嚴(yán)亞寧,游紅霞
(中國石油寧夏石化公司,寧夏銀川 750026)
油品的氧化安定性是指油品在存儲和使用過程中的抗氧化能力。油品的氧化安定性主要與其組成有關(guān),烯烴、二烯烴及非烴化合物都會對油品的氧化安定性產(chǎn)生影響。汽油的氧化安定性直接影響汽油機的工作狀態(tài)。當(dāng)汽油發(fā)動機運轉(zhuǎn)時,汽油中的不安定組分被氧化,生成的黏稠膠狀物沉積在發(fā)動機的油箱、濾網(wǎng)、汽化器等部位,會堵塞油路,影響供油量,降低發(fā)動機的功率和經(jīng)濟性。另外,沉積在火花塞的膠質(zhì)在高溫下形成積碳引起短路使發(fā)動機熄火;進氣、排氣閥上的膠質(zhì)形成積碳后,使閥門關(guān)閉不嚴(yán),嚴(yán)重者燒壞閥門。汽油氧化安定性差還表現(xiàn)為尾氣排放超標(biāo)等。GB17930-2016《車用汽油》國家標(biāo)準(zhǔn)對車用汽油的氧化安定性做出了要求,并規(guī)定使用GB/T8018-2015《汽油氧化安定性的測定(誘導(dǎo)期法)》進行檢測。在實際工作中,由于此方法試驗時間長,干擾因素多,因此試驗結(jié)果容易出現(xiàn)偏差。本文對影響汽油氧化安定性的主要因素進行分析,并對如何提高試驗結(jié)果的準(zhǔn)確度提出建議[1,2]。
將裝有樣品、充入690 kPa~705 kPa氧氣的彈體放入100±2℃的熱浴中,按規(guī)定的時間間隔讀取壓力或連續(xù)記錄壓力,直至到達轉(zhuǎn)折點,試樣從放進水浴中到轉(zhuǎn)折點的時間為試驗溫度下的實測誘導(dǎo)期。
在實際工作中,因檢測設(shè)備或人員問題,樣品不能當(dāng)天進行檢測需進行存儲,所以有必要考察儲存溫度對汽油安定性測定結(jié)果的影響。
取催化汽油在不同溫度下存放進行誘導(dǎo)期測定,具體測定結(jié)果(見表1)。
表1 不同溫度下存儲,誘導(dǎo)期測定結(jié)果
通過表1可知:樣品在接近于室內(nèi)溫度(20℃)左右存放下,測定結(jié)果與在30℃以上存放所測結(jié)果相差較大,試驗表明樣品的存儲溫度對汽油氧化速度的影響很大。
建議:樣品的存儲溫度保持在15℃~25℃,盡可能在短時間內(nèi)盡快進行檢測。
汽油在陽光照射下,吸收能量,烴類分子被活化,開始新的氧化鏈反應(yīng),其中以紫外線的影響最大。在實驗室選用棕色玻璃瓶、白色玻璃瓶日光照射、白色玻璃瓶避光三種狀態(tài)存儲48 h進行誘導(dǎo)期試驗,具體(見表2)。
從表2試驗結(jié)果可看出,棕色玻璃瓶盛裝的樣品與白色玻璃瓶避光保存的樣品誘導(dǎo)期測定結(jié)果基本相同,而白色透明的玻璃瓶經(jīng)光照射后,誘導(dǎo)期下降明顯。
建議:樣品在測定前要避光存儲,并且鑒于樣品采集回來還要分析其他項目,如辛烷值、實際膠質(zhì)等,儲存條件對這些項目的測定結(jié)果均有影響,因此最好用棕色玻璃瓶盛裝試樣。
測定儀安裝狀況對測定結(jié)果影響很大,如有漏氣,哪怕是難以發(fā)覺的滲漏,都會造成測定結(jié)果的偏差。為保證測定器嚴(yán)密不漏氣,應(yīng)對稱緊固,均勻用力。
建議:測定前對彈體上安裝的彈柄密封墊圈、泄壓閥進行檢查、試漏。
