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文檔簡介

第三章汽油分析教學(xué)基本要求第一節(jié)汽油規(guī)格第二節(jié)汽油技術(shù)要求的分析教學(xué)基本要求

一、了解汽油的分類、牌號和用途

。二、理解汽油的技術(shù)要求及其評定意義,了解影響汽油使用性能的主要因素

。三、掌握汽油主要技術(shù)指標(biāo)的分析檢驗方法、原理;能準(zhǔn)確把握汽油的餾程、蒸氣壓、銅片腐蝕、硫含量、硫醇硫含量、水溶性酸堿等常見技術(shù)要求分析的技能要素

。

四、掌握汽油分析常用儀器的性能、使用方法和測定注意事項;能分析處理汽油分析中的常見故障,排除實驗異?,F(xiàn)象。一、汽油種類、牌號

1.汽油種類

汽油是沸點范圍為30~205℃,可以含有適當(dāng)添加劑的精制石油餾分。主要用作汽油機(jī)燃料,如摩托車、輕型汽車、快艇、小型發(fā)電機(jī)及活塞式發(fā)動機(jī)飛機(jī)等。目前,我國汽油按組成和用途不同分為車用無鉛汽油、車用乙醇汽油和航空汽油三種。

2.汽油牌號

車用無鉛汽油和車用乙醇汽油均按研究法辛烷值劃分牌號。前者有90號、93號和95號三個牌號;后者有90號、93號、95號和97號四個牌號。

按國標(biāo)規(guī)定,凡銷售符合國家標(biāo)準(zhǔn)汽油的加油機(jī)泵及容器都應(yīng)標(biāo)明下列標(biāo)志:無鉛90號汽油、無鉛93號汽油、無鉛95號汽油或E10乙醇汽油90號、E10乙醇汽油93號、E10乙醇汽油95號或E10乙醇汽油97號。

航空汽油按馬達(dá)法辛烷值分為75號、95號和100號三個牌號,其代號分別為RH-75、RH-95/130和RH-100/130。其中,R代表石油燃料類(沿用石油產(chǎn)品舊分類方法GB498-1965的符號標(biāo)注),H代表航空汽油,130表示品度值。目前國內(nèi)航空汽油只占汽油產(chǎn)品比例的很小部分。

二、汽油規(guī)格

目前,我國車用汽油有效的國家標(biāo)準(zhǔn)只有GB17930-1999《車用無鉛汽油》和GB18351-2004《車用乙醇汽油》兩個,從2003年7月1日起,車用無鉛汽油商業(yè)名定為“高標(biāo)準(zhǔn)清潔汽油”。此外,按環(huán)保要求嚴(yán)格程度不同,各地還制定有相應(yīng)的地方性標(biāo)準(zhǔn),例如,北京市地方標(biāo)準(zhǔn)DB11/238—2004《車用汽油》,深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)技術(shù)規(guī)范SZJG12—2004《含清凈劑車用無鉛汽油》等。航空汽油執(zhí)行的國家標(biāo)準(zhǔn)是GB1787-1979(1988)《航空汽油》。1.汽油規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)

2.汽油技術(shù)要求(見鏈接)

我國汽油分別于2002年9月、2004年8月和2004年12月對GB17930-1999《車用無鉛汽油》進(jìn)行三次修改:甲醇檢出限量要求不大于0.1%,且不得人為加入。這是因為甲醇不僅可以直接對汽車發(fā)動機(jī)部件、大氣環(huán)境和人體健康造成危害(人體中毒量僅為5~15mL),而且還具有氧含量高(高達(dá)50%,要求的空燃比很低,普通汽車發(fā)動機(jī)難以適應(yīng))、熱值低(僅為汽油的45%,油耗明顯增加,給消費者帶來較大損失)、汽化潛熱高(約為汽油的3.7倍,致使汽油冷啟動性能變差)、調(diào)合蒸氣壓高(甲醇本身蒸氣壓比較低,但調(diào)入汽油中后,卻能使調(diào)合蒸氣壓明顯高于基礎(chǔ)汽油,行車時易引起氣阻而熄火)等不足。

硫含量指標(biāo)由不大于1.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))修改至目前的不大于0.05%,同時在其試驗方法欄中增加了GB/T11140-1989《石油產(chǎn)品硫含量測定法(X射線光譜法)》、SH/T0253-1992《輕質(zhì)石油產(chǎn)品中總硫含量測定法(電量法)》、SH/T0689-2000《輕質(zhì)烴及發(fā)動機(jī)燃料和其他油品的總硫含量測定法(紫外熒光法)》、SH/T0742-2004《汽油中硫含量測定法(能量色散X射線熒光光譜法)》等4個測試方法,仲裁試驗仍以GB/T380-1977(1988)《石油產(chǎn)品硫含量測定法(燃燈法)》測定結(jié)果為準(zhǔn)。其他如錳含量、鐵含量、苯含量、芳烴含量和烯烴含量的試驗方法也引入了新標(biāo)準(zhǔn)。

車用乙醇汽油是在不添加含氧化合物(含氧添加劑)的液體烴類中加入一定量變性燃料乙醇后的點燃式發(fā)動機(jī)燃料。加入變性燃料乙醇的體積分?jǐn)?shù)為10.0%,稱為E10。

GB18351-2004《車用乙醇汽油》與GB17930-1999《車用無鉛汽油》技術(shù)要求的主要差異是:將機(jī)械雜質(zhì)和水分項目中的水分單獨列出,并嚴(yán)格規(guī)定水含量不大于0.20%,原因是乙醇為親水性液體,易與水互溶,使油品含水量升高,影響油品使用性能,甚至不能正常燃燒,造成汽車“爬窩”;增加了乙醇含量項目,要求乙醇含量(體積分?jǐn)?shù))不

與航空汽油不同,為防止交通干線周圍空氣的鉛污染,車用無鉛汽油中不允許添加抗爆添加劑乙基液。大于10.0%±0.2%;同時,嚴(yán)格限制其他含氧化合物(作為助溶劑而加入的高級醇)不大于0.1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù));增加了“車用乙醇汽油中變性燃料乙醇含量測定法(現(xiàn)場快速法)”作為提示性附錄。

車用乙醇汽油嚴(yán)格規(guī)定:不得人為加入甲醇。

由國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會于2005年7月18日批準(zhǔn),自2005年10月30日起實施的GB18351-2004《車用乙醇汽油》國家標(biāo)準(zhǔn)第1號修改單對車用乙醇汽油技術(shù)要求中的硫含量指標(biāo)作出如下修改:由原來的不大于0.08/%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))修改為不大于0.05/%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。

變性燃料乙醇是按國標(biāo)GB18350—2001《變性燃料乙醇》質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),通過專用設(shè)備,特定脫水工藝生產(chǎn)的99.2%(體積分?jǐn)?shù))的無水乙醇,經(jīng)過變性處理后僅供調(diào)合車用乙醇汽油使用的燃料乙醇,不能食用。加入的變性劑,應(yīng)符合GB17930-1999《車用無鉛汽油》的要求,但不得加入其他含氧化合物;燃料乙醇與變性劑的體積比為10∶2~100∶5,即變性劑在變性燃料乙醇中的體積分?jǐn)?shù)為1.96%~4.76%。變性燃料乙醇標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求等效采用ASTMD4806-1999《與汽油混合用作車用點燃式發(fā)動機(jī)燃料的變性乙醇標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格》,達(dá)國際水平。

1.填空題(1)我國汽油按組成和用途不同分

、

三種。(2)目前,我國車用汽油有效的國家標(biāo)準(zhǔn)只有

兩個。

2.選擇題(1)“無鉛95號汽油”表示()。

A.95號汽油B.95號無鉛車用汽油

C.95號車用無鉛汽油號D.95號車用汽油(2)車用無鉛汽油第3號修單將硫含量修改至()。

A.不大于0.08%B.不大于0.015%C.不大于0.05%D.不大于0.1%

1.填空題(1)車用無鉛汽油,車用乙醇汽油,航空汽油(2)GB17930-1999《車用無鉛汽油》,GB18351-2004《車用乙醇汽油》

2.選擇題(1)C

(2)C答案:

一、蒸發(fā)性

車用無鉛汽油和車用乙醇汽油的主要技術(shù)要求及評定指標(biāo)均相同,以下僅以車用無鉛汽油為例介紹其技術(shù)要求的分析檢驗方法。

1.質(zhì)量要求

在一定的溫度、壓力下,汽油由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的能力,稱為汽油的蒸發(fā)性(或稱氣化性)。汽油機(jī)是點燃式發(fā)動機(jī),燃料在發(fā)動機(jī)中燃燒前,首先要與空氣形成可燃性混合氣,再由電火花點燃膨脹做功。因此,蒸發(fā)性是保證燃料燃燒穩(wěn)定、完全的先決條件,是車用無鉛汽油的重要性質(zhì)之一。

