汽油餾程測定的影響因素淺析

黃凱

（中國石化安慶石化公司質(zhì)管中心，安徽安慶 246001）

汽油是由多種烴類及少數(shù)烴類衍生物組成的復(fù)雜混合物，測定其餾程可以針對性地判斷出石油產(chǎn)品中各組分的組成和含量關(guān)系,例如汽油中輕質(zhì)組分的含量可以通過測定汽油的餾程來判斷,尤其影響以汽油作為燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)難易程度。汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)中的啟動(dòng)性能，取決于汽油的初餾點(diǎn)和10%蒸發(fā)溫度，如10%蒸發(fā)溫度過高，對于冬季嚴(yán)寒地區(qū)使用這種汽油時(shí)，汽車就難以啟動(dòng)。汽油的50%蒸發(fā)溫度說明了汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)中的加速性能。若50%蒸發(fā)溫度過高，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)由低速驟然變?yōu)楦咚俣枰哟笥烷T增加進(jìn)油量時(shí)，燃料就會來不及氣化完全，使燃燒不完全、不充分，甚至燃燒不起來，發(fā)動(dòng)機(jī)就不能發(fā)揮功率，達(dá)不到所需的效果和要求。50%點(diǎn)溫度對發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)，預(yù)熱也會產(chǎn)生較大的影響。蒸發(fā)溫度和干點(diǎn)說明了汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)中蒸發(fā)完全的程度。這個(gè)溫度過高，說明汽油重質(zhì)組分過多，其結(jié)果是直接降低發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和經(jīng)濟(jì)性。目前汽油餾程主要用GB/T 6536-2010標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行測定[1]，衛(wèi)功友等[2-6]從樣品前處理、加熱速率、溫度探頭位置等因素進(jìn)行討論，對行業(yè)內(nèi)餾程測定起到一定的促進(jìn)作用。本文著重從影響汽油餾程分析的六個(gè)因素進(jìn)行分析討論，期望能夠減小汽油餾程測定的誤差，對指導(dǎo)餾程分析有著重要的意義。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

德國Herzog PAC公司全自動(dòng)常壓蒸餾儀，配備PAC蒸餾燒瓶（125 mL)，鉑-100溫度探頭，量筒(100 mL)，冷凝管捅條。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

按照GB/T 6536-2010標(biāo)準(zhǔn)方法要求，將100 mL的汽油樣品，在實(shí)驗(yàn)條件下對其進(jìn)行蒸餾，觀察溫度計(jì)的讀數(shù)和冷凝體積，并做好記錄。為了更好地觀測和對比，本文選用了10%、50%以及90%三個(gè)蒸發(fā)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器設(shè)備及附件的影響

2.1.1 冷卻系統(tǒng)的影響

制冷系統(tǒng)應(yīng)保持良好的工作狀態(tài)，實(shí)際工作中經(jīng)常會忽略對冷浴液位的檢查，從而在蒸餾過程中導(dǎo)致回收體積、各個(gè)回收點(diǎn)的溫度讀數(shù)偏高。

2.1.2 捅條的影響

捅條要有足夠的強(qiáng)度，不至于在操作中被拉斷。如果有殘留物遺留在冷凝管內(nèi),會使流速不能按要求控制，甚至堵塞,嚴(yán)重影響回收體積的判斷。

2.1.3 蒸餾燒瓶

應(yīng)按規(guī)定選用規(guī)格大小型號符合要求的蒸餾燒瓶，蒸餾燒瓶要潔凈、干燥、無破損。

2.1.4 蒸餾燒瓶支板的選擇

按照GB/T 6536-2010規(guī)定，蒸餾燒瓶要安裝38 mm孔徑的陶瓷支板，主要是通過支板孔徑大小來控制蒸餾燒瓶下面來自熱源加熱面的受熱效率，一方面由于油品組分的輕重不同，確保油品以一定的升溫速率升溫，使油品在規(guī)定時(shí)間內(nèi)能夠沸騰并達(dá)到應(yīng)有的蒸餾速度；另一方面又要保證在最后被蒸餾的油品表面應(yīng)高于加熱面。由于油品在沸騰的過程中，液體和蒸汽的溫度雖然是處在不斷加熱的情況下，但是其熱量全部用來使液體分子變?yōu)闅怏w分子，故從而使升溫過程中不會造成過熱。

2.2 取樣量

在一定溫度、壓力下，通過控制變量法對不同取樣量進(jìn)行對比分析，數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 取樣量對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響

