教学目标: 掌握石油的组成,油品的基本理化特性;了解油品的理化特性测定基本方法;熟悉油品质量、性、腐蚀性等主要指标的表示方法和测定方法。
教学重点: 油品基本理化特性、低温流动性、燃烧性能、性及腐蚀性的表示及测定方法。
教学难点: 苯胺点、辛烷值、品度值等系列概念的理解和区分。
§概述
一、石油产品分析测定的目的和意义
1、油品分析的概念:用统一规定的或公认的标准试验方法,分析检验油品的理化性质、使用性能和化学组成的分析测试方法。
2、油品分析的目的:
(1)对石油加工的原料油和原材料进行检测,制定生产方案,为建厂设计提供依据。
(2)对各炼油装置的生产过程进行分析控制,系统检验各馏出口的中间产品和产品的质量,从而对各生产工序及操作进行及时调整,以防止事故,保证安全生产和产品质量。
(3)对出厂油品进行全分析,为提高产品质量,改进生产工艺、增加品种,提高经济效益提供依据。
(4)对油品使用性能进行评定。
(5)对油品质量进行仲裁。
3、油品分析的意义:油品分析是进行生产装置设计,保证安全生产、提高产量、增加品种、改进质量、完成生产计划的基础和依据,也是储运和使用部门制定合理的储运方案、正确使用油品、充分发挥油品最大效益的依据。
二、石油的组成
1、石油的元素组成
石油的主要组成元素是C和H,其中C含量一般为%~%,H含量为%~%,C、H质量比为~。
石油加工
2、石油的化合物组成
(1)烃类有机物
(2)非烃类有机物
(3)无机物
三、主要石油产品的组成和特性
我国石油产品按特征分为6类:燃料F、溶剂和化工原料S、润滑剂和有关产品L、蜡W、沥青B、焦C。
主要的三类产品:燃料类、溶剂和化工原料类、润滑剂和有关产品
四、石油产品分析前的准备和数据处理
五、石油产品分析的特点和标准化的意义
油品分析多为条件性试验方法,即在分析时必须严格按照方法中规定或限制的条件进行测定,所得数据才有意义并具有可比性,才能被公认,否则毫无意义。
石油产品试验方法标准是指对试验方法的适用范围、方法概要、使用的仪器、试剂、测定条件、试验步骤和方法、计算公式和精密度等所作的技术规定。
石油产品试验方法标准技术等级分为5类:国际标准、地区标准、国家标准、行业标准、企业标准。
§原油的评价
在实验室条件下对新开采的原油进行一系列的分析、试验,以掌握原油性质,叫原油评价。
一、原油评价的内容
    常规的原油评价包括:原油性质分析、原油实沸点蒸馏、馏分油和渣油的性质分析。
二、原油的分类
现在世界上比较常用的分类方法是以美国石油学会制定的API度作为指标,将原油分为九类。
按此法对中国原油进行分类时,补充了硫含量的说明,原油硫含量小于%称为低硫;介于%~%的称含硫,大于%称高硫。
三、原油评价的内容分类
1、原油性质分析
2、简单评价
3、常规评价
4、综合评价
§烃类组成的测定(不要求)
§非烃类组成的测定
一、石油的非烃组成
石油中的非烃化合物主要指含硫、氮、氧的化合物。大部分集中在重质馏分和残渣油中。
1、含硫化合物
硫在石油中少量以元素硫和硫化氢形式存在,大多数以有机硫化物形式存在。
主要危害:腐蚀管线;使油品性能变差 ;污染环境;在二次加工中使催化剂中毒。
2、含氮化合物
主要存在于杂环化合物中。
主要危害:储存日期稍久,会使颜变深,气味发臭。
3、含氧化合物
石油中氧均以有机物形式存在,包含酸性和中性两类,酸类具有强烈气味,具有腐蚀性。
4、胶状沥青状物质
二、非烃组成的测定(硫的测定)
1、测定硫含量的意义
(1)从轻质油品含硫量可以看出硫化物在加工时是否发生分解。
(2)硫化物在加工中能腐蚀装置并使催化剂中毒。
(3)硫分过高会使汽车催化转化器中毒,排放不达标,污染环境。
(4)燃料中的硫化物燃烧生成SO2、SO3,遇水变成酸,腐蚀机械,排入空气亦有污染。
(5)部分硫化物对油品使用有好处,改善其性能。
2、硫含量的测定方法
GB 380方法;GB/T 387方法;GB 388方法
§油品基本理化性质的测定
