不同石油產(chǎn)品密度換算表的選擇

史軍歌，楊孟智，藺玉貴，高 磊

(中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院，北京 100083)

石油產(chǎn)品的密度是表征其輕重的指標(biāo)，準(zhǔn)確測(cè)定石油產(chǎn)品的密度對(duì)石化行業(yè)具有重要意義。目前，石油產(chǎn)品密度的測(cè)定通常依據(jù)石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SHT 0604—2000《原油和石油產(chǎn)品密度測(cè)定法(U形振動(dòng)管法)》[1]。但是對(duì)于凝點(diǎn)較高的樣品，常溫下流動(dòng)性較差，無(wú)法直接進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)密度的測(cè)定，需要在一定溫度下加熱為流動(dòng)性較好的液體進(jìn)行測(cè)量。石油產(chǎn)品的體積隨溫度變化而變化，故其密度也隨溫度的變化而發(fā)生變化，由某一溫度下所測(cè)到的密度根據(jù)密度換算表可以獲得其標(biāo)準(zhǔn)密度。由于不同類(lèi)型油品的密度隨溫度的變化率不同，所以不同油品需采用不同換算表進(jìn)行換算[2]。國(guó)內(nèi)石油烴類(lèi)混合物的密度換算的主要依據(jù)是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBT 1885—1998《石油計(jì)量表》，根據(jù)不同類(lèi)型樣品隨溫度變化的體積膨脹系數(shù)，分為A表(原油表)、B表(產(chǎn)品表)和D表(潤(rùn)滑油表)[3]。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)儀器

全自動(dòng)密度分析儀，DMA4500M型，帶452H型自動(dòng)進(jìn)樣器(Xsample)，奧地利安東帕有限公司生產(chǎn)。

1.2 試劑及材料

石油醚(60～90 ℃)、甲苯、異辛烷，均為市售分析純?cè)噭?；去離子水；專(zhuān)用樣品管及密封蓋；不同類(lèi)型石油產(chǎn)品，均來(lái)自中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同類(lèi)型樣品密度換算表的選擇

選取不同類(lèi)型的石油產(chǎn)品，在烘箱里加熱至流動(dòng)狀態(tài)，利用全自動(dòng)密度測(cè)定儀分別測(cè)定50，60，70，80 ℃下的樣品密度，由測(cè)試結(jié)果看出，隨著測(cè)試溫度的升高，樣品密度降低。將不同溫度的測(cè)試密度分別用B表和D表?yè)Q算成其標(biāo)準(zhǔn)密度，由不同測(cè)試溫度下的密度值換算出的標(biāo)準(zhǔn)密度的極差結(jié)果如表1所示。由表1可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于催化裂化油漿和1號(hào)催化裂化蠟油，采用B表?yè)Q算的標(biāo)準(zhǔn)密度極差小于D表?yè)Q算的極差，而減壓蠟油(VGO)、柴油、回?zé)捰?、加氫裂化尾油等其他油品，密度換算采用D表時(shí)得到的標(biāo)準(zhǔn)密度極差小于B表?yè)Q算所得極差，故催化裂化油漿和1號(hào)催化裂化蠟油密度換算時(shí)采用B表合適，而其他油品采用D表?yè)Q算更合適。原因可能為，與VGO、加氫裂化尾油等油品相比，催化裂化油漿和催化裂化蠟油的黏度較小，與潤(rùn)滑油性質(zhì)相差較大，所以不適合用D表。

表1 不同換算表得到的標(biāo)準(zhǔn)密度極差 kgm3

表1 不同換算表得到的標(biāo)準(zhǔn)密度極差 kgm3

樣 品極 差B表D表1號(hào)VGO2.30.52號(hào)VGO1.70.33號(hào)VGO1.70.21號(hào)催化裂化柴油2.51.02號(hào)催化裂化柴油1.21.11號(hào)催化裂化油漿0.50.72號(hào)催化裂化油漿0.70.31號(hào)回?zé)捰?.40.42號(hào)回?zé)捰?.60.51號(hào)常壓渣油2.30.62號(hào)常壓渣油2.40.71號(hào)催化裂化蠟油0.50.62號(hào)催化裂化蠟油2.60.41號(hào)加氫蠟油1.40.12號(hào)加氫蠟油1.401號(hào)加氫裂化尾油2.70.22號(hào)加氫裂化尾油4.40.5潤(rùn)滑油4.40.4