據(jù)報道,汽車總排放污染物中烴類的排放量約有15%~20%來自燃料的蒸發(fā)損失,因此適度的蒸發(fā)性對環(huán)境保護(hù)也至關(guān)重要。

車用無鉛汽油對蒸發(fā)性的質(zhì)量要求:保證能夠充分燃燒,并使發(fā)動機(jī)在冬季易于啟動,輸油管在夏季不形成氣阻。

2.評定指標(biāo)的分析檢驗

評價車用無鉛汽油蒸發(fā)性的指標(biāo)有餾程與飽和蒸氣壓。(1)餾程油品在規(guī)定條件下蒸餾,從初餾點到終餾點這一溫度范圍稱為餾程。

通常,車用無鉛汽油的餾程用10%、50%、90%蒸發(fā)溫度、終餾點和殘留量等來表示。

蒸發(fā)溫度與餾出溫度變化趨勢相似,但兩者概念不同。例如,10%蒸發(fā)溫度是指當(dāng)回收(餾出)體積分?jǐn)?shù)與觀察到的(未做修正的)損失體積分?jǐn)?shù)之和為10%時,蒸餾溫度計的讀數(shù);而10%餾出溫度則是指回收體積分?jǐn)?shù)為10%時,蒸餾溫度計的讀數(shù)。前者略低。

①測定意義車用無鉛汽油餾程各蒸發(fā)體積溫度的高低,直接反映其輕重組分相對含量的多少,與使用性能密切相關(guān)。

10%蒸發(fā)溫度表示車用無鉛汽油中含低沸點組分(輕組分)的多少,它決定汽油低溫啟動性和形成氣阻的傾向。

汽油10%餾出溫度與啟動氣溫的關(guān)系

10%蒸發(fā)溫度/℃54606671778298107能直接啟動的最低大氣溫度/℃-21-17-13-9-6-205

車用無鉛汽油規(guī)格中規(guī)定,10%蒸發(fā)溫度不能高于70℃。目前,車用無鉛汽油只規(guī)定了10%蒸發(fā)溫度的上限,其下限實際上是由蒸氣壓來控制的,一般認(rèn)為車用無鉛汽油的10%蒸發(fā)溫度不宜低于60℃。

試驗表明,若車用無鉛汽油的10%餾出溫度分別為40℃、50℃、60℃、70℃時,則相應(yīng)開始產(chǎn)生氣阻的溫度為-13℃、7℃、27℃,47℃。

50%蒸發(fā)溫度表示車用無鉛汽油的平均蒸發(fā)性,它直接影響發(fā)動機(jī)的加速性和工作平穩(wěn)性。50%蒸發(fā)溫度過高,當(dāng)發(fā)動機(jī)加大油門提速時,部分汽油將來不及充分氣化,引起燃燒不完全,致使發(fā)動機(jī)功率降低,甚至突然熄火。為此,嚴(yán)格規(guī)定車用無鉛汽油50%蒸發(fā)溫度不高于120℃。

90%蒸發(fā)溫度和終餾點表示車用無鉛汽油中高沸點組分(重組分)的多少,決定其在氣缸中的蒸發(fā)完全程度。車用無鉛汽油嚴(yán)格限制90%蒸發(fā)溫度不高于190℃,終餾點不高于205℃。

殘留量反映車用無鉛汽油貯存過程中,氧化生成膠質(zhì)物質(zhì)的含量。車用無鉛汽油限制殘留量不大于2%。

試驗表明,與使用終餾點為200℃的汽油相比,用終餾點為225℃和250℃的汽油,分別造成氣缸磨損增大1倍、4倍,耗油量增加7%、40%。

②分析檢驗方法車用無鉛汽油餾程測定按GB/T6536-1997《石油產(chǎn)品蒸餾測定法》進(jìn)行。適用于測定所有發(fā)動機(jī)燃料、溶劑油和輕質(zhì)石油產(chǎn)品的餾程。蒸餾裝置有手工蒸餾(采用噴燈加熱或電加熱)(見鏈接)和自動蒸餾(見鏈接),仲裁試驗應(yīng)采用手工蒸餾。

采用電加熱的手工蒸餾裝置總裝圖1—量筒;2—吸水紙;3—溫度計;4—蒸餾燒瓶;5—石棉板;6—電加熱元件;7—蒸餾燒瓶支架平臺;8—蒸餾燒瓶調(diào)節(jié)旋鈕;9—熱量調(diào)節(jié)盤;10—開關(guān);11—無底罩;12—冷凝器;13—冷凝管;14—金屬罩

SYD-6536B石油產(chǎn)品蒸餾試驗器(雙管)SYP2001-Ⅴ

石油產(chǎn)品蒸餾試驗器適用標(biāo)準(zhǔn):GB/T6536-1997適用標(biāo)準(zhǔn):GB/T6536-1997

適用范圍:車用無鉛汽油、航空汽油、噴氣燃料、適用范圍:同上特殊沸點的溶劑、石腦油、煤油、柴油、餾分燃料等技術(shù)參數(shù):冷浴容積7L,溫控范圍0~65℃,技術(shù)參數(shù):冷浴溫度0~60℃,控溫精度±0.5℃;連續(xù)可調(diào),控溫精度±0.5℃;額定功率1300W;壓縮機(jī)制冷;加熱功率0~1000W(連續(xù)可調(diào));溫度顯示方式LED數(shù)字顯示蒸餾測溫范圍0~300℃和0~400℃

蒸餾測定時,將100mL試樣在規(guī)定條件下進(jìn)行蒸餾,系統(tǒng)觀察溫度計讀數(shù)和冷凝液體積,并根據(jù)這些數(shù)據(jù),進(jìn)行計算和報告結(jié)果。

冷凝管較低的一端滴下第一滴冷凝液時的溫度計讀數(shù),稱為初餾點。當(dāng)餾出物體積分?jǐn)?shù)為裝入試樣的10%、50%、90%時,蒸餾瓶內(nèi)溫度計的對應(yīng)讀數(shù)分別稱為10%、50%、90%餾出溫度。蒸餾過程中,溫度計最高讀數(shù),稱為終餾點(簡稱終點),又稱“最高溫度”。蒸餾燒瓶底部最后一滴液體氣化瞬間所觀察到的溫度計讀數(shù),稱為干點,此時不考慮蒸餾燒瓶壁及溫度計上的任何液滴或液膜。由于終餾點通常在蒸餾燒瓶底部液體全部氣化后才出現(xiàn),故往往與干點相同。

初餾點到終點這一溫度范圍即稱為餾程。

蒸餾結(jié)束后,將冷卻至室溫的燒瓶內(nèi)容物按規(guī)定方法收集到5mL量筒中測得的體積分?jǐn)?shù),稱為殘留量(簡稱殘留);而以裝入試樣體積為100%減去餾出液體和殘留物的體積分?jǐn)?shù)之和,所得差值稱為損失量(簡稱損失)。生產(chǎn)實際中常稱上述這套完整數(shù)據(jù)為餾程,作為輕質(zhì)燃料油的質(zhì)量指標(biāo)。

一般用終點而不用干點。對特殊用途的石腦油(如涂料工業(yè)用石腦油),可以報告干點;當(dāng)某些試樣終點的精密度總不能不能符合規(guī)定時,也可以用干點代替終點。

測定時,根據(jù)使用蒸餾儀器的不同,要求觀察記錄的回收體積分?jǐn)?shù)(量筒內(nèi)蒸餾所得冷凝液體占蒸餾油品的體積分?jǐn)?shù))和對應(yīng)溫度計讀數(shù)(回收溫度)的精確度也不同,手工蒸餾要求精確至0.5mL、0.5℃,自動蒸餾要求精確至0.1mL、0.1℃。

通常,蒸餾溫度計讀數(shù)需修正至101.3kPa(760mmHg)時的讀數(shù),并要求在報告中指出觀察的大氣壓力,說明是否已進(jìn)行大氣壓力修正。

式中:tc——修正至101.3kPa時的溫度計讀數(shù),℃;

t——觀察到的溫度計讀數(shù),℃;

C——溫度計讀數(shù)修正值,℃;

pk——試驗時的大氣壓力,kPa;

p——試驗時的大氣壓力,mmHg。

近似的蒸餾溫度計讀數(shù)修正值(見鏈接)

根據(jù)所用儀器的不同,對修正后的溫度還要進(jìn)行相應(yīng)的修約,然后才能用于以后的計算和報告。若采用手動蒸餾,結(jié)果修約至0.5℃;若采用自動蒸餾,結(jié)果修約至0.1℃。

