第十一章 油品低溫流動(dòng)性能.ppt

1、1,第十一章 油品低溫流動(dòng)性能的測(cè)定,2,主要內(nèi)容,第一節(jié) 濁點(diǎn)、結(jié)晶點(diǎn)和冰點(diǎn) 第二節(jié) 傾點(diǎn)、凝點(diǎn)和冷濾點(diǎn) 要求：理解各評(píng)定指標(biāo)的基本概念 掌握：各評(píng)定指標(biāo)的意義。 重點(diǎn)：油品的冰點(diǎn)、凝點(diǎn)、冷濾點(diǎn)等低溫流動(dòng)性能的測(cè)定方法和儀器的使用。,3,學(xué)習(xí)指南,本章主要介紹油品的低溫流動(dòng)性能。根據(jù)油品的用途，評(píng)價(jià)低溫流動(dòng)性的指標(biāo)有濁點(diǎn)、結(jié)晶點(diǎn)、冰點(diǎn)、傾點(diǎn)、凝點(diǎn)和冷濾點(diǎn)等。,4,學(xué)習(xí)要求： 深入理解各評(píng)定指標(biāo)的基本概念； 掌握各評(píng)定指標(biāo)的意義； 了解油品組成對(duì)低溫流動(dòng)性能的影響； 重點(diǎn)掌握油品的冰點(diǎn)、凝點(diǎn)、冷濾點(diǎn)等低溫流動(dòng)性能的分析方法和儀器的使用； 了解影響測(cè)定油品低溫流動(dòng)性能的主要因素。,5,油品的低溫

2、流動(dòng)性能： 是指油品在低溫下使用時(shí)，維持正常流動(dòng)順利輸送的能力。 例如：北方冬季氣溫可達(dá)-30左右，室溫發(fā)動(dòng)機(jī)或機(jī)器的啟動(dòng)溫度與環(huán)境溫度基本相同，因此發(fā)動(dòng)機(jī)燃料和潤(rùn)滑油要求有相應(yīng)的低溫流動(dòng)性能。 低溫流動(dòng)性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)：濁點(diǎn)、結(jié)晶點(diǎn)、冰點(diǎn)、傾點(diǎn)、凝點(diǎn)和冷濾點(diǎn)等。,6,第一節(jié) 濁點(diǎn)、結(jié)晶點(diǎn)和冰點(diǎn),一、測(cè)定油品濁點(diǎn)、結(jié)晶點(diǎn)和冰點(diǎn)的意義 1、濁點(diǎn)、結(jié)晶點(diǎn)和冰點(diǎn) （1）濁點(diǎn) 濁點(diǎn)：試樣在規(guī)定條件下的冷卻，開(kāi)始呈現(xiàn)霧狀或渾濁時(shí)的最高溫度。 此時(shí)油品中出現(xiàn)了許多肉眼看不見(jiàn)的微小晶粒，因此不再呈現(xiàn)透明狀態(tài)。 產(chǎn)生渾濁的原因：由于油品中含有的熔點(diǎn)較高的正構(gòu)烷烴和溶解水在低溫下形成微小晶粒，這些晶粒用肉眼是無(wú)法

3、觀察到的。,7,(2)結(jié)晶點(diǎn),結(jié)晶點(diǎn)：試樣在規(guī)定條件下的冷卻，出現(xiàn)肉眼可見(jiàn)結(jié)晶時(shí)的最高溫度。 在結(jié)晶時(shí)，油品仍處于可流動(dòng)的液體狀態(tài)。 它是噴氣燃料的重要質(zhì)量指標(biāo)。因?yàn)樵诟呖盏蜏叵嘛w行的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，如果所含燃料的結(jié)晶點(diǎn)較高，則可能因?yàn)榻Y(jié)晶析出而堵塞濾網(wǎng)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)供油中斷熄火。,8,（3）冰點(diǎn),冰點(diǎn)：試樣在規(guī)定的條件下，冷卻到出現(xiàn)結(jié)晶后，再升溫至結(jié)晶消失的最低溫度。 一般結(jié)晶點(diǎn)與冰點(diǎn)之差不超過(guò)3。 濁點(diǎn)、結(jié)晶點(diǎn)、冰點(diǎn)均以表示。,9,2、影響油品濁點(diǎn)、結(jié)晶點(diǎn)和冰點(diǎn)的主要因素,（1）烴類(lèi)組成的影響 當(dāng)碳原子數(shù)相同時(shí)，正構(gòu)烷烴、帶對(duì)稱(chēng)短側(cè)鏈的單環(huán)芳烴、雙環(huán)芳烴的熔點(diǎn)最高，含有側(cè)鏈的環(huán)烷烴及異構(gòu)烷烴則較低

