石油產(chǎn)品中殘?zhí)繙y定實驗的教學改革

（中國石油大學（華東）化學工程學院，山東 青島 266555）

石油產(chǎn)品中殘?zhí)繙y定實驗的教學改革

文 萍，孫卓輝，李庶峰，沐寶泉，李 傳

（中國石油大學（華東）化學工程學院，山東 青島 266555）

論文針對中國石油大學化學綜合實驗中殘?zhí)繙y定項目進行教學改革。選取燃料油和渣油為原料，對石油產(chǎn)品進行四組分的分離，將原料分為飽和分、芳香分、膠質(zhì)和正庚烷瀝青質(zhì)。用自動微量殘?zhí)績x測定原料及各組分的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)中的殘?zhí)浚芯繗執(zhí)吭谑彤a(chǎn)品組分中的分布。結果表明：石油產(chǎn)品中的殘?zhí)恐饕獊碓从跇悠分械哪z質(zhì)和瀝青質(zhì)。自動微量殘?zhí)繙y定法適合測定油品組分中的殘?zhí)俊?/p>

殘?zhí)?；微量法；石油產(chǎn)品；組分

石油產(chǎn)品的殘?zhí)恐?，指油品在特定的高溫條件下，經(jīng)過蒸發(fā)及熱裂解過程后，所形成的炭質(zhì)殘余物占油品的質(zhì)量百分數(shù)[1-5]。殘?zhí)恐悼捎脕肀碚饔推废鄬ι箖A向的大小，用于指導原料的選擇及油品的生產(chǎn)工藝。

《化學綜合實驗》是中國石油大學（華東）應用化學專業(yè)的必修課，其中的“渣油殘?zhí)繙y定”、“渣油四組分分離”是兩個必做的實驗。教學實驗中一直延用電爐法測定油品殘?zhí)?，但電爐法測定渣油殘?zhí)啃枰臉悠妨枯^多，為0.7～1 g，且污染嚴重。四組分實驗中，渣油的取樣量僅為0.6～1.0g，分離后各組分（主要是膠質(zhì)、瀝青質(zhì)）的樣品量太少，無法用電爐法測定。組分（膠質(zhì)、瀝青質(zhì)）中的殘?zhí)苛繜o法用電爐法進行測定，因此此項目一直未能開設，而只能用電爐法測定渣油中的殘?zhí)亢?。而現(xiàn)在國際上普遍使用的“自動微量殘?zhí)繙y定法”，取樣量少，含殘?zhí)苛扛叩挠推房梢匀?.1g左右，非常適合測定渣油中的組分（膠質(zhì)、瀝青質(zhì)）。

前文[6]以燃料油、原油和渣油為原料，考察了電爐法和微量法殘?zhí)繙y定數(shù)據(jù)的相關性。結果表明，微量法測定殘?zhí)勘入姞t法測定殘?zhí)孔詣踊潭雀?，操作簡單省時，應用范圍廣；原油和燃料油的電爐法和微量法殘?zhí)繑?shù)據(jù)相關性較好。

本文將渣油四組分分離、渣油殘?zhí)繙y定、自動微量殘?zhí)繙y定分析結合起來，研究了膠質(zhì)、瀝青質(zhì)在渣油組分中的分布，為學生實驗提供理論基礎數(shù)據(jù)，旨在提高石油高校教學實驗質(zhì)量，讓殘?zhí)繙y定方法與世界各國統(tǒng)一，并能將其方便地用于渣油組分中殘?zhí)康臏y定。這樣既可以訓練學生綜合分析問題的能力，又可以加深學生對理論教學內(nèi)容的深化理解。

1 實驗部分

1.1 實驗原料

燃料油，原油，渣油。

1.2 主要實驗儀器

CR-M12自動微量殘?zhí)繙y定儀（圖1）。

1.3 實驗方法

1.3.1 微量法測定殘?zhí)?參照GB/T17144[7]。

1.3.2 燃料油、催化油漿組分分離

參考SY-T 5119-2008原油族組分柱色譜分離常規(guī)方法。

圖1 自動微量殘?zhí)繙y定儀Fig.1 Automatic micro carbon residue instrument

圖2 電爐法殘?zhí)繙y定器Fig.2 Electric furnace carbon residue instrument

1.3.3 四組分的分離[8]