真實損失體積分?jǐn)?shù),應(yīng)是按下式修正后的計算值。

式中:φ損失,c——修正至101.3kPa時損失體積分?jǐn)?shù),%;φ損失——從試驗數(shù)據(jù)計算得出的損失體積分?jǐn)?shù),%;

pk——試驗時的大氣壓力,kPa;

p——試驗時的大氣壓力,mmHg;

A,B——常數(shù)。觀察的大氣壓力AB觀察的大氣壓力ABkPa(或mmHg)kPa(或mmHg)74.6(560)0.2310.38489.3(670)0.4000.30076.0(570)0.2400.38090.6(680)0.4280.28677.3(580)0.2500.37592.0(690)0.4610.26978.6(590)0.2610.36993.3(700)0.5000.25080.0(600)0.2730.36394.6(710)0.5450.22781.3(610)0.2860.35796.0(720)0.6000.2002.6(620)0.3000.35097.3(730)0.3500.16684.0(630)0.3160.34298.6(740)0.7500.12585.3(640)0.3330.333100.0(750)0.8570.07186.6(650)0.3530.323101.3(760)1.0000.00088.0(660)0.3750.312

用于修正蒸餾損失的常數(shù)A和B

如果貿(mào)易雙方協(xié)商同意,蒸餾溫度計讀數(shù)允許不進(jìn)行大氣壓力修正,則此時損失體積分?jǐn)?shù)也無需修正。式中:φ最大回收,c——修正后的最大回收量,%;

φ最大回收——觀察的最大回收量,%;

φ損失——從試驗數(shù)據(jù)計算得出的損失量,%;

φ損失,c——修正后的損失量,%。

蒸餾結(jié)束后,量筒內(nèi)接收冷凝液的最大體積,占裝入試樣的體積分?jǐn)?shù),稱為最大回收量。最大回收量按下式進(jìn)行修正。

油品按規(guī)定條件蒸餾時,所得回收量與觀察的(未做修正的)損失量之和,稱為蒸發(fā)量(體積分?jǐn)?shù))。

式中:φ蒸發(fā)——蒸發(fā)量,%;

φ回收——規(guī)定溫度的回收量,%;

φ損失——從試驗數(shù)據(jù)直接計算得出的損失量,%。

規(guī)定蒸發(fā)體量時的溫度計讀數(shù),稱為蒸發(fā)溫度。車用無鉛汽油餾程要求用蒸發(fā)溫度表示,按下式計算:

式中:t——蒸發(fā)溫度,℃;

φ回收,0——對應(yīng)于規(guī)定蒸發(fā)量的回收量,%;

φ回收,L——臨近并低于φ回收,0的回收量,%;

φ回收,H——臨近并高于φ回收,0的回收量,%;

tL——在RL時觀察到的溫度計讀數(shù),℃;

tH——在時觀察到的溫度計讀數(shù),℃。

除非貿(mào)易雙方協(xié)定同意,各餾出溫度(回收溫度)可不用進(jìn)行大氣壓力修正,否則,tL

、tH必須使用修正后的溫度。

【例題】已知在大氣壓力為98.6kPa(740mmHg)時觀察的手動蒸餾數(shù)據(jù)。

計算修正至101.3kPa(760mmHg)后的:(1)5%回收溫度;(2)10%回收溫度;(3)損失量;(4)最大回量;(5)10%蒸發(fā)溫度(t10E);要求根據(jù)所使用的儀器,對回收溫度進(jìn)行修約。

項目在98.6kPa(740mmHg)時的觀察數(shù)據(jù)項目在98.6kPa(740mmHg)時的觀察數(shù)據(jù)初餾點/℃27.5回收20%時溫度/℃56.0回收5%時溫度/℃35.0最大回收量/%95.2回收10%時溫度/℃40.5殘留量/%1.2回收15%時溫度/℃47.5損失量/%3.6解:(1)

由于采用手動蒸餾,因此按要求5%回收溫度修約為tc=35.5℃

(2)同理,C=[0.0009(101.3-98.6)(273+40.5)]℃=0.8℃tc=t+C=40.5℃+0.8℃=41.3℃修約后的10%回收溫度為tc=41.5℃。

(3)由上表查得,當(dāng)大氣壓力為98.6kPa時,A=0.75,B=0.125%。則:即修正后的損失量為2.8%。

(5)對應(yīng)于10%蒸發(fā)體積分?jǐn)?shù)的回收量為:

即修正后的最大回收量為96.0%。(4)

則修正到101.3kPa(760mmHg)后的10%蒸發(fā)量(6.4%回收體積分?jǐn)?shù))時的溫度及讀數(shù)為:③測定注意事項

試驗儀器試驗用蒸餾燒瓶和量筒需經(jīng)過檢驗,必須符合GB/T6536-1997附錄A1、A6的規(guī)格要求,蒸餾燒瓶要干凈,不許有積炭,否則會降低其導(dǎo)熱性;試驗用溫度計必須符合GB/T6536-1997附錄B的規(guī)格要求,并定期進(jìn)行零位校正和示值穩(wěn)定性檢驗。此外,試驗前要擦拭冷凝管內(nèi)壁,清除上次試驗殘留液體。

檢查試樣含水狀況若試樣含水較多,蒸餾時會在溫度計上逐漸冷凝,聚成水滴,水滴落入高溫的油中,迅速氣化,

即10%蒸發(fā)溫度應(yīng)為37.2℃可造成燒瓶內(nèi)壓力不穩(wěn),甚至發(fā)生沖油(突沸)現(xiàn)象。因此測定前必須檢查試樣是否含有可見水。若含有可見水,則不適合做試驗,應(yīng)該另取一份無懸浮水的試樣進(jìn)行試驗,并加入沸石,以保證試驗安全及測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

量取溫度油品體積受溫度影響較大,要求量取汽油試樣、餾出物及殘留液體積時,溫度均要保持在13~18℃之間,否則將引起測量誤差。

燒瓶支板的選擇蒸餾燒瓶支板由陶瓷或硬石棉制成,它只允許蒸餾燒瓶通過支板孔被直接加熱,因此具有保證加熱速度和避免油品過熱的作用。蒸餾不同石油產(chǎn)品要選用不同孔徑的支板。通常的考慮是,蒸餾終點時的油品表面應(yīng)高于加熱面。輕油大都要求測定終餾點,為防止過熱可選擇

孔徑較小的支板,如汽油要求用選用孔徑為38mm的支板。

溫度計的安裝水銀溫度計應(yīng)位于蒸餾燒瓶頸部的中央,毛細(xì)管最低點應(yīng)與燒瓶支管內(nèi)壁底部最高點平齊(如圖所示)。過高或過低,將會引起測量溫度偏低或偏高。溫度計在燒瓶中的位置

蒸餾燒瓶支管、冷凝管及量筒的安裝要符合GB/T6536-1997中的要求(詳見實訓(xùn)3-1)

冷浴溫度測定不同石油產(chǎn)品餾程時,冷凝器內(nèi)水浴溫度控制要求不同。汽油初餾點低,輕組分多,易揮發(fā),為保證油氣全部冷凝,減少蒸餾損失,必須控制冷浴溫度為0~1℃。

加熱強度各種石油產(chǎn)品沸點范圍不同,對較輕油品,若加熱強度過大,會迅速產(chǎn)生大量氣體,使燒瓶內(nèi)壓力高于外界大氣壓,導(dǎo)致相應(yīng)回收體積的溫度讀數(shù)偏高;同時,因過熱將造成終餾點升高。反之,加熱強度不足,會使各餾出溫度降低。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,蒸餾汽油時,從開始加熱到初餾點的時間為5~10min;從初餾點到5%回收體積的時間是60~75s;從5%回收體積到蒸餾燒瓶中殘留物為5mL時,冷凝平均速率是4~5mL/min;從蒸餾燒瓶中5mL液體殘留物到終餾點的時間為3~5min。

蒸餾損失控制測定汽油餾程時,量筒的口部要用吸水紙或脫脂棉塞住,以減少餾出物揮發(fā)損失,使其充分冷凝;同時避免冷凝管上的凝結(jié)水落入量筒內(nèi)。

蒸餾的油樣處理蒸餾完畢,油樣不得倒入水池或下水道,必須待油溫降至于100℃以下,再倒入廢油桶內(nèi),如不慎灑在地面,應(yīng)及時用砂土等處理干凈。

(2)蒸氣壓在一定溫度下,某物質(zhì)處于氣液兩相平衡狀態(tài)時的壓力,稱為飽和蒸氣壓(簡稱蒸氣壓)。車用無鉛汽油的蒸氣壓用雷德蒸氣壓表示。雷德蒸氣壓是在規(guī)定的條件下(37.8±0.1℃),用雷德式飽和蒸氣壓測定器所測得的油品試樣蒸氣的最大壓力。

