石油產(chǎn)品自動(dòng)餾程和手動(dòng)餾程的應(yīng)用

李文波 陸蓉

摘? 要：以煉廠常見石油產(chǎn)品為樣品，對(duì)餾程分析的手動(dòng)法和自動(dòng)法的應(yīng)用情況進(jìn)行了詳細(xì)說明。結(jié)果表明：兩種方法都具有較高的分析準(zhǔn)確性，自動(dòng)法對(duì)標(biāo)樣的分析結(jié)果優(yōu)于手動(dòng)法對(duì)標(biāo)樣的分析結(jié)果，對(duì)同一樣品，兩種方法的測(cè)定結(jié)果基本一致，由于排除了人為因素的干擾，自動(dòng)法的重復(fù)性和中間再現(xiàn)性均優(yōu)于手動(dòng)法，使用自動(dòng)法可無形之中提高勞動(dòng)效率，減少勞動(dòng)強(qiáng)度，適用于煉廠生產(chǎn)中大批量樣品的分析和質(zhì)量控制。

關(guān)鍵詞：石油產(chǎn)品;自動(dòng)餾程;手動(dòng)餾程;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TE968? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? 文章編號(hào)：1671-2064（2019）24-0000-00

0引言

對(duì)于純液態(tài)物質(zhì)，其飽和蒸氣壓等于外壓時(shí)的溫度，稱為該液體在該外壓下的沸點(diǎn)，在一定外壓下，純液態(tài)物質(zhì)的沸點(diǎn)為一定值，但對(duì)于石油餾分這類復(fù)雜的混合物，其沸騰溫度并不是恒定的，一般用沸點(diǎn)范圍（沸程）來表征其蒸發(fā)及汽化性能，通過某種標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法所得到的沸程數(shù)據(jù)，習(xí)慣上稱之為餾程。

用餾程來表示各種不同石油產(chǎn)品的蒸發(fā)性，而蒸發(fā)性能對(duì)油品的安全、儲(chǔ)存和使用性能有很大影響，餾程結(jié)果還可提供關(guān)于油品組成和性質(zhì)的相關(guān)信息。GB17930-2016《車用汽油》、GB19147-2016《車用柴油》以及GB6537-2018《3號(hào)噴氣燃料》產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中分別對(duì)汽油、柴油和3號(hào)噴氣燃料的餾程指標(biāo)做了相應(yīng)的規(guī)定，其結(jié)果對(duì)不同類型發(fā)動(dòng)機(jī)的工作會(huì)產(chǎn)生重要影響。因此無論在煉廠生產(chǎn)控制，還是油品調(diào)合過程中，監(jiān)控油品組分的餾程十分重要。

石油產(chǎn)品餾程的測(cè)定方法主要有ASTM D86-18、GB/T 6536-2010（修改采用ASTM D86-07）和ASTM D2887-18（氣相色譜法），在實(shí)際生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用的是荷蘭AC公司開發(fā)的石油產(chǎn)品氣相色譜模擬餾程分析儀。本文就GB/T 6536-2010方法中的自動(dòng)餾程和手動(dòng)餾程在煉廠中對(duì)不同油品組分和產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行了詳細(xì)說明。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器和試劑

自動(dòng)餾程儀：Opti Dist，德國HER80G，出廠編號(hào)04881和04883。

手動(dòng)餾程儀：西安市精華電子儀器廠，型號(hào)JH010105。

甲苯：分析純，西隴科學(xué)或白銀良友化學(xué)試劑有限公司。

十六烷：分析純，天津大茂化學(xué)試劑廠。

ASTM D86餾程標(biāo)樣（1組和2組）：VHG Labs，產(chǎn)品編號(hào)VHG-D86-500。

ASTM D86餾程標(biāo)樣（4組）：VHG Labs，產(chǎn)品編號(hào)VHG-D86-4-500。

1.2 儀器溫度測(cè)量系統(tǒng)的校準(zhǔn)

按照方法要求，用校驗(yàn)液對(duì)手動(dòng)和自動(dòng)餾程儀的溫度測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)，對(duì)甲苯和十六烷進(jìn)行蒸餾，確定50%回收體積溫度，與表1的方法規(guī)定值進(jìn)行對(duì)比。