GB/T8018中規(guī)定試驗溫度為100±2℃,根據(jù)當(dāng)?shù)貧鈮焊叩瓦m當(dāng)調(diào)整浴液,如果試驗地區(qū)的大氣壓長期低于101.3 kPa,水加熱至沸騰仍達不到100℃時,可添加適量的甘油或乙二醇,并且使用合適的攪拌裝置,使液體浴的溫度維持在98℃~102℃。因為這是測定的主要條件之一,溫度的高低影響測定結(jié)果的精密度。目前也有用電加熱浴進行加熱的,電加熱浴的加熱容量、加熱速率和熱轉(zhuǎn)移特性等參數(shù)可能與液體浴不同,只有當(dāng)樣品加熱速率和樣品溫度與液體浴相當(dāng)時,才能夠用電加熱浴代替液體浴,電加熱浴樣品溫度要定期進行校準(zhǔn),以保證溫度均勻符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
2.5.1 樣品的潔凈程度 樣品中雜質(zhì)、水分的存在會加速氧化作用而使壓力提前下降,使測定結(jié)果偏低。因此試樣用前要對樣品進行過濾。
2.5.2 試驗用器皿、儀器的清潔度 盛裝樣品的器皿、儀器上殘留有容易和氧起反應(yīng)的物質(zhì),就會加速氧化而使壓力提前下降,影響測定結(jié)果。因此GB/T8018規(guī)定試驗用的玻璃樣品杯要用膠質(zhì)溶劑洗去膠質(zhì),然后用清潔劑清洗并干燥。儀器組件也要用膠質(zhì)溶劑清洗除去上次試驗殘留物質(zhì),使試驗用器皿無殘留物。但是清洗溶劑也很重要,堿性清洗劑清洗效果差,影響測定值偏低,標(biāo)準(zhǔn)中也規(guī)定用混酸,但是鉻酸洗液作為一種強氧化劑,是公認(rèn)的致癌物,并且污染環(huán)境,因此建議用濃硫酸浸泡,然后用自來水、蒸餾水和丙酮洗滌。
表2 日光照射對誘導(dǎo)期的影響
2.5.3 充入氧氣量要符合規(guī)定 第一次充氧(690 kPa~705 kPa)的目的在于吹出彈內(nèi)的原有空氣,應(yīng)慢慢、勻速通入,釋放彈體內(nèi)的壓力時也要緩慢勻速地進行,充氧及釋放時間均不少于3 min,以防過快的充氧速度將彈體內(nèi)的試樣杯蓋掀起擊碎、造成試樣濺出且污染彈體內(nèi)壁及堵塞針型閥。其后再次通入氧氣直至表壓達到690 kPa~705 kPa,進行試漏,并觀察泄漏情況,確認(rèn)無泄漏后,進行試驗。
2.5.4 充入的氧氣純度 充入氧氣純度直接影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確度,如:一般的工業(yè)氧,純度不高含雜質(zhì),會加速油品的氧化,因此本標(biāo)準(zhǔn)特別規(guī)定了氧氣的純度,要求氧氣為高純氧,純度大于99.6%。
通過對汽油誘導(dǎo)期的多年的測試及對標(biāo)準(zhǔn)的理解,從樣品的潔凈度、存儲溫度、光照及儀器安裝和試驗溫度等方面初步討論了影響汽油氧化安定性(誘導(dǎo)期法)測定準(zhǔn)確度的相關(guān)因素并提出了相關(guān)建議。
[1]GB/T 8018-2015汽油氧化安定性的測定(誘導(dǎo)期法)[S].國家標(biāo)準(zhǔn),2015.
[2]周亞松.石油加工與油料學(xué)[M].北京:石油工業(yè)出版社,2008.