①測定意義車用無鉛汽油的蒸氣壓,是評價其氣化性能、啟動性能、生成氣阻傾向及貯存時損失輕組分趨勢的重要指標(biāo)。蒸氣壓高,說明汽油含輕組分多,容易氣化,利于發(fā)動機(jī)低溫啟動,效率高,油耗低。但蒸氣壓過高,能引起貯存、運輸過程的蒸發(fā)損耗,使著火危險性增大,而且還容易在輸油管路中形成氣阻,造成供油不足或中斷,使發(fā)動機(jī)功率降低,甚至熄火。大氣溫度與車用無鉛汽油不產(chǎn)生氣阻的蒸氣壓關(guān)系

大氣溫度/℃1016222833384449不產(chǎn)生氣阻的最高蒸氣壓/kPa9784766956484136我國對車用無鉛汽油的蒸氣壓,按季節(jié)規(guī)定:9月16日至3月15日,不大于88kPa;3月16日至9月15日,不大于74kP。

②分析檢驗方法車用無鉛汽油的蒸氣壓按GB/T8017-1987《石油產(chǎn)品蒸氣壓測定法(雷德法)》測定。雷德蒸氣壓測定裝置由蒸氣壓測定器、壓力表和水浴三部分組成。測定器又分空氣室和汽油室兩部分,二者體積比規(guī)定為3.8~4.2∶1。(a)空氣室(b)汽油室

雷德法蒸氣壓測定器(蒸氣壓彈)(雷德法)試驗器測定蒸氣壓時,將冷卻的試樣充入蒸氣壓測定器的汽油室內(nèi),并使汽油室與37.8℃的空氣室相連接。將該測定器浸入恒溫浴[(37.8±0.1)℃]中,定期振蕩,直至安裝在測定器上壓力表讀數(shù)穩(wěn)定,此時的壓力表讀數(shù)經(jīng)修正(用水銀壓力計修正)后,即為雷德蒸氣壓,單位kPa。③測定注意事項

取樣和試樣管理嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定進(jìn)行取樣、冷卻及裝入試樣,避免試樣蒸發(fā)損失而引起輕微的組成變化,試驗前絕不能把雷德蒸氣壓測定器的任何部件當(dāng)作試樣容器使用。溫度控制儀器安裝必須按標(biāo)準(zhǔn)要求準(zhǔn)確操作,不得超出規(guī)定的安裝時間,以確??諝馐液愣ㄔ?7.8℃;嚴(yán)格控制試樣溫度為0~1℃,測定水浴的溫度為(37.8±0.1)℃。

試樣空氣飽和度必須按規(guī)定劇烈搖蕩盛放試樣的容器,使試樣與容器內(nèi)的空氣達(dá)到平衡狀態(tài),只有滿足這樣條件的試樣,所測得的最大蒸氣壓才是雷德蒸氣壓。檢查泄露在試驗前和試驗中,應(yīng)仔細(xì)檢查全部儀器是否有漏油和漏氣現(xiàn)象,若有漏油漏氣現(xiàn)象應(yīng)舍棄試樣,取新試樣重做試驗。

壓力表讀取及其校正在讀數(shù)時,必須保證壓力表處于垂直位置,要輕輕敲擊后再讀數(shù)。每次試驗后都要將壓力表用水銀壓力計進(jìn)行校正,以保證試驗結(jié)果有較高的準(zhǔn)確性。

儀器的沖洗按規(guī)定每次試驗后必須徹底沖洗壓力表、空氣室和汽油室,以保證不含殘余試樣。

試驗次序當(dāng)測定的項目較多時,雷德蒸氣壓應(yīng)是試樣分析檢驗的第一個試驗,以防止輕組分揮發(fā)損失。

汽油機(jī)是用電火花點燃油氣混合氣而膨脹做功的機(jī)械,故又稱點燃式發(fā)動機(jī)。使用燃燒性能差的汽油時,油氣混合物被壓縮點燃后,因生成了大量不穩(wěn)定的過氧化物,形成多個燃燒中心,發(fā)生猛烈的爆炸性燃燒,猛烈撞擊活塞頭和氣缸,而發(fā)出清脆的金屬敲擊聲,這種現(xiàn)象稱為汽油機(jī)爆震,俗稱敲缸。汽油的抗爆性是指汽油在發(fā)動機(jī)中燃燒時,不發(fā)生爆震的能力。車用無鉛汽油對抗爆性的要求是:辛烷值符合規(guī)定,保證發(fā)動機(jī)正常工作,不爆震,充分發(fā)揮功率。二、抗爆性1.質(zhì)量要求

車用無鉛汽油的抗爆性用研究法辛烷值和抗爆指數(shù)評價。(1)研究法辛烷值辛烷值是表示點燃式發(fā)動機(jī)燃料抗爆性的一個約定值。它是在規(guī)定條件下的標(biāo)準(zhǔn)單缸發(fā)動機(jī)試驗中,通過和標(biāo)準(zhǔn)燃料進(jìn)行比較來測定,并采用和被測燃料具有相同抗爆性的標(biāo)準(zhǔn)燃料中異辛烷的體積分?jǐn)?shù)來表示辛烷值。

標(biāo)準(zhǔn)燃料(或稱參比燃料)由抗爆性能很高的異辛烷(2,2,4-三甲基戊烷,其辛烷值規(guī)定為100)和抗爆性能很低的正庚烷(其辛烷值規(guī)定為0)按不同體積分?jǐn)?shù)配制而成。辛烷值越高,汽油的抗爆性越好,可允許發(fā)動機(jī)工作的壓縮比更高,則可提高發(fā)動機(jī)功率,降低燃料消耗。2.評定指標(biāo)的分析檢驗

馬達(dá)法辛烷值是在900r/min的發(fā)動機(jī)中測定的,用以表示點燃式發(fā)動機(jī)在重負(fù)荷條件下及高速行駛時汽油的抗爆性能。

研究法辛烷值是發(fā)動機(jī)在600r/min條件下測定的,表示點燃式發(fā)動機(jī)低速運轉(zhuǎn)時,汽油的抗爆性能。研究法所測結(jié)果一般比馬達(dá)法高出5~10個辛烷值單位。目前,馬達(dá)法辛烷值只作為評定航空汽油抗爆性的質(zhì)量指標(biāo)。

研究法辛烷值和馬達(dá)法辛烷值之差稱為汽油的敏感性。它反映汽油抗爆性隨發(fā)動機(jī)工作狀況劇烈程度加大而降低的情況。敏感性越高,發(fā)動機(jī)的工作穩(wěn)定性越差。敏感性的高低取決于油品的化學(xué)組成,通常烴類的敏感性順序為:烯烴>芳烴>環(huán)烷烴>烷烴

(2)抗爆指數(shù)抗爆指數(shù)是反映車輛在行駛時汽油的抗爆性能指標(biāo)??贡笖?shù)用總車輛的平均抗爆性能來表示,又稱為平均實驗辛烷值或辛烷值指數(shù)。式中:ONI——抗爆指數(shù);

MON——馬達(dá)法辛烷值;

RON——研究法辛烷值。抗爆指數(shù)越高,汽油的抗爆性越好。

(3)研究法辛烷值按GB/T5487-1995《汽油辛烷值測定法(研究法)》進(jìn)行測定。適用于測定車用無鉛汽油和車用乙醇汽油的辛烷值。

辛烷值測定是在一臺連續(xù)可改變壓縮比的單缸四行程發(fā)動機(jī)中進(jìn)行的。U1-CFRF2U研究法/馬達(dá)法聯(lián)合辛烷值機(jī)

辛烷值機(jī)上裝有測量爆震強度的爆震表(一個毫伏表,用0~100分度來顯示爆震強度),能準(zhǔn)確指示被測試樣的爆震強度,通過轉(zhuǎn)換,得到試樣的辛烷值。研究法辛烷值的測定可以采用內(nèi)插法或壓縮比法。①內(nèi)插法是在固定壓縮比的條件下,使試樣的爆震表讀數(shù)位于兩個參比燃料調(diào)合油爆震表讀數(shù)之間,然后采用內(nèi)插法計算試樣的辛烷值(大氣壓變化時,還需進(jìn)行大氣壓力修正),具體測定步驟如下。

將辛烷值機(jī)調(diào)試到標(biāo)準(zhǔn)爆震強度要求按標(biāo)準(zhǔn)操作條件,確定試驗裝置的工作狀態(tài),再調(diào)試裝置,使其符合標(biāo)準(zhǔn)爆震強度要求。標(biāo)準(zhǔn)爆震強度是已知辛烷值的參比調(diào)合油在爆震試驗裝置中燃燒時產(chǎn)生爆震的程度。通常調(diào)整爆震表讀數(shù)為50,這時參比燃料的研究法辛烷值與測微計數(shù)值有如下對應(yīng)關(guān)系。標(biāo)準(zhǔn)爆震強度測微計讀數(shù)與研究法辛烷值的對照表(見鏈接)

