10学习情境九石油产品分析技术

学习情境九石油产品分析技术目标任务项目一概述任务1石油产品分类及分析标准任务2石油产品取样项目二油品分析任务1油品的理化性质分析任务2油品蒸发性能分析任务3油品腐蚀性能分析任务4油品低温流动性能的分析项目一概述石油是世界第一能源和重要的化工原料。石油产品分析对油品加工的生产过程和油品质量进行有效控制。任务1石油产品分类及分析标准一、石油产品的组成和分类1.石油石油是多种化合物组成的混合物。组成石油的化学元素主要是碳、氢，其余为硫、氮、氧及微量金属元素等。组成石油的化合物包括烃类和非烃类以及少量的氯化物、硫酸盐、碳酸盐、水等。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。3.石油产品分类依据《石油产品及润滑剂的总分类GB/T498-87》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。二、石油产品分析的任务和标准1.石油产品分析的主要任务（1）检验油品质量（2）评定油品使用性能（3）对油品质量进行仲裁（4）为制定加工方案提供基础数据（5）为控制工艺条件提供数据2.石油产品分析的标准石油产品分析标准包括两个方面，石油产品的质量标准和石油产品分析的方法标准。石油产品的质量标准是给定石油产品的物理化学性质指标，用于评定石油产品的质量。如《车用汽油质量标准GB17930-2011》。石油产品分析的方法标准是对石油产品化验方法中仪器，试剂，测定条件，测定步骤，精确度等所做的技术规定。如《闪点的测定宾斯基-马丁闭口杯法GB/T261-2008》。任务2石油产品取样一、石油产品试样的分类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。1.按油品性状不同气体石油产品试样、液体石油产品试样、膏状石油产品试样和固体石油产品试样。2.按取样位置和方法不同点样、代表性试样。1．采样工具（1）液态石油产品采样工具①液体取样器②底部取样器③沉淀物取样器④桶和听取样器⑤小口试剂瓶⑥管道取样装置（2）固体及半固体石油产品采样工具（3）气体石油产品采样工具二、石油产品分析的任务和标准2．采样方法（1）油罐采样①立式油罐采样采取用于检验油品质量的组合样：按等比例合并上部样、中部样和出口液面样。采取用于计算油品数量的组合样：按等比例合并上部样、中部样和下部样；采取点样：降落取样器或瓶和笼，直到其口部达到要求的深度，用适当的方法打开塞子，在要求的液面处保持取样器具直到充满为止。②卧式油罐采代表性试样在油罐容积不大于60m3或油罐容积大于60m3而油品深度不超过2m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60m3且油品深度超过2m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，混合后作为代表性试样。（2）油船采样：每舱都要取上部样、中部样和下部样三个试样以相等的体积掺和成该舱的组合样。（3）油罐车采样：取样器降到罐内油品深度的1/2处。急速打开塞子充满油后，提出取样器。（4）包装采样：取样管插入油品中（插入的速度应使管内液面同管外液面大致相同）取得油品全深度的试样。（5）管线采样：分为流量比例样和时间比例样两种。3．采样注意事项（1）采取液体石油产品①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；采样器应分类使用和存放。②采取高温试样时应防烫伤；站在上风口采取挥发性试样以避免中毒。③采取具有可燃烃蒸气或低闪点的试样应防静电。④防止带水。⑤所采试样不宜装满容器，应留出至少10％的无油空间。（2）采取固体石油产品①采样用具必须清洁干净。②取样必须注意其代表性，并按规定采够数量。（3）采取气体石油产品①防止泄漏。②防爆。③防止中毒或窒息。三、石油样品的处理与保存1．样品处理处理样品的方法都应保证保持样品的性质和完整性。