汽油馏程试验影响因素的探讨

卫功友

〔中国石化安徽石油分公司 安徽合肥 230009〕

汽油馏程试验影响因素的探讨

卫功友

〔中国石化安徽石油分公司 安徽合肥 230009〕

对石油库质检室依 GB/T6536—2010 石油产品常压蒸馏特性测定法进行馏程试验，从仪器的准备、试验过程的控制到数字修约和结果的报出过程中容易对结果产生影响的主要因素进行了分析，指出了测定馏程的意义和分析影响因素的必要性，根据多年的学习和实践探索，阐发了减少试验误差，提高检测水平和检测结果的准确性及工作效率的具体措施，希望为油品检验质量提供帮助。

石油库质检室车用汽油馏程试验影响因素分析

从事油品质检的人员都知道，汽油的馏程试验比较难掌握，仔细研读GB/T 6536—2010石油产品常压蒸馏特性测定法标准，不难看出，该方法从器材的选用、试验条件的要求、过程的控制以及数字修约和结果的计算，环节多而复杂，因而影响试验结果准确性的因素也较多。笔者长期从事石油产品的检测和检验工作，在多年的学习和实践中，经过不断探索和总结，在如何控制和避免这些因素的影响、规范试验的操作方面有比较深刻的体会。因此，在此做一些分析探讨，希望在控制试验影响因素、规范试验操作、提高工作效率和检测结果的准确性等方面对大家有所帮助。

1 测定馏程的意义及分析影响因素的必要性

馏程是大多数液体石油产品质量的一项重要指标，从馏程可以了解油品的馏分组成、性质，对油品的生产、储存、运输和使用有着重要的指导意义，有助于更好地掌握油品的使用和安全性能。

汽油的产品标准里，无论是GB17930—2013《车用汽油》、GB18351—2015《车用乙醇汽油》还是GB/T22030—2015《车用乙醇汽油调合组分油》，都有馏程这项质量指标。因为馏程的重要性，该项指标被规定为入库必验项目，但是做一次完整的重复性试验，加上准备和数据处理，大约需要140 min，而油品入库验收，无论是铁路还是水路运输，油品到达目的地后，由于需等待化验结果出来之后卸车或卸船，时间短，任务重；而大多数从事这项工作的质检室，以B、C级质检室居多，由于需要倒班，当班的大多数是一个人，配置油入库的检测项目相对较少，如果是外采油入库则需要全分析，除了部分A级项目在A级或准A级质检室检验外，加上企业内部增测指标仍然有二十多项试验要完成，既要尽快完成检验，又要确保结果的准确性，其难度不言而喻。因此，熟练、准确掌握每一个项目的操作技能是高效完成好质检工作的基础。正因为馏程项目的重要性，弄清蒸馏测定过程中的影响因素并有效控制对节约试验时间、提高分析结果准确性是非常必要的。

2 馏程试验过程的影响因素分析

2.1 仪器设备及附件对馏程测定的影响

按规定选择好实验器材，合理安排试验顺序，控制试验的关键环节，既可以节约时间，也可以在很大程度上提高试验的准确性。

(1)冷却系统的影响。制冷系统应保持良好工作的状态，实际工作中经常会忽略对冷浴液位的检查，导致在蒸馏过程中蒸发损失过大，回收体积、各个回收点的温度读数偏高；压缩机工作状态不良或不能制冷，将会影响油蒸气的及时冷凝，造成蒸发损失过大，影响试验结果。

(2)接收量筒后面照明灯光的影响。该灯应发光正常，否则会影响回收体积的判断。

(3)接收量筒上方的防挥发密封盖应当便于密封。试验证明这是试验过程中损耗过大的关键原因之一。

(4)加热系统及支架或支板的影响。电炉应升降自如，否则会影响蒸馏烧瓶的垂直程度，从而影响温度计的安装和读数。同时，电炉上方的支架或支板与蒸馏烧瓶底部的接触程度非常关键，间隙过大影响蒸馏烧瓶和温度计的垂直程度和整个装置的稳定性；接触过于紧密，蒸馏烧瓶在高温下受热膨胀，会折断蒸馏烧瓶支管。对此如不能及时发现，蒸馏出来的油蒸气从折断处溢出，在室温下冷凝，液滴滴落到电炉上，很容易酿成火灾。支板尺寸分A、B、C三类，支板尺寸不符合要求，将会影响加热强度。