估計試樣的辛烷值先用試樣調(diào)整燃料與空氣的混合比,使之獲得最大爆震強度,讓爆震表指針接近50的位置上。再調(diào)整壓縮比(即調(diào)整氣缸高度,用測微計讀數(shù)表示,可通過下表進(jìn)行換算)使爆震表讀數(shù)為50。確定試樣產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)爆震強度時的氣缸高度,記下此時爆震表讀數(shù)。根據(jù)測微計讀數(shù),按上表估算出試樣的辛烷值。

用插入法計算試樣的辛烷值根據(jù)試樣估算的辛烷值,配制兩個不同辛烷值的參比燃料,一個辛烷值略高于試樣,另一個略低于試樣,二者之差不大于2個辛烷值單位。然后,在相同條件下分別對兩個參比燃料進(jìn)行試驗,保持壓縮比不變,測定爆震強度,記下爆震表的讀數(shù),計算試樣的辛烷值。式中:X——試樣的辛烷值;

A——高辛烷值參比燃料的辛烷值;

B——低辛烷值參比燃料的辛晚值;

a——高辛烷值參比燃料的平均爆震表讀數(shù);

b——低辛烷值參比燃料的平均爆震表讀數(shù);

c——試樣的平均爆震表讀數(shù)。

②壓縮比法該法測定試樣辛烷值的原理是根據(jù)試樣在標(biāo)準(zhǔn)爆震強度下所需的氣缸高度(用測微計讀數(shù)表示),從上表即可查出其辛烷值。參比燃料僅用來取得標(biāo)準(zhǔn)爆震強度,其辛烷值要求與試樣處于相同范圍(根據(jù)辛烷值的范圍不同,其允許差值為0.7~2.0不等)。先把ASTM-CFR試驗機(jī)調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)運轉(zhuǎn)條件,再調(diào)節(jié)參比燃料與空氣的混合比,使其達(dá)到最大爆震強度。然后調(diào)整壓縮比,使參比燃料的辛烷值與氣缸高度之間的關(guān)系符合下表的要求。繼續(xù)調(diào)整爆震表,直到指針指向50。發(fā)動機(jī)測微計讀數(shù)和壓縮比換算表(見鏈接)

標(biāo)準(zhǔn)爆震強度標(biāo)定好以后,再用試樣進(jìn)行操作,試驗條件完全與標(biāo)定時一樣(調(diào)節(jié)燃料與空氣的混合比,同樣使其達(dá)到最大爆震強度),調(diào)壓縮比使爆震表指針也指向50。記錄氣缸高度,由表即可查得試樣的辛烷值。上述兩種方法的測定結(jié)果修約到小數(shù)點后一位,報告為研究法辛烷值,簡寫為:××.×/RON。三、安定性

1.質(zhì)量要求油品在貯存、運輸及使用過程中,保持其性質(zhì)不發(fā)生永久變化的能力,稱為油品安定性。車用無鉛汽油要求:誘導(dǎo)期長,實際膠質(zhì)小,長期貯存不顯著生成膠狀物質(zhì)和酸性物質(zhì),不發(fā)生酸度增大、顏色變深及近烷值降低等質(zhì)量變化。

2.評定指標(biāo)的分析檢驗評定車用無鉛汽油安定性的指標(biāo)是實際膠質(zhì)與誘導(dǎo)期。(1)實際膠質(zhì)汽油在貯存和使用過程中形成黏稠、不易揮發(fā)的褐色膠狀物質(zhì)稱為膠質(zhì)。根據(jù)溶解度不同,膠質(zhì)可分為不溶性膠質(zhì)、可溶性膠質(zhì)、黏附膠質(zhì)等三種類型,合稱為總膠質(zhì)。實際膠質(zhì)主要指第二類膠質(zhì),此外還包括測試過程中產(chǎn)生的膠質(zhì)。

實際膠質(zhì)是指在試驗條件下測得的車用無鉛汽油蒸發(fā)殘留物中不溶于正庚烷的部分,以mg/100mL表示。

①測定意義實際膠質(zhì)是表示發(fā)動機(jī)燃料抗氧化安定性的一項重要指標(biāo)。用以評定燃料使用時在發(fā)動機(jī)中(進(jìn)氣管和進(jìn)氣閥上)生成膠質(zhì)的傾向;也是發(fā)動機(jī)燃料貯存時控制的重要指標(biāo),據(jù)此可判斷其能否使用和繼續(xù)貯存。②分析檢驗方法車用無鉛汽油實際膠質(zhì)仲裁試驗按GB/T8019-1987《車用汽油和航空燃料實際膠質(zhì)測定法(噴射蒸發(fā)法)》進(jìn)行測定。

裝置分為三部分:進(jìn)氣系統(tǒng)(空氣或蒸汽,包括蒸汽過熱器)、測量系統(tǒng)(包括氣體流量計和溫度計)和蒸發(fā)?。ń饘賶K浴或電加熱液體浴)。

噴射蒸發(fā)法實際膠質(zhì)測定儀MW4-PJ型噴射蒸發(fā)式實際膠質(zhì)儀1—蒸汽源;2—空氣源;3—棉花或玻璃棉過濾器;4—蒸汽過熱器;5—流量計;6—溫度計;7—銅網(wǎng);8—可拆卸接受器;9—溫度調(diào)節(jié)器;10—金屬塊?。?1—汽阱

測定時,將50mL試樣在控制溫度、空氣流速和蒸發(fā)時間的條件下蒸發(fā),并分別稱量正庚烷抽提前后的殘渣質(zhì)量,所得結(jié)果以mg/100mL報告,分別稱為車用無鉛汽油的未洗膠質(zhì)和實際膠質(zhì)。對車用無鉛汽油的試驗?zāi)康氖菧y定試樣在試驗以前和試驗條件下形成的氧化物。由于車用無鉛汽油生產(chǎn)中常有意加入非揮發(fā)性油品或添加劑,因此,只有用正庚烷抽提使之從蒸發(fā)殘渣中除去后,所測結(jié)果才為實際膠質(zhì),否則稱為未洗膠質(zhì)。式中:CA——車用無鉛汽油的實際膠質(zhì),mg/100mL;

CU——車用無鉛汽油的未洗膠質(zhì),mg/100mL;

m1——未抽提前燒杯和殘渣質(zhì)量,g;

m2——空燒杯質(zhì)量,g;

m3——抽提后燒杯和殘渣質(zhì)量,g。2000mg/(100mL?g)——以mg/100mL為單位表示膠質(zhì)含量時,50mL試樣所對應(yīng)的換算系數(shù)。

車用無鉛汽油和航空汽油的實際膠質(zhì)允許用GB/T509-1988《發(fā)動機(jī)燃料實際膠質(zhì)測定法》進(jìn)行測定,但仲裁試驗必須以GB/T8019-1987測定結(jié)果為準(zhǔn)。兩者的儀器,操作條件、試樣量、蒸發(fā)溫度、蒸發(fā)時間等都有明顯差異。前者沒對蒸發(fā)殘渣進(jìn)行正庚烷抽提,故其測定結(jié)果屬于未洗膠質(zhì)。

③測定注意事項按GB/T8019-1987標(biāo)準(zhǔn)方法測定實際膠質(zhì)時,主要影響因素如下。

稱量條件控制準(zhǔn)備盛放試樣的燒杯及試驗后含有殘渣燒杯的稱量要嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行。即按規(guī)定方法干燥結(jié)束后,要放進(jìn)冷卻容器中在天平附近冷卻近2h,再行稱量。

加熱溫度控制通常,溫度升高,試樣氧化生成膠質(zhì)速度增大。因此蒸發(fā)浴溫度超過規(guī)定時,結(jié)果偏高;溫度過低時,試油或正庚烷抽提液可能不會蒸干,也會引起未洗膠質(zhì)和膠質(zhì)的測定結(jié)果偏高。

空氣流速控制引入空氣時,應(yīng)小心,避免油滴飛濺而引起測定結(jié)果偏低;若空氣流速始終都較小,則氧氣供應(yīng)不足,反應(yīng)不充分,也會使測定結(jié)果偏低。

盛試樣容器選擇取樣器和試樣瓶都應(yīng)使用玻璃容器,而不用金屬容器。因為金屬材質(zhì)特別是銅質(zhì)材料對試樣有明顯催化生成膠質(zhì)的作用,可使測定結(jié)果偏高。

空氣流凈化試驗通入的空氣,要經(jīng)過凈化處理,以免將水分、機(jī)械雜質(zhì)及潤滑油帶入試樣燒杯中,使測定結(jié)果偏大。最好采用鋼瓶供應(yīng)空氣。