4、。 因此，當(dāng)油品中大分子正構(gòu)烷烴和芳烴量增多時(shí)，其濁點(diǎn)、結(jié)晶點(diǎn)和冰點(diǎn)就會(huì)明顯升高，低溫流動(dòng)性能變差。,10,表5-1不同原油噴氣燃料餾分范圍與結(jié)晶點(diǎn)的關(guān)系,11,從表中看出，用石蠟基 的大慶原油煉制的噴氣燃料，其結(jié)晶點(diǎn)要比用中間基的克拉瑪依原油煉制的噴氣燃料高得多。 由同一原油煉制的噴氣燃料，餾分越重，其相對(duì)密度越大，結(jié)晶點(diǎn)越高，這是由于同類(lèi)烴隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大，其沸點(diǎn)、相對(duì)密度、熔點(diǎn)逐漸升高的緣故。 為保證結(jié)晶合格，噴氣燃料的尾部餾分不能過(guò)重。,12,（2）油品含水量的影響,油品含水可使?jié)狳c(diǎn)、結(jié)晶點(diǎn)和冰點(diǎn)顯著升高。 輕質(zhì)油品有一定的溶水性，由于溫度的變化，這些水常以懸浮態(tài)、乳化態(tài)和溶解狀態(tài)

5、存在。 在低溫下，油品中的微量水可呈細(xì)小冰晶析出，能直接引起過(guò)濾器或輸油管路的堵塞。 更為嚴(yán)重的是，細(xì)小的冰晶可作為烴類(lèi)結(jié)晶的晶核，有了晶核，高熔點(diǎn)烴類(lèi)可迅速形成大的結(jié)晶，可能使濾網(wǎng)堵塞，甚至中斷供油，造成事故。,13,油品中溶解水的數(shù)量主要取決于油品的化學(xué)組成，此外還與環(huán)境溫度、濕度、大氣壓力和貯存條件等有關(guān)。 各種烴類(lèi)對(duì)水的溶解度比較如下：芳烴 烯烴環(huán)烷烴烷烴 芳烴吸水性最強(qiáng)，比其它烴類(lèi)約大914倍。 因此，要限制噴氣燃料的芳烴含量，國(guó)產(chǎn)噴氣燃料規(guī)定芳烴含量不得大于20%。,14,同一類(lèi)烴中，隨相對(duì)分子質(zhì)量和粘度的增大，對(duì)水的溶解度減小。隨溫度的升高而增大。 隨著溫度的降低，水在燃料中的溶

6、解度減小。 例如：大慶2號(hào)噴氣燃料從40降低到0 時(shí)，其溶解水的含量由135/ 為防止噴氣燃料結(jié)晶，使用中常采用加熱過(guò)濾器或預(yù)熱燃料的辦法。,15,3、測(cè)定油品濁點(diǎn)、結(jié)晶點(diǎn)和冰點(diǎn)的意義,（1）結(jié)晶點(diǎn)和冰點(diǎn)是評(píng)定航空汽油和噴氣燃料低溫性能的質(zhì)量指標(biāo) 我國(guó)用結(jié)晶點(diǎn)，歐美用冰點(diǎn)。 航空汽油和噴氣燃料都是在高空低溫環(huán)境下使用的，如果出現(xiàn)結(jié)晶，會(huì)堵塞發(fā)動(dòng)機(jī)燃料系統(tǒng)的濾清器或?qū)Ч?，使燃料不能順利泵送，供油不足，甚至中斷，發(fā)生危險(xiǎn)。 我國(guó)航空汽油和噴氣燃料低溫性能指標(biāo)見(jiàn)P94表5-2,16,（2）濁點(diǎn)主要是煤油的低溫性能質(zhì)量指標(biāo) 濁點(diǎn)過(guò)高的煤油在冬季室外使用時(shí)，會(huì)析出細(xì)微的結(jié)晶，堵塞燈芯的毛細(xì)管，使燈芯無(wú)法

