时间之比。,恩氏黏度计1铁三脚架；2内容器；3温度计插孔；4外容器；5木塞插孔；6木塞；7搅拌器；8小尖钉；9球面形底；9球面形底；10流出孔；11接受瓶；12水平调节镙钉,影响恩氏黏度测定的主要因素,（1）仪器的保养,（2）流动时间的测量要准确,（3）黏度计的水平状态,（4）试样的预处理,闪点,定义：使用专门的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。,爆炸界限,定义：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。,燃点,定义：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5s时的最低温度，称为燃点。,自燃点,定义：将油品加热到很高的温度后，再使之与空气接触，无需引燃，油品即可因剧烈氧化而产生火焰自行燃烧，这就是油品的自燃现象，能发生自燃的最低油温，称为自燃点。,油品闪点、燃点和自燃点与组成的关系,（1）与烃类组成的关系,含烷烃多的油品自燃点比较低，但其闪点却比黏度相同而含环烷烃和芳烃较多的油品高。在同族烃中，随相对分子质量增大，自燃点降低，而闪点和燃点增高。,（2）与产品馏程的关系,油品的沸点越低，馏分越轻，相对分子质量越小，越易挥发，其闪点和燃点越低，反之则升高。,一些烃类及油品的爆炸极限、闪点和自燃点,测定闪点、燃点和自燃点的意义,（1）判断油品馏分组成的轻重，指导油品生产,（2）鉴定油品发生火灾的危险性,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,闪点的测定方法,（1）闭口杯法,闭口闪点测定器1油杯手柄；2点火管；3铭牌；4电动机；5电炉盘；6壳体；7搅拌桨；8浴套；9油杯；10油杯盖；11滑板；12点火器；13点火器调节螺丝；14温度计；15传动软轴；16开关箱,闪点的测定方法,（1）克利夫兰开口杯法,SYD-3536石油产品开口闪点测定器（克利夫兰开口杯法）,影响闪点测定的主要因素,（2）加热速度,（1）试样含水量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%。,（3）点火控制,（4）试样装入量,闭口闪点大气压修正,（5）大气压力,克利夫兰开口闪点大气压修正,闭口闪点测定精密度,（1）重复性同一操作者重复测定两个结果之差不超过8.,（2）再现性由两个实验室提出的结果之差，闪点不应超过16。,开口闪点测定精密度,残炭,定义：油品在规定的仪器中隔绝空气加热，使其蒸发、裂解和缩合所形成的残留物，称为残炭。,残炭是评价油品在高温条件下生成焦炭倾向的指标。,油品残炭与组成的关系,（1）残炭与油品中的非烃类、不饱和烃及多环芳烃化合物的含量有关。,（2）残炭与油品的灰分多少有关。,测定残炭的意义,（1）残炭是油品中胶状物质和不稳定化合物的间接指标,（2）预测焦炭产量,（3）判断润