(2)誘導(dǎo)期誘導(dǎo)期是指在規(guī)定的加速氧化條件下,油品處于穩(wěn)定狀態(tài)所經(jīng)歷的時間,以min表示。

①測定意義誘導(dǎo)期是評定燃料抗氧化安定性的指標(biāo),用以評定燃料在長期貯存中,氧化生成膠質(zhì)的傾向。我國車用無鉛汽油要求誘導(dǎo)期不少于480min。②分析檢驗方法車用無鉛汽油誘導(dǎo)期的測定按GB/T8018-1987《汽油氧化安定性測定法(誘導(dǎo)期法)》進(jìn)行。試驗時,將盛有50mL試樣的氧彈放入到100℃的水浴內(nèi)加熱,連續(xù)或每隔15min記錄壓力(以備繪制壓力-時間曲線),直至轉(zhuǎn)折點,則從氧彈放入100℃的水浴到轉(zhuǎn)折點這段時間,即為誘導(dǎo)期。氧彈放入沸水后,彈體內(nèi)的氣體先是受熱膨脹,壓力升高,然后在一定的時間內(nèi)壓力保持不變,這是由于氧化初期吸氧很慢,隨著過氧化物積累,氧化反應(yīng)加速進(jìn)行。當(dāng)壓力-時間曲線上第一個出現(xiàn)15min內(nèi)壓力降達(dá)到13.8kPa,而繼續(xù)15min壓力降又不小于13.8kPa時的初始點,即稱為轉(zhuǎn)折點。試驗所用的玻璃樣品瓶和氧彈見下圖:

玻璃樣品瓶汽油氧化安定性試驗用氧彈SYD-8018C汽油氧化安定性測定器(誘導(dǎo)期法))樣品瓶口部V型凹槽中的一個1—填桿;2—角閥;3—彈桿;必須有足夠的凹度作為傾倒口4—閉合圈;5—密封圈;6—彈蓋;7—彈體

試驗具體步驟如下:

排除氧彈內(nèi)原有空氣在15~25℃的溫度下,將玻璃樣品瓶放入彈內(nèi),加入50mL試樣,蓋上樣品瓶,關(guān)緊氧彈,通氧氣至表壓689~703kPa為止,再勻速緩慢(不小于15s)放出的氣體,以沖出彈內(nèi)原有空氣。

試漏通氧氣至表壓為689~703kPa,觀察壓力降,對于開始時因氧氣在試樣中的溶解而引起迅速變化的壓力降(一般不大于41.4kPa)不予考慮。如果在以后的10min內(nèi)壓力降不超過6.89kPa,則視為無泄露,可進(jìn)行試驗而不必重新升壓。

測定誘導(dǎo)期將盛有試樣的氧彈放入劇烈沸騰的水浴中(避免搖動),此時記錄試驗起始時間。維持水浴溫度為98~102℃之間。試驗過程中,按時觀察溫度(讀準(zhǔn)至0.1℃),作為試驗溫度。連續(xù)記錄氧彈內(nèi)的壓力,如果用一個指示壓力表,則每隔15min或更短的時間記錄一次壓力讀數(shù)。繼續(xù)試驗,直至轉(zhuǎn)折點,記錄從氧彈放入水浴直到轉(zhuǎn)折點這段時間即為試驗溫度下的油品實測誘導(dǎo)期。

如果在試驗開始的30min內(nèi),泄漏增加(用15min內(nèi)穩(wěn)定壓力降大大超過13.8kPa來判斷),則試驗作廢。

拆卸清洗儀器先冷卻氧彈,然后慢慢放掉(每次不少于15s)氧彈內(nèi)的壓力,清洗氧彈和樣品瓶。

計算如果試驗溫度不等于100℃,則需用下式對實測誘導(dǎo)期進(jìn)行修正:式中:t0——試驗溫度下的實測誘導(dǎo)期,min;

t1——試驗溫度高于100℃時,修正后的誘導(dǎo)期,min;

t2——試驗溫度低于100℃時,修正后的誘導(dǎo)期,min;

△t——試驗溫度和100℃之間的代數(shù)差,℃;

0.101——常數(shù)。

車用無鉛汽油的誘導(dǎo)期允許按GB/T256-1964(1990)《汽油誘導(dǎo)期測定法》進(jìn)行測定,但仲裁試驗必須以GB/T8018-1987測定結(jié)果為準(zhǔn)。

測定時,將氧彈浸入沸水的一瞬間,確定為氧化起點。此后,氧彈內(nèi)氣體受熱膨脹,壓力升高后,而將氧壓明顯降低,壓力-時間曲線上出現(xiàn)連續(xù)下降拐點的時間,作為誘導(dǎo)期終點。從氧化起點到誘導(dǎo)期終點所經(jīng)歷的時間稱為氧化期。由于試樣放入到水浴中是逐漸升溫的,要經(jīng)歷一段時間后才能到達(dá)100℃,所以誘導(dǎo)期與氧化期不相等。

式中:t——誘導(dǎo)期,min;

t1——氧化期,min;

△t——修正值,min。誘導(dǎo)期測定修正值

氧化期/min修正值/min氧化期/min修正值/min1020304050600.00.01.03.58.014.0708090100110>11021.029.037.046.055.055.0想一想

某一試樣的氧化期為560min,由上表查得其修正值為55min,則該油品的誘導(dǎo)期報告結(jié)果應(yīng)為何值?

③測定注意事項按GB/T8018-1987測定誘導(dǎo)期的主要影響因素如下。

準(zhǔn)備工作實驗前要按規(guī)定清洗樣品瓶,擦拭測定器,保證儀器潔凈、干燥。

水浴溫度控制溫度直接影響誘導(dǎo)期的測定精密度。要求水浴溫度控制在100℃±2℃范圍內(nèi),若大氣壓力過低,可添加適量甘油或乙二醇。

四、腐蝕性

1.質(zhì)量要求

石油產(chǎn)品在貯存、運輸和使用過程中,對所接觸的機(jī)械設(shè)備、金屬材料、塑料及橡膠制品等引起破壞的能力,稱為油品腐蝕性。汽油中的主要腐蝕物是硫化物、水溶性酸或堿。能直接與金屬作用的游離硫、硫化氫、低級硫醇(如CH3SH,CH3CH2SH等)、二氧化硫、磺酸和酸性硫酸脂等,稱為“活性硫”;而將不能直接與金屬作用的硫醚、二硫化物、環(huán)狀硫化物(如噻吩)等,稱為“非活性硫”。汽油中的水溶性酸是指無機(jī)酸和低分子有機(jī)酸,水溶性堿是指氫氧化鈉或碳酸鈉等。水溶性酸除低分子有機(jī)酸由汽油氧化生成外,其余均為油品酸堿精制過程中的殘留物,主要是硫酸及其衍生物,如磺酸和酸性硫酸脂。水溶性堿對鋁質(zhì)零件有較強的腐蝕。

車用無鉛汽油要求:不腐蝕發(fā)動機(jī)零件和容器。

2.評定指標(biāo)的分析檢驗

評定車用無鉛汽油腐蝕性的指標(biāo)有銅片腐蝕、硫含量、硫醇和水溶性酸或堿。(1)銅片腐蝕

①測定意義銅片腐蝕是定性檢驗油品有無“活性硫”的試驗,用以評定油品對金屬銅的腐蝕性。通過銅片腐蝕試驗,可以判斷油品是否含有活性硫,預(yù)測油品在儲運和使用時對金屬的腐蝕性。我國車用無鉛汽油要求銅片腐蝕(50℃,3h)不大于1級。

②分析檢驗方法車用無鉛汽油的銅片腐蝕試驗按GB/T5096-1985(1991)《石油產(chǎn)品銅片腐蝕試驗法》進(jìn)行。

銅片腐蝕試驗彈SYD-5096A石油產(chǎn)品銅片腐蝕試驗器

1—“0”形密封圈;2—提環(huán);3—壓力釋放槽;4—滾花帽;5—細(xì)牙螺紋;

6—密封圈保護(hù)槽;7—無縫不銹鋼管

測定時,將一塊已磨光的銅片浸沒在一定量(30mL)試樣中,并按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求加熱到指定的溫度(50℃),保持一定時間(3h),待試驗周期結(jié)束時,取出銅片,經(jīng)洗滌后與腐蝕標(biāo)準(zhǔn)色板進(jìn)行比較,確定腐蝕級別。按腐蝕程度腐蝕標(biāo)準(zhǔn)色板分4級(見鏈接)。③測定注意事項試驗條件控制銅片腐蝕試驗為條件性試驗,試樣受熱溫度的高低和浸漬試片時間的長短都會影響測定結(jié)果,通常溫度越高、時間越長,銅片就越易腐蝕。車用無鉛汽油銅片腐蝕試驗要求控制水浴溫度(50±1)℃,試驗時間3h±5min。