7、吸油，導(dǎo)致燈焰熄滅。 我國(guó)煤油低溫性能規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)要求見(jiàn)P94表5-2,17,第二節(jié) 傾點(diǎn)、凝點(diǎn)和冷濾點(diǎn),傾點(diǎn)、凝點(diǎn)與冷濾點(diǎn)都是表征油品低溫流動(dòng)性的質(zhì)量指標(biāo) 。 一、測(cè)定油品傾點(diǎn)、凝點(diǎn)和冷濾點(diǎn)的意義 1、油品的凝固現(xiàn)象 石油產(chǎn)品是多種烴類(lèi)的復(fù)雜混合物，在低溫下油品是逐漸失去流動(dòng)性的，沒(méi)有固定的凝固溫度。,18,根據(jù)組成不同，油品在低溫下失去流動(dòng)性的兩個(gè)原因： 粘溫凝固 ：對(duì)含蠟很少或不含蠟的油品，溫度降低，粘度迅速增大，當(dāng)粘度增大到一定程度時(shí)，就會(huì)變成無(wú)定形的粘稠玻璃狀物質(zhì)而失去流動(dòng)性。 油品凝固現(xiàn)象主要決定于它的化學(xué)組成，影響粘溫凝固的是油品中的膠狀物質(zhì)以及多環(huán)短側(cè)鏈的環(huán)狀烴。,19,構(gòu)造凝固

8、：對(duì)含蠟較多的油品，溫度降低，蠟就會(huì)逐漸結(jié)晶出來(lái)，當(dāng)析出的蠟增多至形成網(wǎng)狀骨架時(shí)，就會(huì)將處于液態(tài)的油品吸附，包圍在網(wǎng)狀骨架中，從而使整個(gè)油品失去流動(dòng)性 。這種現(xiàn)象稱(chēng)為構(gòu)造凝固。 影響構(gòu)造凝固的是：油品中高熔點(diǎn)的正構(gòu)烷烴、異構(gòu)烷烴及帶長(zhǎng)烷基側(cè)鏈的環(huán)烷烴。,20,粘溫凝固和構(gòu)造凝固，都是指油品剛剛失去流動(dòng)性的狀態(tài)，油品并未凝成堅(jiān)硬的固態(tài)，仍是一種粘稠的膏狀物，所以，“凝固”一詞并不十分確切。 油品的凝固和純化合物的凝固有很大的不同。油品并沒(méi)有明確的凝固溫度，所謂“凝固”只是作為整體來(lái)看失去了流動(dòng)性，并不是所有的組分都變成了固體。,21,2、傾點(diǎn)、凝點(diǎn)和冷濾點(diǎn) 傾點(diǎn)：在試驗(yàn)規(guī)定條件下冷卻，油品能夠流

9、動(dòng)的最低溫度叫傾點(diǎn)，又稱(chēng)流動(dòng)極限，以表示。 油品在規(guī)定的試管中不斷冷卻，直到將試管平放5秒鐘而試樣并不流動(dòng)時(shí)的最高溫度再加上3后得到的溫度值即規(guī)定為油品的傾點(diǎn)。,22,凝點(diǎn)又稱(chēng)凝固點(diǎn)：油品在試驗(yàn)規(guī)定條件下，冷卻至液面不移動(dòng)時(shí)的最高溫度，以表示。 油品凝固是個(gè)漸變的過(guò)程，所以凝點(diǎn)的高低與測(cè)定條件有關(guān)。 凝點(diǎn)是將盛有油品的試管在一定條件下冷卻到某一溫度時(shí)，將試管傾斜45，并經(jīng)過(guò)1分鐘后液面不再流動(dòng)的最高溫度。 冷濾點(diǎn)：在試驗(yàn)規(guī)定條件下，當(dāng)試樣不能流過(guò)過(guò)濾器或20ml試樣流過(guò)過(guò)濾器的時(shí)間大于60s或試樣不能完全流向試杯時(shí)的最高溫度，以（按1的整數(shù)倍）表示。,23,3、影響油品傾點(diǎn)、凝點(diǎn)和冷凝點(diǎn)的主要

