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馏程是指以油品在规定条件下蒸馏所得到的以初馏点到终馏点表示蒸发特征的温度范围。主要用来判定油品轻、重馏分组成的多少,控制产品质量和使用性能等。
馏程是石油产品一种重要的质量指标。它的测定,无论是在原油的加工过程,还是在油品的使用过程中,都具有十分重要的意义。
在原油的加工过程中,首先在制定原油加工方案时,测定馏程可以知道原油所含烃、重馏分的比例,以便估算从中可以产出的汽油、煤油、轻柴油等馏分的数量。其次,在炼制过程中,馏出物的馏程数据,是控制操作条件(如温度、压力、液位、侧线拔出量、蒸汽用量等)的基础,它们的及时和准确与否对产品的产量和质量关系极大。
在油品作为发动机燃料使用时,根据它的馏程可以判断油品的适用程度,从而提高应用效果。油品由液态变成气态的特性,即蒸发性是其最重要的使用指标,馏程正好就是表征蒸发性的参数。以汽油为例,初馏点和1O%馏出温度,可以判断汽油中保证发动机低温启动的轻馏分的数量,作为发动机起动性和形成气阻倾向的指标;5O%馏出温度,可以判断汽油中影响汽化式发动机加温速度的较轻馏分的数量,表示其影响发动机暖车、加速性和燃料分配均匀性的平均蒸发度;而9O%馏出温度、97%~98%馏出温度和终馏点(干点),则可判断影响汽油充分蒸发和燃烧的尾部重馏分(特别是不该有的重质的胶质馏分)的数量,避免由于未燃尽的汽油稀释润滑油而产生润滑不良的故障。
总之,石油产品的馏程测量是一种十分重要的检测技术,历来为各炼油装置所重视。而大量采用在线馏程测量仪器,更是提高劳动生产率,减轻实验室分析人员的繁重劳动,实现生产过程自动化的有效措施之一。
1.油品必须要脱水处理,以保证试验安全和结果的准确
(1)如果试样中含有水,实验前必须进行脱水处理。如果未经脱水处理,在试样含水较多及石油产品的初馏点高于水的沸点的情况下,会发生突沸冲油现象,突沸有时会把温度计和软木塞冲出,甚至造成失火或烧伤事故。为防止蒸馏中产生突沸现象,可在蒸馏烧瓶中加人一、二片瓷片或沸石等。
(2)油中含水会使测定结果产生误差。当蒸馏含少量水的试油时,在一定温度下,油的蒸气压力还低于外界压力,本来油还不会沸腾,但由于从温度计水银球滴下的水滴形成的蒸气,使油品蒸气分压和水蒸气分压之和恰好超过外界压力时,油就开始沸腾,油蒸气就开蛤从蒸馏瓶支管逸出,这样测出的初馏点就不准确了。若冲出的蒸气带走了油中若干重馏分.还会影响到中间某一点馏出温度和馏出百分数之间的关系数值。所以,测定前的试油脱水,可保证试验安全及结果准确,是必不可少的试验准备工作。
2.安装前仪器的准备
试验开始前,应仔细检查仪器仪器设备是否处于完好状态,比如:蒸馏瓶要保持干燥,清洁,冷凝管要提前用缠在铜丝或铝丝上的软布擦拭内壁,出去上次蒸馏剩下的液体。温度计要经过校正。
3.正确量取试样
用清洁、干燥的10mL量简,在20±3℃时量取l00mL试样注入蒸馏烧瓶中,不要使液体流人蒸馏瓶的支管内。量取试样是,试样的温度高于20±3℃时,就会导致量取体积偏少,造成测定结果偏高。试样的温度低于2O±3℃时,量取试样的体积偏多,导致测定的结果偏低。
4.正确安装仪器
温度计安装在蒸馏瓶上的位置对测定结果影响很大,馏程测定法对温度计的安装位置作了规定:温度计和蒸馏烧瓶的轴心线应互相重合,并且使水银球的上边缘与支管焊接处的下边缘在同一平面。因为温度计测得是馏出蒸汽的温度,温度计水银球处于这个位置,正是蒸馏时蒸汽向蒸馏瓶支管逸出的位置,水银球表面被覆有一层凝聚的液体,不断回流到蒸馏瓶中,又与蒸汽接触达到平衡。油品不断沸腾气化,沸点低的先气化,沸点高的后气化,因此如果温度计插高了,会因瓶颈的蒸气分子少及受冷空气的影响,使馏出温度偏低;如果温度计插低了,则因高沸点蒸气或因跳溅液滴溅在水银球上而使馏出温度偏高;温度计插歪了,由于瓶壁与瓶轴心有一定温差,使馏出温度偏低。
蒸馏瓶要按规定放在石棉垫上,支管要用紧密的软木塞与冷凝管的上端连接,支管插入冷凝管内的长度要达到25—4O毫米,但不能与冷凝管内壁接触。
量筒不需经过干燥,放在冷凝管下面,使冷凝管下端插入量筒中不得少于25毫米,也不得低于10毫升的标线,量筒口部要用棉花盖好,以防冷凝管上凝结的水分落人量筒内和减少馏出物的挥发。
5.加热速度对馏程测定结果的影响
在馏程测定过程中,严格控制加热速度至关重要,否则,就会对测定结果产生很大影响。在蒸馏操作中,如因蒸馏瓶受热过大,加热速度过快,会产生较多的气体,来不及自出口管逸出时,蒸馏瓶中的气体分子增多,可使瓶中的气压大于外界的大气压。在这种情况,读出的蒸馏温度,并不是在外界大气压下油品沸腾的温度,往往要比正常蒸馏温度偏高一些。若加热速度始终比较大,最后还会出现过热现象,使干点提高而不易测准。当开始加热至初馏点的时间延长,即加热速度减低时,初馏点降低,10%温度降低,50%与90%温度和终馏点都降低。若整个测定过程加热速度过于慢,以至加热强度不足,则各馏出温度均显著降低。
正确选用石棉垫,目的是为了控制蒸馏烧瓶的加热面大小,一方面根据试样的轻重及蒸馏所需热量的多少,保证必要的加热面以达到规定的加热速度;另一方面又要保证最后被蒸馏的试样表面高于加热面,以防过热和烧坏蒸馏烧瓶。
6.防止回收量过多或过少
量取试样多、量取试样时试样的温度偏低、冷凝管未擦净、蒸馏烧瓶不干等,会使回收量增加。量取试样少、量取试样时试样温度偏高、注人试样时撒在烧瓶外面、仪器连接处密封不严等,都会使回收量减少,回收量的多少会显著地影响9O%以后馏出温度的高低。
7.大气压力的校正
大气压力高,气化困难;大气压力低,气化容易。油品的沸点随大气压的升高而升高,随大气压的降低而降低。在因此,在100(750mmHg)~102.7kPa(770rnmHg)内,馏程测定的馏出不进行修正,而大气压力高于102.7kPa(770mmHg)或低于100kPa(750mmHg)时,必须修正。