含有挥发性物质的油样应用初始样品容器直接送到试验室；具有潜在蜡沉淀的液体在均化、转移过程中要保持一定的温度，防止出现沉淀；含有水或沉淀物的不均匀样品在转移或试验前一定要均化处理。2．试样的保存（1）试样保存数量液体石油产品一般为1L。（2）试样保留时间燃料油类（汽油、煤油、柴油等）保存3个月；润滑油类（各种润滑油、润滑脂及特殊油品等）保存5个月；试样在整个保存期间应保持签封完整无损。（3）采取的试样要分装在两个清洁干燥的瓶子里。第1份试样送往化验室分析用，第2份试样留存发货人处，供仲裁试验使用。仲裁试验用样品必须按规定保留一定的时间。（4）试样容器应贴上标签，标签上的记号应是永久的。应使用专用的记录本作取样详细记录。任务1油品的理化性质分析任务2油品蒸发性能分析任务3油品腐蚀性能分析任务4油品低温流动性能的分析项目二油品分析任务1油品的理化性质分析一、密度测定1.定义2.测定意义3.测定方法（1）密度计法按《原油和液体石油产品密度实验室测定法(密度计法)GB/T1884-2000》标准试验方法进行，依据阿基米德原理。测定时将密度计垂直放入液体中，密度计处于平衡状态时，密度计读数为视密度。测定后，再用《石油计量表GB/T1885-1998》把弯月面修正后的视密度换算成标准密度。（2）密度瓶法（比重瓶法）通过测定密度瓶的容积和充满上述容积的石油产品的质量来进行密度测定。在标准温度20℃下先称量空密度瓶，然后称量用水充满至规定标准的密度瓶，以求出比重瓶内水的质量，用水的质量除以水在20℃时的密度，得出密度瓶的容积。再将被试验的石油产品充满至该密度瓶的同一标线，并进行称重，即可求出石油产品的质量，而油品的体积为密度瓶的容积，从而计算出石油产品的密度。二、黏度测定1.定义（1）动力黏度（2）运动黏度（3）各种条件黏度2.影响因素3.测定意义4.测定方法（1）运动黏度按《石油产品运动黏度测定法和动力黏度计算法GB/T265-88》标准试验方法测定，主要仪器是玻璃毛细管黏度计。在某一恒定的温度下，测定一定体积的液体在重力下流过一个标定好的玻璃毛细管黏度计的时间，黏度计的毛细管黏度计常数与流动时间的乘积，即为该温度下测定液体的运动黏度νt。ttc（2）恩氏黏度按《石油产品恩氏黏度测定法GB/T266-88》标准试验方法测定。测定试样在某温度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）之比即为试样的恩氏黏度Et。tt20EK三、闪点、燃点和自燃点测定1.定义（1）闪点（2）燃点（3）自燃点2.与油品组成的关系3.测定意义4.测定方法（1）宾斯基-马丁闭口杯法按照GB/T261-2008标准试验方法测定。测定时，将试样装入试验杯至加料线，盖上试验杯盖，然后放入加热室，确保试验杯就位或锁定装置连接好后插入温度计。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，点火时必须停止搅拌，记录火源引起试验杯内产生明显着火的温度，作为试样的观察闪点，再将观察闪点修正到标准大气压（101.3kPa）下的闪点。（2）开口杯法（3）克利夫兰开口杯法四、残炭测定（1）康氏残炭：测定时把盛有试样的瓷坩埚放入内铁坩埚中，然后再将内铁坩埚放在外铁坩埚内。用强火焰的煤气喷灯加热，使试油蒸发、燃烧，生成残留物，经灼烧后冷却称重，计算质量百分数。（2）电炉法残炭：测定时用电炉代替煤气喷灯作热源，将试样放入带毛细管的特殊坩埚中，在隔绝空气和规定的加热条件下使试油受热蒸发分解，保持规定时间，根据测得的焦黑色残留物质量，计算质量百分数。（3）兰氏残炭：测定时用恒重的带有毛细管的特制玻璃焦化瓶，装入一定质量试样，在规定温度下将试样温度迅速加热到能使所有挥发性物质都从瓶口逸出、而较重的残留物则留在瓶内进行裂化和焦化反应，称重计算质量百分数。任务2油品蒸发性能分析测定汽油、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《石油产品常压蒸馏特性测定法GB/T6536-2010》标准方法进行。