刘 璐 刘金涛
(中国石油化工股份有限公司济南分公司质量中心 山东 济南 250101)
浅析影响油品馏程测定准确性的主要因素
刘 璐 刘金涛
(中国石油化工股份有限公司济南分公司质量中心 山东 济南 250101)
石油是由多种烃类及少量烃类衍生物组成。测定油品的馏程,是调控生产装置的主要操作条件。通过馏程测定所得数据,能够判断油品的组成、性质及使用性能。因此,准确测定油品馏程对油品的生产和使用具有极其重要的意义。
馏程测定的方法;试验;准确性;影响因素
石油产品都是复杂的混合物,它与纯化合物不同,没有固定的沸点。油品的沸点是以某一温度范围来表示的,这一温度范围称为馏程。它表示油品在特定仪器中蒸馏时,体积汽化率与对应汽化温度的关系。
测定石油炼制过程中流出物的馏程,通过这些数据可以调控装置的生产操作条件,如温度、压力、塔内液面、侧线拔出量、蒸汽用量等。例如,通过测定航煤馏程的数据来确定生产航煤时的塔顶温度。如果生产出的航煤终馏点高于指标,说明塔顶温度高、压力低,顶回流或原料带水多,吹汽多。一般采用加大塔顶回流量,降低塔顶温度,加强回流和原料的脱水,减少吹汽量等使炼得的航煤变轻,终馏点降低,当然,随之而来的是产量相应降低。反之,若航煤终馏点比指标低,则又需减少回流量,以升高塔顶温度,则航煤变重,产量相应增加。所以,定期作馏程控制分析,准确及时与否对产品的质量和产量至关重要。
其中,选择正确的馏程测定方法对油品馏程测定具有非常重要影响
将100ml试样在其相应组别所规定的条件下,在环境大气压和设计约为一个理论分塔板的情况下,按产品性质的要求,用实验室间歇蒸馏仪器进行蒸馏。根据对试验结果的要求,系统地观察并记录温度读数和冷凝物体积、蒸馏残留物和损失体积。观测的温度读数需进行大气压修正,试验结果以蒸发百分数或回收百分数对应的温度作表或作图表示。
(一)不同石油产品选择不同的测定方法
(1)轻质石油产品(如汽油、喷气燃料、溶剂油、煤油、柴油)的馏分组成即馏程的测定,是使用恩氏蒸馏装置在常压下进行测定。其馏程的测定方法有:GB/T255《石油产品馏程测定法》,该方法要求报告出的是馏出的百分数与对应的馏出温度;GB/T6536《石油产品蒸馏测定法》,该方法要求报出的是蒸发百分数与对应的蒸发温度。
目前,济南炼化公司质量中心车间控制分析班组在日常分析中,自动馏程分析仪器分析油品馏程时,采用的是GB/T255《石油产品馏程测定法》
附表一 济南炼化2016年2月22日上午8:30控分汽油馏程原始记录
初馏点:从冷凝管较低的一端滴下第一滴冷凝液的一瞬间观察到的温度计读数,以℃表示。
终馏点:在试验过程中得到的温度计最高度数,以℃表示,通常是在蒸馏烧瓶底部全部液体都蒸发后才出现。
(2) 重质石油产品(如蜡、润滑油等)馏程的测定用减压蒸馏法,使用减压蒸馏装置在减压下进行测定。减压蒸馏法通常也用来测定在常压蒸馏时分解的石油产品(如重柴油、蜡油等重质馏分)的馏程。减压蒸馏测定方法有:GB/T9168《石油产品减压蒸馏方法》和SH/T0165《高沸点范围石油产品高真空蒸馏测定法》
(一)试验仪器的选择
测定不同馏分的石油产品,在选择仪试验仪器时也有不同。
主要仪器为自动蒸馏仪器;手动蒸馏仪器。
蒸馏仪器的基本元件;包括蒸馏烧瓶、冷凝器和相连的冷凝浴、用于蒸馏烧瓶的金属防护罩或者围屏、加热器、蒸馏烧瓶支架和支板、温度测定装置(温度计)、收集馏出物的接收量筒。
济南炼化质量中心控制分析班组在日常分析石油产品馏程时,汽油馏程使用38mm孔径蒸馏烧瓶支板和100mL蒸馏烧瓶,柴油及其他产品使用50mm蒸馏烧瓶支板和100mL或125mL蒸馏烧瓶。
(二)仪器的正确安装
(1)用量筒取100ml试样,并尽可能地将量筒中的试样全部倒入蒸馏烧瓶中,要注意不能有液体流入蒸馏烧瓶的支管中。
(2)用一个打孔良好的软木塞或者硅酮橡胶塞,将温度测量元件紧密地装在蒸馏烧瓶的颈部。
(3)使用温度计时,水银球应位于蒸馏烧瓶颈部的中央,毛细管的低端与蒸馏烧瓶的支管内壁底部的最高点齐平。
(4)用一个打孔良好的软木塞或者硅酮橡胶塞,将蒸馏烧瓶的支管紧密地装在冷凝管上
(5)将蒸馏烧瓶调整在垂直位置,并使用蒸馏烧瓶的支管伸入冷凝管25-50mm。升高和调整蒸馏烧瓶支架,使其对准并接触蒸馏烧瓶底部。