10、因素,（1）烴類(lèi)組成的影響 當(dāng)碳原子數(shù)相同時(shí)，輕柴油以上餾分（沸點(diǎn)高于180）的各類(lèi)烴中，通常正構(gòu)烷烴的熔點(diǎn)最高，帶長(zhǎng)側(cè)鏈的芳烴、環(huán)烷烴次之，異構(gòu)烷烴則較小。如P97圖5-3所示,24,油品中高熔點(diǎn)烴類(lèi)的含量越多，其傾點(diǎn)、凝點(diǎn)和冷凝點(diǎn)就越高；而且沸點(diǎn)越高，變化越明顯。 例如：石蠟基原油及其直鎦柴油產(chǎn)品的傾點(diǎn)、凝點(diǎn)和冷凝點(diǎn)要比環(huán)烷基原油及其直鎦產(chǎn)品高得多，表5-4列出了不同類(lèi)型原油的直鎦柴油餾分凝點(diǎn)的比較值。,25,（2）膠質(zhì)、瀝青質(zhì)及表面活性劑的影響 這些物質(zhì)能吸附在石蠟結(jié)晶中心的表面上，阻止石蠟結(jié)晶的生長(zhǎng)，致使油品的凝點(diǎn)、傾點(diǎn)下降。 所以，脫除膠質(zhì)、瀝青質(zhì)及表面活性劑后，凝點(diǎn)、傾點(diǎn)升高；加入

11、表面活性劑，則降低凝點(diǎn)、傾點(diǎn)，改善低溫流動(dòng)性。,26,（3）油品含水的影響 若柴油、潤(rùn)滑油脫水后的油品含水量超標(biāo)，則凝點(diǎn)、傾點(diǎn)、冷濾點(diǎn)都會(huì)明顯增高。,27,4、測(cè)定油品傾點(diǎn)、凝點(diǎn)和冷濾點(diǎn)的意義,（1）列入油品規(guī)格，作為石油產(chǎn)品生產(chǎn)、貯運(yùn)和運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn) （2）確定油品的使用溫度 如P98表5-5、5-6所示我國(guó)車(chē)用柴油、變壓器油根據(jù)凝點(diǎn)分為若干牌號(hào)，根據(jù)地區(qū)和氣溫的不同，選擇不同牌號(hào)的油品。,28,柴油和變壓器油牌號(hào)的意義略有不同。 例如：-10號(hào)柴油的凝點(diǎn)不高于-10，而10號(hào)變壓器油的凝點(diǎn)不高于-10。,29,柴油的低溫性能是保證輸送和過(guò)濾性的指標(biāo)，過(guò)去以凝點(diǎn)表示。當(dāng)柴油在高于其凝點(diǎn)5

12、10時(shí)，雖未失去流動(dòng)性，但已有微晶蠟析出，以至可引起供油系統(tǒng)濾清器的堵塞，中斷供油。特別是添加了低溫流動(dòng)改進(jìn)劑的柴油，這個(gè)問(wèn)題更嚴(yán)重。我國(guó)采用冷濾點(diǎn)指標(biāo)，代替凝點(diǎn)指標(biāo)。,30,冷濾點(diǎn)比凝點(diǎn)更能反應(yīng)車(chē)用柴油的低溫使用性能，它是保證車(chē)用柴油輸送和過(guò)濾性的指標(biāo)，并且能正確判斷添加低溫流動(dòng)改進(jìn)劑（降凝劑）后的車(chē)用柴油質(zhì)量，一般冷濾點(diǎn)比凝點(diǎn)要高26。為保證柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作，戶(hù)外作業(yè)時(shí)通常選用凝點(diǎn)低于環(huán)境溫度7以上的柴油。,31,（3）估計(jì)石蠟含量，指導(dǎo)油品生產(chǎn) 石蠟含量越多，油品越易凝固，傾點(diǎn)、凝點(diǎn)和冷濾點(diǎn)就越高，據(jù)此可估計(jì)石蠟含量，指導(dǎo)生產(chǎn)。 高凝點(diǎn)直鎦柴油一般采用添加低溫流動(dòng)改進(jìn)劑或摻和二次加工