一、石油产品苯胺点的测定
1、苯胺点的概念
石油产品与等体积的苯胺混合,加热至两者能互相溶解成为单一液相的最低温度,称为石油产品的苯胺点。苯胺点具有可加性。
2、测定油品苯胺点的意义
苯胺点是衡量轻质石油产品溶解性能的指标。在石油工业中常用苯胺作溶剂,测定油品或某些烃类在苯胺中的溶解度,当苯胺与试油在较低温度下混合时分为两层,加热之,试油在苯胺中的溶解度增大,继续加热至两相刚好达到完全互溶,这时界面消失,此时混合液的温度即为苯胺点。由于组成油品的各种烃类的极性不同,按相似相溶理论,烃的结构(极性)与苯胺分子结构(极性)越相似,这种烃类在苯胺中的溶解度就越大,苯胺点越低;相反,烃类结构与苯胺分子结构越不相似,溶解所需温度越高,苯胺点越高。
3、影响苯胺点因素
1)苯胺点与试油化学组成有关
根据相似相溶理论,极性与苯胺相似的烃类,在某一温度下在苯胺中溶解度大;反之,烃类极性与苯胺差别大,则在该温度下在苯胺中溶解度小。各族烃类的极性大小如下(C数相同)。
    极性:芳烃>烯烃>环烷烃>烷烃(因为芳烃有大键、烯烃有键)
各族烃类苯胺点大小顺序为:烷烃>环烷烃>烯烃>芳烃,所以烷烃的极性小,与苯胺相似程度大,达到完全互溶所需温度高。
2).苯胺点与溶剂比有关
  a、溶剂比:溶剂(苯胺)与试油体积比。如把某一油品分别与不同比例的苯胺混合,可得到各比例混合物对应的临界溶解温度。以界溶解温度为纵坐标,以溶剂百分体积比为横标作图,可得图515
曲线中最高点是试油在苯胺中的真正临界解温度,称为最大苯胺点,tmax,最大苯胺点处的溶剂比X%对不同油品是个不同的数值,要多次入变溶剂比才能到,这样测定苯胺点很麻烦,实际应用时是用等体积苯胺点t50代替tmax 来表示油品的溶解性。
    b、等体积苯胺点t50:试油与苯胺等体积混合所测得的临界溶解温度称为等体积苯胺点,单位
    ct50tmax的差别:
当石油产品中芳烃含量<10%时,tmax - t50 = ,误差小,可通用;
当石油产品中芳烃含量>10%时,误差随芳烃含量增加而增大;
当石油产品中芳烃含量>50%时,tmax - t50=56℃,二者不可互用。
3)苯胺点与苯胺纯度有关
    苯胺纯度是测苯胺点的关键。苯胺在大气中保存易被氧化为黄或棕,并吸收大气中水,氧化物增加了苯胺极性使苯胺点上升;吸水也使苯胺极性增加,也可使苯胺点测量结果变大。原因是氧化物和水进一步增大了苯胺与试油的不相似性,所以使苯胺点上升。
(4)与操作条件有关
影响苯胺点测定结果准确性的主要操作条件有:温度计安装位置、加热速度、降温速度、苯胺点的正确读取等。
3、苯胺点测定方法(GB/T26288
等体积苯胺点的测定按GB/T26288执行,测定时,不是测定苯胺与试油混合后两相界面消失时的温度(因很难读准),而是把等体积的苯胺与试油混合,按规定速度加热到两相界面消失,然后在不断搅拌的情况下让混合物冷却,读透明混合液开始出现浑浊并不再消失时的瞬间温度.即为苯胺点,单位
二、密度和相对密度
1、相关概念
密度:单位体积所含物质在真空中的质量。
视密度:把不同温度下直接从密度计上读出的值。
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。
相对密度: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。
标准相对密度:我国国家标准规定20摄氏度试油的密度与4摄氏度水的密度之比。
2、密度与温度的关系
通常情况下:温度升高,密度降低,温度降低,密度升高。
3、密度的测定(密度计法)
密度计是根据阿基米德原理制成的。当密度计所排开液体的重量等于其本身的重量时,则密度计处于平衡状态,自由漂浮于液体中。试样密度越大,密度计浸没越少;试样密度越小,密度计浸没越多。由于同一支密度计在不同密度的试样中浸没深度不同,因此,在测量时可根据密度计上的浸没分度值读出试样的密度。