(6)将取样的量筒不经干燥,放入冷凝管下端的量筒冷却浴内,使冷凝管的下端位于量筒的中心,并伸入量筒内至少25mm,但又不低于100ml。用一块吸水纸或相似的材料将量筒盖严密,这块吸水纸应剪成紧贴冷凝管。
附图一 为美国克勒K45604 全自动蒸馏分析仪
上图为我中心石油产品常压馏程分析试验所用仪器。
在选择正确的石油产品馏程分析方法,并正确安装仪器的前提下,实验操作者的具体操作也对馏程测定的准确性起着至关重要的影响。
操作者的具体操作行为,主要包括;样品的准备工作、具体实验操作、试验结果的收集等。
(一)样品的准备工作,即备样
根据日常检测工作的需要,我单位采用GB/T4756-1998液体石油产品采样法。石油产品的采样,是指按一定的方法,从一定数量的整批物料中采集少量有代表性式样的一种行为、过程或技术。因为石油产品分析是在采集足够的试样后对试样所进行的分析,所以,石油产品的采样是油品产品分析的基础性工作。
样品抽取及制备是检测工作中重要的一步,正确抽取具有代表性的均匀样品,是保证检测数据准确性的重要环节。因此,抽取样品一定要严格按照标准规定的方法或经批准的抽样实施方案规定进行,以确保检测数据能真实放映样品的情况,提高检测数据的准确性。
(1)试样含水时,必须进行脱水处理
(2)备样过程中,量取和倾倒样品时,一定要避免发生样品倾洒现象的出现,样品倾洒会导致量取的试油减少,最后造成馏出液体过少,从而影响最终测定结果。
(3)安装试验仪器时,必须保证一起连接处的密封性良好。密封性不好时,会造成油蒸汽漏气损失,使馏出液体减少。
(二)实验过程中,根据蒸馏油品馏分轻重不同,所规定的的加热速度也不同,因此蒸馏试验过程中,必须严格控制加热速度。加热过大,会产生较多的气体,来不及自出口管逸出时,蒸馏烧瓶中的气体分子增多,可使瓶中的气压大于外界的大气压。在这种情况下,往往要比正常蒸馏温度偏高。若整个测定过程加热速度过慢,以至于加热强度不足,则各馏出温度均显著降低。因此,实验过程中,实验操作者必须严格控制加热速度。
(三)实验结束后,实验操作者要及时收集实验数据,并进行自检。济南炼化质量中心实行实验结果“三级”检查制度,即实验操作者自检、试验员互相检查、班长检查。三级检查后,方可报出成绩。
石油产品馏程测定中,在选择正确的分析方法、选择正确的实验仪器并安装,实验操作者按规定进行试验的前提下,以下情况的出现也会影响石油产品馏程测定的准确性。如:装置进行生产调整过程中,某一油品的馏分出现不稳定的现象;样品采集时的倾洒或混入其他试样,导致试样无法使用或测试结果出现极大偏差;试样过程中出现冲油、断电等情况时,必须重新进行试验。
其中,实验分析操作者自身的失职如不熟悉操作规程和试验方法,导致测试结果不准确;实验操作者在实验过程出现脱岗等行为的,不能及时发现油品蒸馏实验过程中出现的问题时,也会对测定结果的准确性造成影响。
馏程是石油产品的一种重要质量指标,准确测定石油产品的馏程,无论是在原油的加工过程,还是在油品的使用过程中,都具有极其重要的意义。比如,测定石油炼制过程中的馏出物的馏程,通过这些数据可以调控装置的生产操作条件(如温度、压力、塔内液面、测线拔出量、蒸汽用量等)。
影响石油产品馏程准确性的因素有:石油产品分析标准的选择、试验仪器的选择和正确使用、实验操作者的行为及馏程过程中其他因素的影响。
石油产品分析标准的选择,对石油产品分析的准确性的影响是本质上的,因此只有选择正确的石油产品分析标准才能保证实验分析的准确性。石油产品蒸馏试验中,选择正确的实验仪器,并正确使用一起进行蒸馏试验,是石油产品蒸馏准确性的直接影响因素。其他影响因素,如仪器的密封性、加热温度的控制等,也都对蒸馏试验的准确性有着至关重要的影响。
实验分析者的经验及总结,也是石油产品馏程准确性的重要保证。
[1]庞荔元主编 . 油品分析员读本 . 中国石化出版社 ,2007
[2]刘珍 . 化验员读本 . 第四版 . 化学工业出版社,2004
[3]国家标准GB/T6536-2010 《石油产品蒸馏测定法》
[4]程玉明 . 有品分析 . 中国石化出版社,1993
刘璐,女,汉族,山东省济南市人,助理工程师,中国石油化工股份有限公司济南分公司,质量中心 专业:英语语言文学。