樣品用正庚烷沉淀法分離出正庚烷瀝青質(zhì)（C7瀝青質(zhì)）和可溶質(zhì)，然后將可溶質(zhì)在Al2O3（含水1%）色譜柱上進行四組分分離，得到飽和分、芳香份、膠質(zhì)。

2 結果與討論

2.1 殘?zhí)吭谑彤a(chǎn)品組分中的分布

分別考察殘?zhí)吭谌剂嫌秃驮椭械姆植肌?/p>

2.1.1 殘?zhí)吭谌剂嫌徒M分中分布。

將燃料油進行四組分分離，并測定膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的殘?zhí)恐?，研究石油產(chǎn)品中殘?zhí)吭诮M分中的分布。

(1) 燃料油中四組分含量

對燃料油進行四組分分離，四組分含量見表1。

由表1可得，燃料油中的飽和分和芳香分含量較多。京博18/5燃料油的飽和分含量最高，達到48.9%，而瀝青質(zhì)含量最少，僅為1.6%。催化油漿的芳香分含量最高，達到60.2%，瀝青質(zhì)含量較小，僅為2.4%。對于委內(nèi)瑞拉380號燃料油和勝利稠油鄭411#，飽和分，芳香分含量較高，而瀝青質(zhì)的含量較低；勝利稠油鄭411#的膠質(zhì)含量較高，所以，勝利稠油鄭411#的殘?zhí)枯^高。

表1中的數(shù)據(jù)表明，委內(nèi)瑞拉380號燃料油、燃料油B、催化油漿。

分離出幾種燃料油的四組分后，分別測定了委內(nèi)瑞拉380號燃料油、燃料油B和催化油漿A的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的殘?zhí)恐怠?/p>

表1 燃料油四組分含量(m)Table 1 Sub-fractions content of fuel oil w %

(2) 燃料油及其組分殘?zhí)恐?/p>

測定了燃料油組分的殘?zhí)恐?，對燃料油中殘?zhí)吭谄渌慕M分中的分布進行考察。

委內(nèi)瑞拉380號燃料油、燃料油B和催化油漿A組分中的殘?zhí)恐狄姳?。。

表2 燃料油及其組分殘?zhí)縏able 2 Carbon residue in fuel oil and their sub-fractions w %

由表2 可以看出，委內(nèi)瑞拉380號燃料油、燃料油B和催化油漿A的膠質(zhì)殘?zhí)恐狄∮跒r青質(zhì)的殘?zhí)恐怠４呋蜐{A的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)殘?zhí)恐迪嗖钭畲螅_到42.9%，委內(nèi)瑞拉380號燃料油的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)殘?zhí)恐迪嗖钭钚。瑸?5.1%。另外，3種燃料油中，燃料油B的瀝青質(zhì)殘?zhí)恐底畲螅_到了70.6%，催化油漿A的膠質(zhì)殘?zhí)恐底畹停瑑H為26.0%。

由上述可見，在燃料油中，殘?zhí)恐饕植荚谀z質(zhì)和瀝青質(zhì)中。

2.2 殘?zhí)吭谠徒M分中的分布

2.2.1 渣油的四組分分離

選取減壓渣油A、減壓渣油B、輪古常渣及減壓渣油C為原料，對渣油進行四組分分離，四組分含量見表3。

表3 不同渣油的四組分含量Table 3 Sub-fractions content of residues w %

由表3可得，輪古常渣的飽和分含量最高，達到27.2%；減壓渣油A的芳香分含量最高，達到45.3%；而減壓渣油C的膠質(zhì)含量最高，達到36.4%，這可以表明，減壓渣油C的殘?zhí)亢孔畲蟆６喒懦Ｔ臑r青質(zhì)含量最高，達到18.5%。對于減壓渣油A和減壓渣油B，瀝青質(zhì)含量最低，僅為4.6%和5.6%。