通過表1可見，當(dāng)取樣量減小為98 mL時(shí)，10%蒸發(fā)溫度和90%蒸發(fā)溫度變化不大，但是50%蒸發(fā)溫度從97℃增高到99℃，增幅為2℃；取樣量增加到102 mL時(shí)，對10%溫度影響不大，但50%蒸發(fā)溫度降低了約1.3℃，90%蒸發(fā)溫度降低更明顯，約為2℃；因此，取樣量的不準(zhǔn)確對餾程的測定結(jié)果有一定的影響，取樣量越大，50%和90%蒸發(fā)溫度越低，取樣量越小，50%和90%蒸發(fā)溫度越高。

2.3 鉑-100溫度探頭的安裝位置

實(shí)驗(yàn)中將鉑-10溫度探頭插入橡膠塞中，使橡膠塞與盛有樣品的蒸餾燒瓶口緊密連接，并使溫度探頭位于瓶頸的中心，溫度探頭鉑絲的上端應(yīng)與蒸餾燒瓶支管內(nèi)壁底部的最高點(diǎn)齊平。通過控制變量，對溫度探頭鉑絲的上端與蒸餾燒瓶支管內(nèi)壁底部的安裝位置不同進(jìn)行對比試驗(yàn)，判斷其對餾程的影響［3］，數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 溫度計(jì)的安裝對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響

通過表2可見，溫度探頭鉑絲的上端比標(biāo)準(zhǔn)位置偏高，所測得的溫度均比規(guī)定條件下所測溫度偏低；溫度探頭鉑絲的上端比標(biāo)準(zhǔn)位置偏低，所測得的溫度均比規(guī)定條件下所測溫度偏高。因此，溫度計(jì)的安裝位置對餾程測定也有一定影響。

2.4 環(huán)境溫度

為考查樣品溫度對測定結(jié)果的影響，對樣品在不同溫度下進(jìn)行對比試驗(yàn)，高溫樣品為28℃，環(huán)境溫度為22℃，低溫樣品為7℃，對比數(shù)據(jù)如表3所示。

通過表3可知，當(dāng)樣品溫度高于環(huán)境溫度，對10%、50%和90%蒸發(fā)溫度沒有顯著影響；樣品溫度低于環(huán)境溫度時(shí)，對10%、50%和90%蒸發(fā)溫度也沒有顯著的影響。因此，樣品取樣溫度與環(huán)境溫度的高低對汽油餾程影響不大。

表3 環(huán)境溫度與樣品溫度不同對測定結(jié)果的影響

2.5 升溫速度

在一定壓力、溫度下，通過改變初餾點(diǎn)以后的蒸餾速度進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)如表4所示。

表4 升溫速度對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響

由表4可以看出，流出速度小于4 mL/min時(shí)，蒸發(fā)溫度比規(guī)定流速時(shí)的溫度測定值偏低；流出速度大于5 mL/min，蒸發(fā)溫度比規(guī)定流速時(shí)的溫度測定值偏高。因此，升溫速度的快慢，對數(shù)據(jù)有一定影響，控制在4～5 mL/min之間較為合適。

2.6 大氣壓

大氣壓力對油品的氣化有一定影響，對同一油品進(jìn)行控制變量法，在不同大氣壓下進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，如表5所示。

表5 大氣壓對實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響

通過表5可知，對同一油品在不同大氣壓下進(jìn)行分析測定，所得的分析測定結(jié)果也存在一定的偏差，從而帶來分析測定誤差。油品餾程的分析測定，其標(biāo)準(zhǔn)值是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在一定大氣壓(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力)下流出的溫度，為了減小試驗(yàn)結(jié)果的誤差，對于高于或低于規(guī)定大氣壓力范圍時(shí)，則需進(jìn)行大氣壓修正。

3 結(jié)論

綜上所述，儀器設(shè)備及附件必須嚴(yán)格按照方法要求進(jìn)行配置，取樣量的大小對結(jié)果有一定影響。取樣量偏多，蒸發(fā)溫度偏低；取樣量偏少，蒸發(fā)溫度偏高。溫度探頭必須安裝在正確的位置，偏離會帶來結(jié)果的偏差。升溫速度和大氣壓對結(jié)果也會造成影響，但樣品溫度對結(jié)果影響不顯著。因此，在實(shí)際操作中，必須依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)步驟，規(guī)范操作，全面嚴(yán)格按照試驗(yàn)條件和方法進(jìn)行分析測定，才能提高油品餾程測定的準(zhǔn)確度。