對(duì)校驗(yàn)液的實(shí)際測(cè)定結(jié)果如表2所示，用十六烷對(duì)溫度測(cè)量系統(tǒng)的高溫進(jìn)行驗(yàn)證。

由表2可見，對(duì)校驗(yàn)液50%回收體積溫度的實(shí)際測(cè)定結(jié)果達(dá)到了表1方法的規(guī)定值，說明手動(dòng)和自動(dòng)餾程儀的溫度測(cè)量裝置均合格，可以開展后續(xù)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

注意：對(duì)儀器溫度測(cè)量系統(tǒng)的校驗(yàn)頻次推薦每年一次，但當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行更換或修理后須立即進(jìn)行校驗(yàn)以確認(rèn)狀態(tài)。

1.3分析步驟

1.3.1手動(dòng)法

（1）用量筒取100mL試樣，全部倒入蒸餾燒瓶中，將裝有溫度計(jì)的橡膠塞裝在蒸餾燒瓶的頸部，然后將蒸餾燒瓶的支管緊密地裝在冷凝管上，用“電爐升降旋鈕”調(diào)節(jié)蒸餾燒瓶的垂直狀態(tài);（2）將取試樣的量筒放入冷凝管下端的量筒冷卻浴內(nèi)，用潮濕的棉花將量筒蓋嚴(yán)密，記錄室溫和大氣壓;（3）打開電源開關(guān)，調(diào)節(jié)電壓表，同時(shí)計(jì)時(shí)，控制好初餾點(diǎn)，時(shí)間在5～7min內(nèi)餾出;（4）初餾點(diǎn)出來后，馬上調(diào)整電爐電壓，并控制好流速，確認(rèn)蒸餾滴速保持在10秒鐘20～25滴且速度均勻;（5）當(dāng)蒸餾到50%點(diǎn)時(shí)，蒸餾燒瓶中體積減少，流速變慢，這時(shí)再次調(diào)整電爐電壓，再次檢查蒸餾速度保持10秒20～25滴，直到90%點(diǎn)餾出后，迅速調(diào)整電爐電壓，要求3～5min必須到達(dá)干點(diǎn);（6）在蒸餾過程中，如果量筒中餾出液的體積達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所指定的百分?jǐn)?shù)時(shí)，就立即讀出餾出溫度，按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修正后報(bào)告。

1.3.2自動(dòng)法

（1）打開電源開關(guān)，按下開機(jī)顯示屏中的退出鍵，啟動(dòng)“運(yùn)行/啟動(dòng)及顯示”顯示屏，點(diǎn)擊左下角的“new tesp”鍵，在Sample No欄中輸入樣品名稱，在Produce產(chǎn)品欄中選擇樣品所用的方法;（2）為中心孔選擇合適墊板（燒瓶支撐板），按方法中的樣品分組進(jìn)行選擇，此時(shí)顯示屏左下角Base Plate顯示為當(dāng)前所用墊板尺寸，用專用拉絲工具清潔冷凝管，左下角狀態(tài)欄Cond Cleaned變?yōu)榫G色，說明冷凝管已清潔;（3）用專用量筒量取100mL試樣并盡可能全部倒入專用分餾燒瓶中;（4）打開接收艙門把量筒放入到指定位置，顯示Receiver變?yōu)榫G色，說明接收器已經(jīng)安裝好;（5）將安有溫度計(jì)的燒瓶瓶塞插入燒瓶口，再將其固定安裝在加熱器平臺(tái)上，顯示Flask變?yōu)榫G色;（6）向下壓按調(diào)節(jié)自定位燒瓶加熱平臺(tái)的杠桿，儀器自動(dòng)調(diào)節(jié)高度并和燒瓶緊密相挨，此時(shí)四個(gè)按鈕全為綠色，點(diǎn)擊start按鈕，儀器進(jìn)入工作運(yùn)行狀態(tài);（7）按照調(diào)用的方法，儀器開始自動(dòng)工作，達(dá)到終餾點(diǎn)時(shí)，儀器記錄下溫度和時(shí)間，并自動(dòng)將燒瓶從加熱平臺(tái)上分離開來，此時(shí)從加熱平臺(tái)下方制冷裝置吹出冷風(fēng)給加熱平臺(tái)和燒瓶降溫;（8）點(diǎn)擊電子表格按鈕將結(jié)果顯示在屏幕上，做完樣，關(guān)閉電源開關(guān)。