(5)捅条要有足够的强度，不至于在操作中拉断；所系的布条或棉花不能断裂或脱落。如果棉花遗留在冷凝管内，会造成流速不能按要求控制、甚至堵塞，严重影响回收体积的判断和相对应的温度计读数。

(6)蒸馏烧瓶应按规定选用，大小规格符合要求。蒸馏烧瓶要洁净、干燥、无破损，其规格有A、B两种，应谨慎选择汽油适用的规格。

(7)馏程测定器的上方应设有通风装置，试验过程中挥发出的油蒸气能够及时彻底地排出，确保实验室的环境不会对检测人员的健康产生不良影响。

2.2 计量器具对检测结果的影响

(1)试验过程涉及到的计量器具应按规定送检。使用检定合格的计量器具是获得准确检测数据的前提条件。

(2)温度计对检测数据的影响。馏程试验使用的是全浸式玻璃水银温度计，而实际使用的是局部浸入式，暴露在蒸馏烧瓶外的水银柱会受到环境温度的影响，产生一定的偏差，建议在温度计检定时提出按局浸式检定，以消除因此而产生的误差。

工作中应按规定选用温度计；试验后温度计不能倒置，否则，容易造成水银柱断线。断线将严重影响温度计读数或报废；每次试验前应当仔细检查其完好性；注意对馏程温度计的保养，经常使用的温度计，会在其下端聚集一些类似于胶质和沥青质的物质，如不及时去除，会影响其传热效率，从而影响温度读数。

(3)100 mL量筒要求刻度清晰，其准确与否，直接关系到样品的装样体积；用于确定残留量的5 mL量筒同样如此，关系到试验后期残留量的量取，涉及到蒸发损失的计算，二者均对试验结果的准确性产生影响。

2.3 试验前的准备对试验过程的影响

提前开机预冷接收器冷浴的准备、样品恒温至规定的温度等试验前的准备工作是关系到整个试验过程能否符合标准要求和顺利进行的关键；准备充分既节约试验时间，也使试验结果的准确性得以保证。

(1)认真记录试验时的环境条件，如室温、大气压力等，室温决定是否需要冷浴，大气压力直接参与试验结果修正。可以在试验加热过程中适当时机进行记录而不需要另外占用试验时间。

(2)选择好试验所需的各种器材。有目的的选择好所需器材，会有利于试验的顺利进行，从而为减少蒸发损失、提高结果的准确性打好基础。

(3)温度计安装位置非常关键，安装位置偏高试验结果会偏低，安装位置偏低，试验结果会偏高。

温度计毛细管最下端与蒸馏烧瓶支管内侧的下部在同一水平线上是正常位置。图1是三种类型温度计在蒸馏烧瓶中的位置，图2是温度计三种不同位置的比较。

图1 三种类型的温度计在蒸馏烧瓶中的位置

图2 温度计在蒸馏瓶中的不同位置

表1为同一温度计不同位置对同一种油品相同条件下测量测量结果的影响。表1证明了温度计插入位置偏低测定结果明显偏高，插入位置偏高结果明显偏低。具体情况见表1。

表1 同一温度计在不同位置对同一种油品(样品1)相同条件下测量结果的影响

(4)接收器的冷浴和温度浴。环境温度在20℃以上不使用冷浴，13℃以下必须使用温度浴。表2、表3是不同季节分别对两组样品在使用冷浴和不使用冷浴情况下测得的试验数据。可以看出，20℃以上不使用冷浴，回收的油品在环境高温影响下受热体积膨胀，导致结果偏低，13℃以下不使用温度浴，回收的油品受冷环境低温影响体积收缩，从而导致结果偏高。