試片潔凈程度用不銹鋼鑷子夾持磨光、擦凈后的銅片,絕不能用手直接觸摸,以免汗?jié)n及污物等加速銅片的腐蝕。

試劑與環(huán)境應(yīng)保證試驗所用試劑對銅片無腐蝕作用,并確保試驗環(huán)境無含硫氣體存在,恒溫浴用不透明材料制成,以免光線對試驗結(jié)果產(chǎn)生干擾。

取樣只有當(dāng)試樣因含水而出現(xiàn)懸?。啙幔r,才可用一張中速定性濾紙把足夠體積試樣過濾到一個清潔、干燥的試管中,因為銅片與水接觸,會引起變色,造成等級評定困難。

試驗后試片處理試驗結(jié)束后,用不銹鋼鑷子取出銅片,浸入洗滌劑,洗去附著的試樣,再用定性濾紙吸干,最好將銅片放入到扁平的試管中,用脫脂棉塞住管口,防止弄臟,然后再與標(biāo)準(zhǔn)色板比較,確定腐蝕等級。

與標(biāo)準(zhǔn)色板的比較方法對光線成45°角折射拿持觀察。

腐蝕級別的確定當(dāng)一塊銅片的腐蝕程度恰好處于兩個相鄰的標(biāo)準(zhǔn)色板之間時,則按變色或失去光澤較為嚴(yán)重的腐蝕級別給出測定結(jié)果。

(2)硫含量硫含量是檢測油品中硫及其衍生物含量的試驗,以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。由于車用無鉛汽油要求銅片腐蝕合格,因此硫含量主要檢測的是“非活性硫”。

①測定意義燃料油燃燒后,“非活性硫”也可以轉(zhuǎn)化為“活性硫”,即全部硫化物均具有潛在的腐蝕性,因此必須限制硫含量。我國車用無鉛汽油要求硫含量不大于0.05%。

②分析檢驗方法硫含量的仲裁試驗按GB/T380-1977(1988)《石油產(chǎn)品硫含量測定法(燃燈法)》標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行。燃燈法測定油品硫含量屬于間接測定法。它是將試樣完全燃燒產(chǎn)物用溶液吸收,轉(zhuǎn)化為可進(jìn)行滴定分析的物質(zhì),進(jìn)而將結(jié)果換算成試樣硫含量的方法。

石油產(chǎn)品硫含量(燃燈法)測定器SYD-380B石油產(chǎn)品硫含量試驗器(燃燈法)

1-液滴收集器;2-吸收器;3-煙道;

4-燃燒燈;5-燈芯

測定時將試樣裝入特定的燈中(鏈接)燃燒,使油品中的含硫化合物轉(zhuǎn)化為SO2,并用Na2CO3溶液吸收,然后用已知濃度(0.05mol/L)的鹽酸滴定過剩的Na2CO3,由消耗的鹽酸體積,計算試樣中的硫含量。硫化物+O2→SO2↑SO2+Na2CO3→Na2SO3+CO2↑Na2CO3+2HCl2→NaCl+H2O+CO2↑式中:w——試樣的硫含量,%;

V0——滴定空白試液所消耗鹽酸溶液的體積,mL;

V——滴定吸收試樣燃燒生成物溶液所消耗鹽酸溶液的體積,mL;0.0008g/mL——單位體積0.05mol/LHCl溶液所相當(dāng)?shù)牧蚝浚?/p>

K——換算為0.05mol/LHCl溶液的修正系數(shù)(試驗中實際使用的鹽酸溶液濃度與0.05mol/L之比值);

m——試樣的燃燒量,g。

車用汽油的硫含量還可以用GB/T11140-1989《石油產(chǎn)品硫含量測定法(X射線光譜法)》、SH/T0689-2000《輕質(zhì)烴及發(fā)動機(jī)燃料和其他油品的總硫含量測定法(紫外熒光法)》、SH/T0742-2004《汽油中硫含量測定法(能量色散X射線熒光光譜法)》、SH/T0253-1992《輕質(zhì)石油產(chǎn)品中總硫含量測定法》等方法測試。③測定注意事項在應(yīng)用GB/T380-1977(1988)標(biāo)準(zhǔn)方法測定硫含量時,要注意以下幾點。

吸收液用量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,使用吸量管準(zhǔn)確地向吸收器中注入10mL0.3%Na2CO3溶液,每次加入的Na2CO3溶液體積必須準(zhǔn)確、一致,且無操作損失,否則將影響測定結(jié)果。

試樣燃燒完全程度若試樣在燃燒過程中冒黑煙或未經(jīng)燃燒而揮發(fā),均會使測定結(jié)果偏低。試驗過程必須在空氣流動的室內(nèi)進(jìn)行,避免劇烈通風(fēng);按規(guī)定調(diào)節(jié)燈芯和火焰高度(6~8mm);用螺旋夾調(diào)整吸收器吸入空氣速度,保持均勻,確保試樣完全燃燒。

環(huán)境空氣條件不許用火柴等含硫引火器具點火;必須做空白試驗,另用0.3%Na2CO3溶液滴定,并與空白試驗比較,若所消耗的鹽酸體積比空白試驗多出0.05mL,則視為環(huán)境空氣已染有含硫組分,需要徹底通風(fēng)后,并另行測定。

終點的判斷標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在滴定的同時要攪拌吸收溶液,并用空白試驗比較終點顏色,這樣才能正確判斷滴定終點。(3)硫醇硫含量

①測定意義硫醇硫含量是分析檢測硫醇的試驗,屬于定量分析方法。硫醇是“活性硫”之一,多存在于直餾產(chǎn)品中,低沸點硫醇?xì)馕峨y聞,腐蝕性強,溫度升高時,其腐蝕作用會隨之增大,同時還能與油品中其他組分一起氧化,降低油品安定性。因此,硫醇硫含量是評價車用無鉛汽油使用性能的重要指標(biāo),對判斷油品氣味及其對燃料系統(tǒng)金屬和橡膠部件的腐蝕性具有實際意義。我國車用無鉛汽油要求硫醇硫含量不大于0.001%。②分析檢驗方法車用無鉛汽油硫醇硫含量的測定按GB/T1792-1988《餾分燃料中硫醇硫的測定(電位滴定法)》進(jìn)行。適用于測定硫醇硫含量在0.0003%~0.01%范圍內(nèi),無硫化氫的汽油、噴氣燃料、煤油和輕柴油中的硫醇硫。若游離硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.0005%時,對測定有一定干擾。硫醇硫含量測定采用電位滴定法,它是將無硫化氫試樣溶解在乙酸鈉的異丙醇溶劑中,用硝酸銀異-丙醇標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液進(jìn)行電位滴定,由玻璃參比電極和銀-硫化銀指示電極之間的電位突躍指示滴定終點。硫醇硫含量測定儀器如下:

硫醇硫含量電位滴定裝置圖KY-4硫醇硫測定儀

1-電位計;2-滴定管;3、4-電極;執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):GB/T1792-19885-滴定池;6-電磁攪拌器技術(shù)指標(biāo):電位測量范圍(0~±1999.5)mv,測定結(jié)果相對標(biāo)準(zhǔn)偏差2.0%,電子單位基本誤差:滿讀數(shù)的0.1%±0.5mv

試樣中硫醇硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)按下式計算式中:w——試樣的硫醇硫含量,%;32.06g/mol——硫醇中S原子的摩爾質(zhì)量;

1000——單位換算,1L=1000mL;

V——達(dá)到終點時所消耗的硝酸銀-異丙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液體積,mL;

c——硝酸銀-異丙醇標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度,mol/L;

m——試樣的質(zhì)量,g。為使硝酸銀在試樣中更好溶解及減少硫醇銀沉淀對硝酸銀的吸附,試驗中采取用大量的異丙醇作溶劑。③測定注意事項

滴定溶劑的選擇汽油中所含硫醇的相對分子質(zhì)量較低,在溶液中容易揮發(fā)損失,因此標(biāo)準(zhǔn)方法采用在異丙醇中加入乙醇鈉溶液,以保證滴定溶劑呈堿性;而噴氣燃料、煤油和柴油中含相對分子質(zhì)量較高的硫醇,用酸性滴定溶劑,則有利于在滴定過程中更快達(dá)到平衡。

滴定溶劑凈化硫醇極易被氧化為二硫化物,從而由“活性硫”轉(zhuǎn)變?yōu)椤胺腔钚粤颉?。要求每天在測定前,都要用快速氮氣流凈化滴定溶劑10min,以除去溶解氧,保持隔絕空氣。

標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的配制和盛放為避免硝酸銀見光分解,配制和盛放硝酸銀-異丙醇標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液時,必須使用棕色容器;標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的有效期不超過3天,若出現(xiàn)渾濁沉淀,必須另行配制;在有爭議時,需當(dāng)天配制。