13、柴油的辦法降低凝點(diǎn)。 凝點(diǎn)還用于估計(jì)燃燒油不經(jīng)預(yù)熱而能輸送的最低溫度，因此它是油品抽住、運(yùn)輸和貯存的重要指標(biāo)。,32,二、傾點(diǎn)、凝點(diǎn)和冷凝點(diǎn)測(cè)定方法概述,1.傾點(diǎn)的測(cè)定 按GB/T 3535-2006石油傾點(diǎn)測(cè)定法標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行，該標(biāo)準(zhǔn)是按ISO 3016-1974制定的。儀器與濁點(diǎn)試驗(yàn)儀器相同（見(jiàn)圖5-1）.,33,傾點(diǎn)的測(cè)定方法： 將試樣倒入試管中，按要求預(yù)熱后，再按規(guī)定條件冷卻，同時(shí)每間隔3傾斜試管一次檢查試樣的流動(dòng)性，直到試管保持水平位置5s而無(wú)試樣流動(dòng)時(shí)，記錄溫度，再加3作為試樣能流動(dòng)的最低溫度，即為試樣的傾點(diǎn)。取重復(fù)測(cè)定的兩個(gè)結(jié)果的平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。,34,2.凝點(diǎn)的測(cè)定,標(biāo)準(zhǔn)方法

14、：GB/T 510-1983（1991）石油產(chǎn)品凝點(diǎn)測(cè)定法，該標(biāo)準(zhǔn)方法常用于潤(rùn)滑油及深色石油產(chǎn)品凝點(diǎn)的測(cè)定。,35,凝點(diǎn)的測(cè)定方法 1.裝試樣于規(guī)定試管中，預(yù)熱到501 2.在室溫中冷卻到35 5 ，然后將試管放入裝好冷卻器的容器中。 3.當(dāng)試樣冷卻到預(yù)期的凝點(diǎn)時(shí)，將浸在冷卻劑中的試管傾斜45，保持1min，此后，從冷卻劑中取出套管，迅速用工業(yè)乙醇擦拭試管外壁，垂直放置儀器，并透過(guò)套管觀察液面是否移動(dòng)。,36,4.從套管中取出試管重新將試樣預(yù)熱到501 ，按液面有無(wú)移動(dòng)的情況，用比上次試驗(yàn)溫度低或高4 的溫度重新測(cè)定，直至能使液面靜置不動(dòng)而提高2 又能使液面移動(dòng)時(shí)，取液面不動(dòng)的溫度作為試樣的凝

15、點(diǎn)。,37,三、影響測(cè)定的主要因素,預(yù)熱條件和冷卻速度是影響測(cè)定傾點(diǎn)、凝點(diǎn)和冷濾點(diǎn)的主要因素。 不同的預(yù)熱條件和冷卻速度下，石蠟在油品中的溶解程度、結(jié)晶溫度、晶形結(jié)構(gòu)及形成網(wǎng)狀骨架的能力均不相同，可致使測(cè)定結(jié)果出現(xiàn)明顯 誤差。因此，要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，才能得到具有可比性的數(shù)據(jù)。,38,影響凝點(diǎn)測(cè)定因素,1.試油含水小于1%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）者影響不大，當(dāng)含水5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）以上時(shí)對(duì)凝點(diǎn)影響較大。如果試油含水多，水分在0結(jié)冰，影響試油流動(dòng)，使凝點(diǎn)偏高。 2.試油必須按規(guī)定方法在（501）下預(yù)熱后再降溫、否則影響結(jié)果。曾試驗(yàn)大慶原油經(jīng)預(yù)熱測(cè)得凝點(diǎn)24，而不預(yù)熱所測(cè)凝點(diǎn)為34 ，可見(jiàn)影響之大。,39,3.冷卻劑與試油預(yù)計(jì)凝點(diǎn)的溫差要符合規(guī)定（冷卻劑比試樣預(yù)期凝點(diǎn)低78），如果溫差大，則冷卻速度太快，油品中石蠟來(lái)不及形成大的網(wǎng)狀骨架，而形成很多小結(jié)晶，結(jié)果使凝點(diǎn)偏低；反之，偏高。 4.儀器規(guī)格必須符合標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)中儀器安裝必須嚴(yán)格按照方法規(guī)定的要求，例如溫度計(jì)必須插在內(nèi)試管中心，不許偏斜，否則，因水銀球受冷溫差不均勻，影響測(cè)定結(jié)果。,40,5.最大的人為影響是未達(dá)到預(yù)期凝點(diǎn)時(shí)，任意取出試管觀察和晃動(dòng)，然后又放回冷浴中繼續(xù)降溫，或溫度計(jì)安裝不穩(wěn)，產(chǎn)生搖晃等，均會(huì)破壞正在結(jié)晶中的蠟結(jié)構(gòu)