2.2 測(cè)試溫度對(duì)換算結(jié)果的影響

因?yàn)闃悠返捏w積隨溫度的變化而變化，所以測(cè)試溫度會(huì)影響密度測(cè)定結(jié)果。將各類(lèi)樣品的測(cè)試密度與測(cè)試溫度繪制曲線(xiàn)，發(fā)現(xiàn)測(cè)試密度與測(cè)試溫度成線(xiàn)性關(guān)系，線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)大于0.99，因此認(rèn)為油品密度與溫度成線(xiàn)性關(guān)系。將各類(lèi)樣品由線(xiàn)性擬合計(jì)算出的標(biāo)準(zhǔn)密度依次與50，60，70 ℃下的測(cè)試密度換算出的標(biāo)準(zhǔn)密度進(jìn)行比較，差值(依溫度順序)結(jié)果如表2所示。由表2可以看出，催化裂化油漿和1號(hào)催化裂化蠟油采用B表?yè)Q算時(shí)得到的標(biāo)準(zhǔn)密度與線(xiàn)性擬合出的標(biāo)準(zhǔn)密度值的差值比采用D表?yè)Q算時(shí)小，而其他油品密度換算采用D表時(shí)，得到的標(biāo)準(zhǔn)密度與線(xiàn)性擬合出的標(biāo)準(zhǔn)密度值相差較小。因此，催化裂化油漿和1號(hào)催化裂化蠟油密度換算時(shí)采用B表合適，而其他樣品采用D表?yè)Q算更合適。同時(shí)可以看出，測(cè)試溫度越低，無(wú)論采取哪個(gè)換算表進(jìn)行換算，得到的標(biāo)準(zhǔn)密度值與擬合密度值相差越小，原因是20 ℃密度數(shù)據(jù)是外延數(shù)據(jù)，外延幅度越小越好，并且測(cè)試溫度越低，樣品的烴類(lèi)結(jié)構(gòu)變化越小，體積變化越小，結(jié)果越真實(shí)。因此，在測(cè)定高凝點(diǎn)油品密度時(shí)，為保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，除了要正確選擇換算表外，還需要盡量在低溫下測(cè)試。

表2 不同換算表得到的標(biāo)準(zhǔn)密度與線(xiàn)性擬合密度(20 ℃)差值 kgm3

表2 不同換算表得到的標(biāo)準(zhǔn)密度與線(xiàn)性擬合密度(20 ℃)差值 kgm3

樣 品差 值B表D表1號(hào)VGO2.2,2.8,3.60.3,0.2,0.62號(hào)VGO3.2,4.1,4.90.1,0.2,0.43號(hào)VGO3.0,4.0,4.80.2,0.3,0.41號(hào)催化裂化柴油0.4,1.2,1.60.7,1.1,1.42號(hào)催化裂化柴油0.3,1.1,1.50.4,1.2,1.51號(hào)催化裂化油漿0,0.1,0.50.9,1.2,1.62號(hào)催化裂化油漿0.1,0.3,0.81.0,1.0,1.31號(hào)回?zé)捰?.6,0.9,1.10.6,0.8,1.11號(hào)常壓渣油2.1,2.8,4.40.4,0.6,1.01號(hào)催化裂化蠟油0.6,0.9,1.11.2,1.5,1.82號(hào)催化裂化蠟油1.4,2.0,2.60.3,0.4,0.31號(hào)加氫蠟油1.7,2.4,3.10.3,0.2,0.21號(hào)加氫裂化尾油1.7,3.4,4.40.1,0.2,0.3潤(rùn)滑油1.5,3.2,4.10.1,0.3,0.4

2.3 原因分析

表3 油品黏度(100 ℃)與密度換算表的選擇

3 結(jié) 論

由于不同油品的密度隨溫度的變化率不同，所以不同油品需采用不同換算表進(jìn)行換算。通過(guò)測(cè)定不同油品在不同溫度下的密度，根據(jù)最大差值法和密度比較法可以得知：黏度(100 ℃)小于5.0 mm2s的催化裂化蠟油、催化裂化油漿采用B表(石油產(chǎn)品表)換算得到標(biāo)準(zhǔn)密度較準(zhǔn)確；VGO、常壓渣油、潤(rùn)滑油、加氫裂化尾油、加氫蠟油、回?zé)捰偷扔推凡捎肈表(潤(rùn)滑油表)進(jìn)行換算更加合適。另外，測(cè)試溫度越低，換算得到的標(biāo)準(zhǔn)密度與擬合20 ℃密度相差越小，原因是20 ℃密度數(shù)據(jù)是外延數(shù)據(jù)，外延幅度越小越好，并且溫度越低，樣品變化越小。因此，在測(cè)定高凝點(diǎn)油品密度時(shí)，為保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，除了要正確選擇換算表外，還需要盡量在低溫下測(cè)試。