石油产品分析的方法标准是条件性试验的前提下选定的测试方法标准,按技术等级分为5类,包括国际标准、地区标准、国家标准、行业标准和企业标准。
鉴于油品分析的特殊性,一切石油及其产品都必须按制定的质量标准和使用性能的试验标准来检定。试验方法的标准化解决了评定石油产品质量可能产生的争论和误会。
石油产品分类复杂,在六大类石油产品中,又划分为很多小类,每个品种的分析检测项目也不尽相同,本文只对油品的常规分析项目进行介绍。
油品常规的检测项目主要包括氧化安定性、辛烷值、十六烷值、黏度、水分、闪点、色度、密度、倾点、凝点、酸度、馏程、残炭值、灰分、机械杂质以及硫含量等,下面分别给予介绍。
石油产品的安定性是指石油产品在正常的储存或使用条件下保持其性质不发生永久变化的能力,一般用热安定性、氧化安定性、热氧化安定性、光安定性等指标来表示。这里主要介绍氧化安定性。汽油氧化安定性的测定参考GB/T 8018。
汽油诱导期是用来评定汽油在储存期间产生氧化和形成胶质倾向的重要指标,用于表示汽油的氧化安定性。
诱导期定义为在规定的加速氧化条件下油品稳定状态所经历的时间,以min来表示。
诱导期标志着一个时间段,在这个时间段内汽油可以被安定地储存而不会生成超过允许量的胶质。诱导期越长,氧化安定性越好,储存也就越长。通过试验可知,汽油诱导期和储存时间有一定关系,若汽油的诱导期为360min,则汽油可保存6个月以上,其性质不发生变化。汽油诱导期与汽油馏分的组成有关,一般直馏汽油的诱导期比较长,化学安定性好;而热裂化汽油由于含有大量的不饱和烃,尤其是二烯烃,使其抗氧化安定性差,因此诱导期比较短。
(一)测定原理
把一定量油样放入标准的氧弹中,充入氧气至689kPa,然后放入100℃水中。氧化初期,由于反应速度慢,耗氧较少,氧压基本不变。经过一定时间后,氧化反应加速,耗氧量显著增大,氧压明显下降。
规定汽油在氧弹中压力为689kPa的氧气作用下加热到100℃时,按规定的时间间隔读取压力或连续记录压力直至达到转折点,所需要的时间即为试样未被氧化经过的时间,称为诱导期。
(二)测试操作要点
汽油诱导期测定参照国家标准GB/T 8018的规定执行。
(三)测试影响因素
(1)试样测试前要预先用滤纸过滤,以除去杂质。
(2)新氧弹在投入使用前,必须经过1970kPa的水压试验;必须用苯或直馏汽油洗涤各部分零件及金属管等,除去油垢,再用空气吹干。
(3)氧弹在经过200~250次试验后,必须再次进行氧弹的水压试验及压力表准确性检查。
(4)水浴的温度允许在99~101℃范围内。遇到大气压力较低时,采取向水中添加甘油或乙二醇的方法,其加入的数量要使水在99~101℃范围内沸腾。
(5)仪器安装必须严密,如有漏气,哪怕是微小的渗漏,都会影响结果的正确性。
(6)测定器必须清洗干净,否则,如有易和氧作用的物质,也会加速氧化而使压力提前下降,影响结果的正确性。
(7)注入的氧气量要符合规定,第一次注入氧气的目的是吹扫氧弹内的空气,应慢慢地通入(不少于3min),否则会影响氧气纯度。
(8)测定温度必须控制在100℃±1℃的范围内,因为温度是决定测定结果的主要条件之一,应严格控制。
汽油发动机在运转中混合气被点燃后,尚未燃烧的那部分混合气出现自燃时发生金属敲击声、排气带黑烟的现象称为爆震。爆震是由于不正常燃烧引起的,它使发动机热效率下降,还会损坏发动机主要部件。汽油的抗爆性称为辛烷值,辛烷值越高,汽油的抗爆性越好。
辛烷值大小与汽油组分的性质有关,芳烃的抗爆性最大,环烷烃和异构化烃次之,烯烃再次之,正构烷最小。
异辛烷的抗爆性较好,辛烷值给定为100;正庚烷的抗爆性较差,给定为0。汽油辛烷值的测定是以异辛烷和正庚烷为标准燃料,在规定条件下的标准发动机试验中,将被测燃料和标准燃料进行比较,调节标准燃料中异辛烷和正庚烷的比例,采用和被测燃料具有相同抗爆性的标准燃料中异辛烷的体积分数表示被测汽油的辛烷值。
根据测定条件不同,主要有以下几种辛烷值表示方法:
(1)马达法辛烷值:测定条件较苛刻,发动机转速为900r/min,进气温度为149℃。它反映汽车在高速、重负载条件下行驶时汽油的抗震性能。
(2)研究法辛烷值:测定条件缓和,发动机转速为600r/min,进气温度为室温。这种辛烷值反映汽车在市区慢慢行驶时的汽油抗爆性能。对同一种汽油,其研究法辛烷值比马达法辛烷值高0~15个单位。
(3)道路法辛烷值:也称行车辛烷值,用汽车进行实测或在全功率试验台上模拟汽车在公路上行驶的条件进行测定。道路法辛烷值也可用马达法辛烷值和研究法辛烷值按经验公式计算求得。马达法辛烷值和研究法辛烷值的平均值称为抗爆指数,它可以近似地表示道路辛烷值。
辛烷值是衡量车用汽油重要的质量指标之一,是其牌号划分的依据。一般来说,汽油按马达法辛烷值分为70号和85号2个牌号,按研究法辛烷值分为90号、93号、95号和97号车用汽油4个牌号。目前日常生活中大家习惯的汽油牌号就是按研究法辛烷值分类的,其标号是表示汽油中辛烷值大小,一般标号越高,其抗爆性越好。
目前国内颁布并实施的汽油辛烷值测定法有《汽油辛烷值测定法(研究法)》(GB/T 5487)和《汽油辛烷值测定法(马达法)》(GB/T 503)。在现行国家标准GB 17930《车用汽油》产品标准中规定了汽油辛烷值的测定方法为GB/T 5487和GB/T 503两种方法,这两种方法的测定原理基本相同,都是模拟发动机工作原理的台架试验方法。
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作者:张明
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