表2 样品2在29℃下测量结果2015年8月29日

表3 样品3在1℃下测量结果2015年12月31日

(5)样品前处理和样品转移对试验结果的影响。①样品贮存温度应在10℃以下，量取100 mL样品时的温度尽量和接收量筒浴温差尽可能小。温度对油品体积的影响是显而易见的。②样品量取后要尽快倒入蒸馏烧瓶内，并用插有温度计的塞子塞紧(事先调整好温度计在蒸馏烧瓶中的位置)，直接安装于测定器上，防止油蒸气挥发损失。

2.4 温度传感器使用时对结果的影响

温度传感器可以分别在不同的蒸馏程序中自动控制蒸馏温度，给试验操作带来方便，但与手动温度计测量结果所受外界因素的影响基本相同。但现在仲裁试验仍使用手动仪器，因为数据的准确性依赖于手动仪器，但在某些方面的影响还是有一定差异的。

(1)正确选择试验程序。在汽油馏程试验中，有两个蒸馏程序可选，蒸馏程序1和2，选择不同的程序对结果产生的影响不大，但对重复性计算有一定的影响。因为程序1和程序2所采用的重复性计算公式迥然不同。

(2)每间隔不超过3个月需要进行校验(一般采取和手动仪器比较)，每年应按照期间核查规程对其进行核查，防止产生数据漂移，影响结果。

(3)定期维护仪器参数，防止误操作和人为修改仪器的设置参数；对检定后的温度传感器和大气压修正值及时在系统内更新。

(4)温度传感器的插入位置和手动操作中温度计的安装位置一样，对结果产生的影响也是一致的。使用自动仪器时，温度传感器的温度探头安装位置如3图所示。

图3 温度传感器温度探头在蒸馏烧瓶支管的放置位置

2.5 加热强度的控制对试验结果的影响

加热强度的控制通过调整电压来完成。

(1)试验初期。确保开始加热到初馏点的时间在5～10 min内，加热电压的调整应逐步增大，防止出现突沸。一旦发生突沸，回收体积将很难判断，以至温度读数不准确。为防止突沸，可适当加入少量沸石(量大会粘附部分样品，影响残留量的测量)。

(2)试验中期。保证试验过程按照标准规定的要求进行，保持蒸馏速率均匀平稳，控制加热强度是保障数据准确的重点。馏出量按照4～5 mL/min的速率要求，用秒表计时，控制到每毫升12～15s，当每毫升达到14s时，应立即适当调高电压值，待每毫升达到15s时再调整电压就已经晚了。因为电压值调到整实际功率增大、加热强度增强，再把热能传递给被加热的样品需要一段时间,当然，每台设备的控制条件可能不同，需要使用者自己摸索一个合适的操作条件。

(3)试验后期。加热强度的控制更加关键，标准规定蒸馏烧瓶中5 mL残留物到终馏点的时间不超过5 min，此时一般需要加大加热强度，并维持到终馏点出现一段时间后结束。5 mL残留物的确定：冷凝管内样品的动态滞留量约为1.5 mL,如果轻组分损失为1 mL，则烧瓶中5 mL的残留量可认为对应于接收量筒内92.5 mL的量。这个量需要根据实际的轻组分损失进行修正，也可以根据前一次同一样品的损失来确定。从这个回收百分数开始计时，到终馏点时间不能超过5 min；对于终馏点不合格的样品这样的方法非常实用，且结果比较准确，一般需要做三次试验，第一次仅仅作为参考。

(4)终馏点判断的准确与否直接影响到试验结果的准确性。在观察终馏点时，往往会先看到干点，此时蒸馏烧瓶的颈部和支管附近有白雾状的蒸气冷凝物笼罩在感温装置之上，接近终馏点时蒸气温度上升速率开始下降并逐渐趋于平稳，一旦达到终馏点，蒸气温度会逐渐下降，通常会记录这个转折点作为终馏点；而有的试验在观察终馏点时，在蒸气温度下降过程中又反弹上升，这种升降的反复循环有时会出现几次，很多时候为了赶时间，这种现象很少观察到，而误把第一次转折点作为终馏点；出现这种现象的原因多是后期调整加热强度过强所造成的，需重新试验找出准确的终馏点。