取100mL试样在适合其性质的规定条件下进行蒸馏，系统地观察温度计读数和冷凝液的体积，并根据这些数据，再进行计算和报告结果。一、馏程的测定按产品性质不同控制不同的蒸馏操作升温速度。从开始加热到初馏点的时间：汽油：5～10min；航空汽油：7～8min；喷气燃料、煤油、车用柴油：10～15min；重质燃料油或其他重质油料：10～20min。馏出速度：4～5mL/min。当总馏出量达90mL时，需调整加热速度，使3～5min内达到干点。注意事项《石油产品蒸汽压测定法（雷德法）GB/T8017-2012》：将经冷却的试样充入蒸气压测定器的汽油室，并将汽油室与37.8℃的空气室相连接。将该测定器浸入恒温浴(37.8±0.1)℃，并定期地振荡，直至安装在测定器上的压力表的压力恒定，压力表读数经修正后即为雷德蒸气压。二、饱和蒸气压的测定一、水溶性酸、碱的测定1.定义2.测定意义3.测定方法：抽提试样中的水溶性酸、碱，然后分别用甲基橙或酚酞指示剂检查抽出溶液颜色的变化情况。任务3油品腐蚀性能分析二、油品酸度和酸值的测定1.定义（1）酸度：中和100mL石油产品中的酸性物质所需氢氧化钾的质量（mgKOH/100mL）（2）酸值：中和1g石油产品中的酸性物质所需要的氢氧化钾质量（mgKOH/g）2.测定方法利用沸腾的乙醇溶液抽提试样中的酸性物质，再用氢氧化钾乙醇标准滴定溶液进行滴定，通过酸碱指示剂颜色的改变来确定终点，计算出试样的酸度。①所加的指示剂要按标准中规定的用量。②每次滴定过程中，自锥形烧瓶停止加热到滴定达到终点所经过的时间不应超过3min。③准确判断滴定终点。④当遇到抽出溶液颜色较深时，须改用电位滴定法测定。注意事项三、硫含量的测定1.定义硫含量是指存在于油品中的硫及其衍生物的含量，以质量分数表示。2.测定意义3.测定方法（1）燃灯法（2）管式炉法（3）紫外荧光法将烃类试样直接注入裂解管或进样舟中，由进样器将试样送至高温燃烧管，在富氧条件中，硫被氧化成二氧化硫（SO2）；试样燃烧生成的气体在除去水后被紫外光照射，二氧化硫吸收紫外光的能量转变为激发态的二氧化硫（SO2*），当激发态的二氧化硫返回到稳定态的二氧化硫时发射荧光，并由光电倍增管检测，由所得信号值计算出试样的硫含量。紫外荧光法四、油品的金属腐蚀试验一般用铜片腐蚀试验。油品铜片腐蚀试验按照《石油产品铜片腐蚀试验法GB/T5096》标准试验方法进行。将一块已磨光好的规定尺寸和形状的铜片浸渍在一定量的试样中，使油品中腐蚀性介质与金属铜片接触，并在规定的温度下维持一段时间，使试样中腐蚀性活性组分与金属铜片发生化学或电化学反应，试验结束后再取出铜片，根据洗涤后铜片表面颜色变化的深浅及腐蚀迹象与腐蚀标准色板进行比较，确定该油品对铜片的腐蚀级别。五、油品中水分含量的测定1．油品中水分及测定意义2．水分测定方法油品水分测定方法分定性和定量两种。采用目测法进行定性分析。按油品水分含量不同分为常量法和微量法定量。（1）蒸馏法按《石油产品水分测定法GB/T260-77(88)》标准方法进行，取一定量的试样与无水溶剂混合，在规定的仪器中按规定条件蒸馏，收集馏出的水分，根据试样的质量和接受器中所收集到的水的体积，计算试样中所含水分的百分数，作为测定结果。100mVX（2）卡尔·费休法按《液体石油产品水含量测定法（卡尔·费休法）GB/T11133-89》标准方法进行。适用于测定水含量50～1000ppm的液体石油产品。方法基于I2氧化SO2时需要定量的H2O的原理，试样中的水与卡尔·费休试剂（含有I2、SO2、C5H5N及CH3OH的混合溶液）定量反应。利用永停滴定法指示反应的终点，根据消耗的卡尔·费休试剂体积，计算试样的水含量。任务4油品低温流动性能的分析一、浊点、结晶点和冰点的测定1．浊点、结晶点和冰点及测定意义（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。（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。（3）冰点：试样在规定的