1.4影響因素分析

測(cè)定餾程過程中的影響因素主要包括：

（1）操作者應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行方法，注意讀數(shù)的速度和準(zhǔn)確度;（2）確保所有計(jì)量器具經(jīng)過有效檢定，儀器設(shè)備狀態(tài)良好;（3）確認(rèn)樣品是否含水，對(duì)樣品正確分組，留意樣品溫度;

（4）清理冷凝管殘留液體，注意控制不同體積時(shí)的加熱速率。

2 結(jié)果與討論

2.1 準(zhǔn)確度考察

利用兩種餾程標(biāo)樣考察儀器和方法的準(zhǔn)確度，連續(xù)分析兩次，取平均值，結(jié)果如表3所示。

說明：標(biāo)樣證書上未給出各個(gè)點(diǎn)的測(cè)量不確定度，因此使用方法的再現(xiàn)性來判斷。方法再現(xiàn)性分為手動(dòng)法和自動(dòng)法，此處給出的是計(jì)算的較小結(jié)果。

從表3可以看出，對(duì)兩個(gè)標(biāo)樣，無論是手動(dòng)法還是自動(dòng)法，餾程各個(gè)點(diǎn)的分析結(jié)果均滿足方法的再現(xiàn)性要求，自動(dòng)法標(biāo)樣的分析結(jié)果優(yōu)于手動(dòng)法的分析結(jié)果，說明兩種方法的準(zhǔn)確度較好，分析結(jié)果可靠。

2.2重復(fù)性考察

選取煉廠常見的2種汽油組分產(chǎn)品、2種柴油組分產(chǎn)品和2種航煤組分產(chǎn)品，分別測(cè)定其餾程，進(jìn)行重復(fù)性的考察，不論是手動(dòng)餾程還是自動(dòng)餾程分析結(jié)果，各個(gè)樣品的重復(fù)性測(cè)定結(jié)果較好，均滿足方法的重復(fù)性要求，自動(dòng)法的重復(fù)性略優(yōu)于手動(dòng)法，同時(shí)也可以看出，對(duì)于同一樣品，用手動(dòng)法和自動(dòng)法所測(cè)分析結(jié)果基本一致，符合方法要求，滿足日常生產(chǎn)的需求。

2.3 中間再現(xiàn)性考察

在本實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，不同操作者用同一臺(tái)儀器對(duì)同一樣品按照同一分析方法，測(cè)定樣品餾程，以考察中間再現(xiàn)性，不論是手動(dòng)餾程還是自動(dòng)餾程，不同操作者分析結(jié)果的再現(xiàn)性符合方法的要求，自動(dòng)法的中間再現(xiàn)性略優(yōu)于手動(dòng)法，說明儀器性能穩(wěn)定，不會(huì)因操作者不同而產(chǎn)生大的波動(dòng)，從而保證分析結(jié)果的穩(wěn)定性和一致性。

3結(jié)論[1]

（1）對(duì)石油產(chǎn)品的餾程分析，手動(dòng)法和自動(dòng)法的分析結(jié)果基本一致，都可以滿足煉廠日常的生產(chǎn)分析要求。

（2）兩種方法均具有較高的分析準(zhǔn)確性，但自動(dòng)法對(duì)標(biāo)樣分析結(jié)果優(yōu)于手動(dòng)法對(duì)標(biāo)樣的分析結(jié)果，兩種方法的重復(fù)性和中間再現(xiàn)性的結(jié)果均滿足方法的規(guī)定要求，但由于排除了人為因素的干擾，自動(dòng)法均略優(yōu)于手動(dòng)法。

（3）手動(dòng)法分析一個(gè)樣品約一小時(shí)左右，而且分析過程中，人員不能離開，必須全程監(jiān)督，但用自動(dòng)法將樣品裝好開始分析后，人員可以去做別的項(xiàng)目分析，無形之中提高了工作效率，減輕了人員勞動(dòng)強(qiáng)度，因此在煉廠實(shí)際生產(chǎn)工作中，應(yīng)推廣使用自動(dòng)法配合生產(chǎn)，進(jìn)行大批量的樣品分析。

收稿日期：2019-11-02

作者簡(jiǎn)介：李文波（1984—），男，甘肅天水人，本科，主要從事煉廠石油產(chǎn)品的分析工作。