由表2 和3可得，渣油的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的含量較燃料油的含量高；飽和分芳香分含量較燃料油的含量低。

2.2.2 渣油及其組分的殘?zhí)恐?/p>

測定了幾種渣油的四組分含量和組分的殘?zhí)恐?，對渣油中殘?zhí)吭谄渌慕M分中的分布進行考察。

減壓渣油A、減壓渣油B、輪古常渣等渣油的組分殘?zhí)恐狄姳?。

表4 渣油及其組分的殘?zhí)?m)Table 4 Carbon residue in residues and their sub-fractions w%

由表4可以看出，減壓渣油A、減壓渣油B、輪古常渣、減壓渣油C的膠質(zhì)殘?zhí)恐狄∮跒r青質(zhì)的殘?zhí)恐怠?/p>

減壓渣油C的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)殘?zhí)恐迪嗖钭畲?，達到50.5%，輪古常渣的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)殘?zhí)恐迪嗖钭钚?，?5.9%。

另外，4種渣油中，減壓渣油C的瀝青質(zhì)殘?zhí)恐底畲?，達到了73.1%，而減壓渣油C的膠質(zhì)殘?zhí)恐底畹?，僅為22.6%。

4 結 論

(1) 在燃料油中，殘?zhí)恐饕植荚谀z質(zhì)和瀝青質(zhì)中。

(2) 在渣油中，殘?zhí)恐饕獊碓从跇悠分械哪z質(zhì)和瀝青質(zhì)，主要是瀝青質(zhì)。

(3) 自動微量殘?zhí)繙y定法適合測定渣油組分中的殘?zhí)俊?/p>

［1］范登利.殘?zhí)繙y定方法及數(shù)據(jù)的相關性探討[J]．石油煉制與化工，2005，36（10）：61-65.

［2］魏國英.潤滑油殘?zhí)繙y定方法[J]．合成潤滑材料，2008，35（1）：17-19．

［3］李明，梁家昌，袁漢珍，杜有如．一種用核磁共振氫譜測定航空潤滑油與航空燃油殘?zhí)康男路椒╗J]．中國民航學院學報，2001，19（3）：52-54．

［4］魏國英.潤滑油殘?zhí)繙y定方法[J]．合成潤滑材料，2008，35（1）：17-19．

［5］任飛. 石油產(chǎn)品殘?zhí)恐档臏y定[J]. 廣東化工,. 2006,33(9)：63-64.

［6］王紅,文萍.石油產(chǎn)品殘?zhí)繙y定方法的對比[J].現(xiàn)代儀器,2011,17(3):73 -75.

［7］國家技術監(jiān)督局．石油產(chǎn)品殘?zhí)繙y定法（微量法）[M]．北京：中國石化出版社，1998:1-5．

［8］文萍，王紅. 懸浮床加氫裂化產(chǎn)物中酸性含氧化合物的分布，石油學報（石油加工），2010.26(1):127-131

Teaching Reformation of Determination Experiment of Carbon Residue in Petroleum Products

WEN Ping, SUN Zhuo-hui, LI Shu-feng, MU Bao-quan, LI Chuan
（College of chemical Engineering, China University of Petroleum, Shandong Qingdao 266555，China）

Teaching reformation of determination experiment of carbon residue in petroleum products was carried out in our college. Fuel oil and residues were separated into four sub-fractions, including saturates, aromatics, resins and>n-C7asphaltene. Carbon residue in fuel oil, crude oil and residues and their sub-fractions were determined by automatic micro carbon residue instrument. The experimental results show that, the higher n-C7asphaltene, the larger carbon residue. Carbon residue was mainly distributed in asphaltene of petroleum.

Carbon residue; Micro method; Petroleum product ; Sub-fractions

O 657

： A

： 1671-0460（2014）04-0509-03

2013-09-13

文萍（1971-），女，山東青島人，高級工程師，碩士。研究方向：渣油輕質(zhì)化及油田化學。E-mail：wenpinig@upc.edu.cn。