3 影响试验时间的主要因素

3.1 试验准备工作对试验时间的影响

应养成良好的习惯，每次试验都按照自己拟定的顺序，按部就班地进行试验器材的选用，这样试验时才不至于手忙脚乱，丢三落四，延误试验时间，甚至于影响试验结果。

3.2 数字修约和蒸发温度的计算

数据修约。按照2012年的质检技术比武规则，大气压力表使用动槽式水银压差计，修正值的计算除了仪器本身的视值误差修正外，还要进行纬度和重力修正，既耗时又繁琐，平时工作中，可以选用2006年质检技术比武的修正规则，两种修正的结果几乎一致。

在馏程试验中，蒸发温度的计算往往耗费很多时间，需要运用蒸发损失、残留量等数据和蒸发温度计算公式进行计算。合理地选择结果报出方式，可以减少运算时间。

(1)下列情况可以直接采用回收温度而无需进行蒸发温度的计算：①平时的仪器校验、新购进仪器的验收；②实验室的质量控制(如期间核查等)；③实验室之间的数据比对和结果验证；④产品的入库验收，当检测结果小于等于产品的质量指标时；⑤管输油品的回掺检验等。

(2)当需要对产品进行合格与否的判定时可以分两种情况，区别对待：①当检测结果超出该产品的质量指标时，应当按照蒸发温度计算并报出结果；②当检测结果小于等于该产品的质量指标时，可直接采用回收温度。

(3)对蒸发温度计算公式的理解：①针对上述观点，可以从以下方面加以解释和说明。要准确理解蒸发温度计算公式，必须先弄清回收温度、蒸发温度、回收百分数、蒸发百分数、损失百分数、总回收百分数、终馏点对应的回收百分数和残留量等几个重要的概念；②对蒸发温度计算公式的解析：

方法中蒸发温度的计算公式(1)

T=TL+(TH-TL)(R-RL)/(RRH-RL)(1)

弄清楚里面每一个字母的含义，尤其是R的含义比较抽象，在日常工作的交流中得知，很多人对此一知半解，所以计算时只能死记硬背的照搬照套公式，条件稍有变化，很容易出错。仔细分析上述公式，其实R就是回收百分数，RH-，是与规定的蒸发百分数相对应的回收百分数，假如规定的蒸发百分数是50%，蒸发损失是1%，那么R所对应的回收百分数就是49%，再对照上述公式的注释说明，RH和RL的含义便不难理解了，至于这个蒸发温度的计算公式，实质就是一个内插法的计算公式：

这和前面的公式是一样的，通过这个公式，很容易理解，T的数值是永远不可能大于TH的，所以，3.1和3.2条里的情况，在实际运用中不会有任何问题。

在LIMS系统里所有的有关汽油馏程方面的数据均为蒸发温度，在平时的汽油馏程检验中，提供的检测数据也是蒸发温度，GB/T6536方法标准规定，试验结果必须报蒸发温度的是0组和1组样品，而且蒸发损失一般都大于2%，其实，这两组样品在实际工作中接触到的很少。被测样品所属组别的特性见表4。

表4 组别特性

根据油品组别的特性不难看出，平时所接触的样品中，蒸气压一般都小于65.5 kPa，属于二组特性，仔细分析GB/6536试验方法标准，可以发现，如果在报告中加以说明，使用回收温度报出结果也是方法所允许的；同时重复性采用回收温度进行计算也就合情合理了。2012年油品分析工技术比武中，虽然结果报出的是蒸发温度，但重复性计算使用的还是回收温度。

通过对以上操作和计算步骤和原理的深入了解，将有助于熟悉操作技术，统筹安排试验程序和操作步骤，达到合理节约时间的目的。

4 结束语

在汽油的馏程试验中，合理计划和安排试验过程的先后顺序，严格控制好每一个容易产生误差的环节，在标准规定和允许的范围内，合理地简化结果的报出，可以达到在保证结果准确度的前提下提高工作效率的目的。

2017-02-17。

卫功友(1968)，男，大专，高级技师，现从事石油产品检验检测工作。