滴定時間控制為避免滴定期間硫化物被空氣氧化,應(yīng)盡量縮短滴定時間,在接近終點等待電位恒定時,不能中斷滴定。

(4)博士試驗

①測定意義博士試驗是檢測油品中硫醇的一種定性分析方法,也可檢測硫化氫的存在,非常靈敏。檢測結(jié)果用“通過”(即無硫醇存在)或“不通過”(有硫醇存在)表示。

②分析檢驗方法博士試驗按SH/T0174-1992《芳烴和輕質(zhì)石油產(chǎn)品硫醇定性試驗法(博士試驗法)》進(jìn)行。試驗時,搖動加有亞鉛酸鈉(Na2PbO2)溶液(博士試劑)的試樣,觀察混合溶液外觀的變化,判斷是否存在硫化氫、過氧化物、硫醇和游離硫存在。再通過添加硫磺粉,搖動,觀察溶液的變化,進(jìn)一步確認(rèn)硫醇的存在。

博士試劑的配制方法如下:將25g乙酸鉛[(CH3COO)2Pb?3H2O]溶解在200mL蒸餾水中,過濾,并將濾液加入到溶有60g氫氧化鈉的100mL蒸餾水中,然后在沸水浴中加熱混合溶液30min,冷卻后稀釋至1L即可。反應(yīng)如下:(CH3COO)2Pb+2NaOH→Na2PbO2+2CH3COOH

試驗具體測定步驟如下:首先進(jìn)行“初步試驗”,即將10mL試樣和5mLNa2PbO2溶液倒入具塞量筒中,用力搖動15s,觀察混合溶液外觀變化,按下表判斷是否存在硫化氫、過氧化物、硫醇和游離硫存在,決定是否繼續(xù)試驗?!安┦吭囼灐弊兓砘旌先芤和庥^變化判斷結(jié)論立即生成黑色沉淀有硫化氫存在取新鮮試樣用硫化鎘除去硫化氫后,再進(jìn)行“最后試驗”緩慢生成褐色沉淀可能有過氧化物存在需經(jīng)試驗確認(rèn),若存在過氧化物干擾,則試驗無效在搖動期間溶液變成乳白色,然后顏色變深有硫醇和游離硫存在不必進(jìn)行“最后試驗”,直接報告為不通過無變化或黃色無硫化氫和氧化物存在需要進(jìn)行“最后試驗”,進(jìn)一步確認(rèn)硫醇是否存在

若試樣中有硫化氫存在,則有如下反應(yīng)Na2PbO2+H2S→PbS↓+2NaOH

(黑色)若可能有過氧化物存在,需另取一份試樣,加入占試樣體積20%的碘化鉀溶液、幾滴乙酸溶液和幾滴淀粉溶液進(jìn)行確認(rèn)。若搖動后,水層出現(xiàn)藍(lán)色,則證明有過氧化物存在?!白詈笤囼灐钡哪康氖菍Τチ蚧瘹浜蠹芭c博士試劑反應(yīng)現(xiàn)象不明顯的試樣進(jìn)行進(jìn)一步定性檢驗,確定是否含有硫醇。若試樣中有硫醇存在,則與博士試劑反應(yīng)如下:Na2PbO2+2RSH→(RS)2Pb+2NaOH

生成的烷基硫醇鉛以溶解狀態(tài)存在于試樣中,使試樣呈無色或微黃色?!白詈笤囼灐睍r,再向混合溶液中加入少量的硫磺粉,搖動15s,靜止1min。立即觀察混合物,若博士試劑與試樣界面上的硫磺粉層呈桔紅、棕色或黑色,則表明試樣含有硫醇。其原因是界面上的硫醇鉛與硫磺粉反應(yīng)生成的硫化鉛沉淀。(RS)2Pb+S→PbS↓+RSSR③測定注意事項

試劑要求配制好的博士試劑應(yīng)呈無色、透明狀態(tài),貯存在密閉容器內(nèi)。使用前,如不清澈,應(yīng)進(jìn)行過濾。

硫磺粉及用量所用升華硫應(yīng)是純凈、干燥的硫磺粉,加入量能保證覆蓋試樣和Na2PbO2溶液之間的界面即可,不要過多或過少。

反應(yīng)完全為使反應(yīng)在規(guī)定時間內(nèi)完成,應(yīng)用力搖動,使試樣與博士試劑充分混合,并在規(guī)定的靜置時間內(nèi)觀察界面間硫磺粉層的顏色變化。

排除干擾若試樣含有硫化氫,則應(yīng)重新取一份試樣,按規(guī)定方法(加入試樣體積5%的CdCl2溶液,搖動,分離)除去H2S(轉(zhuǎn)化為CdS沉淀)后再進(jìn)行硫醇的定性試驗。

(4)水溶性酸或堿

①測定意義水溶性酸或堿試驗屬于定性分析試驗,用以判斷油品在酸堿精制過程中是否水洗完全,對保證發(fā)動機(jī)正常工作,延長使用壽命及防止油品安定性下降等具有實際意義。車用無鉛汽油要求不含水溶性酸、堿,凡水溶性酸或堿檢驗不合格的油品均不能按成品出廠。

②分析檢驗方法油品水溶性酸、堿的測定按GB/T259-1988《石油產(chǎn)品水溶性酸及堿測定法》標(biāo)準(zhǔn)試驗方法進(jìn)行,主要適用于測定液體石油產(chǎn)品、添加劑、潤滑脂、石蠟、地蠟及含蠟組分的水溶性酸、堿。測定時,用蒸餾水(或乙醇水溶液)與等體積試樣在分液漏斗中混合,搖動,在油、水兩相充分接觸的情況下,使水溶性酸、堿溶于水中,分離水相,分別用甲基橙、酚酞指示劑(或用酸度計)測定其pH值,以判斷試樣中有無水溶性酸、堿存在。③測定注意事項

試樣準(zhǔn)備輕質(zhì)油品中的水溶性酸或堿有時會沉積在盛樣容器的底部,因此在取樣前應(yīng)將試樣充分搖勻;而測定石蠟、地蠟等本身含蠟成分的固態(tài)石油產(chǎn)品的水溶性酸、堿時,則必須事先將試樣加熱熔化后再取樣,以防止構(gòu)造凝固中的網(wǎng)結(jié)構(gòu)對酸、堿性物質(zhì)分布的影響。

試劑性質(zhì)所用的抽提溶劑(蒸餾水、乙醇水溶液)以及汽油等稀釋溶劑必須呈中性反應(yīng)。

儀器要求必須確保清潔、無水溶性酸、堿等物質(zhì)存在,否則會影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

油品的破乳化當(dāng)用水抽提水溶性酸或堿產(chǎn)生乳化現(xiàn)象時(通常是油品中殘留的皂化物水解的緣故,這種試樣一般呈堿性),需用50~60℃呈中性的95%乙醇與水按1∶1配制的溶液代替蒸餾水作抽提溶劑,分離試樣中的酸、堿。

指示劑用量按規(guī)定酚酞用3滴;甲基橙用2滴,不能隨意改變。

五、其他指標(biāo)

1.機(jī)械雜質(zhì)及水分

機(jī)械雜質(zhì)和水分是評價車用無鉛汽油清潔性的兩項重要質(zhì)量指標(biāo)。(1)機(jī)械雜質(zhì)機(jī)械雜質(zhì)是指存在于油品中所有不溶于規(guī)定溶劑的沉淀或懸浮狀物質(zhì)。車用無鉛汽油中不允許含有機(jī)械雜質(zhì)。車用無鉛汽油機(jī)械雜質(zhì)的檢驗采用目測法,即將試樣注人100mL的玻璃量筒中,靜置后觀察,應(yīng)當(dāng)透明,沒有懸浮和沉降的機(jī)械雜質(zhì)。在有異議時,以按GB/T511—1988《石油產(chǎn)品和添加劑機(jī)械雜質(zhì)測定法(重量法)》標(biāo)準(zhǔn)方法測定為準(zhǔn)(詳見第六章),結(jié)果應(yīng)為“無”。(2)水分汽油中的水分有些是煉制過程帶入的,而更多是貯存、運輸、加注及使用過程受到外界污染而混入的。汽油具有一定程度的溶水性,可溶解空氣中的水分,當(dāng)水以分子狀態(tài)均勻分散在烴類分子中時,稱為溶解水。通常汽油中的溶解水量隨溫度的升高、空氣濕度的增大及汽油芳香烴含量的增加而增大。伴隨溫度的降低,溶解水會由過飽和狀態(tài),逐漸凝結(jié)成小水珠,如果這種小水滴在環(huán)烷酸等保護(hù)膜的作用下懸浮于油品中,構(gòu)成渾濁的乳化液或乳膠體,則稱其為懸

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