工业分析技术第十一章石油产品分析.ppt
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1、1,学习指南 1.了解石油及其产品的组成、分类,石油产品分析的任务、分析标准,石油产品试样的采集方法及分析数据的处理; 2.理解并掌握油品密度、黏度、闪点、燃点等基本理化性质的测定方法; 3.了解通过馏程介绍石油产品的蒸发性能通过浊点、结晶点和凝点等评价低温流动性能; 4. 了解并掌握石油产品腐蚀性能的酸度(值)测定及油品中水分的测定。,第11章 石油产品分析,2,11.1 概 述,11.1.1 基础知识 11.1.2 石油产品分析及标准 11.1.3 石油产品试样及采集,3,1.石油 石油是一种黏稠状的可燃性液体矿物油,颜色多为黑色、褐色或绿色,少数有黄色。 地下开采出来的石油未经加工前叫原
2、油。 (1)石油的元素组成 主要由C、H两种元素组成,其中C含量约为83.087.0,H含量约为10.014.0; 根据产地不同还含有少量的O、N、S和微量的C1、I、P、As、Si、Na、K、Ca、Mg、Fe、Ni、V等元素。它们均以化合物形式存在于石油中。,11.1.1基础知识,4,1.石油 (2)石油的化合物组成 烃类化合物 烃类化合物(即碳氢化合物)是石油的主要成分 烃的衍生物 烃的衍生物即非烃类有机物 无机物 除烃类及其衍生物外,石油中还含有少量无机物,主要是水及Na、Ca、Mg的氯化物,硫酸盐和碳酸盐以及少量泥污等。分别呈溶解、悬浮状态或以油包水型乳化液分散于石油中。,11.1.1
3、基础知识,5,2.石油产品 石油产品是以石油或石油某一部分做原料,经过物理的、物理化学的或化学的方法生产出来的各种商品的总称。 我国石油产品分类的依据是GB/T498-87石油产品及润滑剂的总分类。 按主要用途和特性将石油产品划分为六类,即燃料(F)、溶剂和化工原料(S)、润滑剂及有关产品(L)、蜡(W)、沥青(B)、焦(C)等。 类别名称代号是按反映各类产品主要特征的英文名称的第一个前缀字母确定的,11.1.1基础知识,6,1.石油产品 石油产品分类标准采用统一命名格式,产品整体名称以编码形式表示。其一般形式为类别 品种 数字类别-石油产品和有关产品的类别用一个字母表示,该字母和其他符号用半
4、字线“-”相隔。 品种-由一组英文字母所组成,其首字表示组别,后面所跟的字母单独存在时是否有含义,在有关组或品种的详细分类标准中都有明确规定。 数字-位于产品名称最后,其含义规定在有关标准中。 六大类石油产品中,各类产品还包含了不同的石油产品,按国家标准规定又分不同的组别,可参考GB/T7631-89、GB/T1262.1-90等标准。,11.1.1基础知识,7,1.石油产品 (1)燃料 燃料按馏分组成分为液化石油气、航空汽油、汽油、喷气燃料、煤油、柴油、重油、渣油和特种燃料九组。主要成分为烃类化合物及少量非烃类有机物和添加剂等。 (2)润滑剂及有关产品 润滑剂是一类很重要的石油产品,润滑剂包
5、括润滑油和润滑脂。 我国润滑剂及有关产品(L)按应用场合划分为19类。,11.1.1基础知识,8,1.石油产品 (3)蜡 常温下大多为固体,按其来源可分为动物蜡、植物蜡和矿物蜡。 石油蜡包括液蜡、石油脂、石蜡和微晶蜡,它们是具有广泛用途的一类石油产品。 液蜡一般是指C9C16的正构烷烃,它在室温下呈液态。 石油脂又称凡士林,通常是以残渣润滑油料脱蜡所得的蜡膏为原料,按照不同稠度的要求掺人不同量的润滑油,并经过精制后制成的一系列产品。 石蜡又称晶形蜡,它是从减压馏分中经精制、脱蜡和脱油而得到的固态烃类,其烃类分子的碳原子数为1836,平均相对分子质量为300500。 微晶蜡是从石油减压渣油中脱出
6、的蜡,经脱油和精制而得,它的碳原子数为3660,平均相对分子质量为500800。,11.1.1基础知识,9,1.石油产品 (4) 沥青 石油沥青是以减压渣油为主要原料制成的一类石油产品,它是黑色固态或半固态黏稠状物质。石油沥青主要用于道路铺设和建筑工程上,也广泛用于水利工程、管道防腐、电器绝缘和油漆涂料等方面。 (5)石油焦 石油焦为黑色或暗灰色的固体石油产品,它是带有金属光泽、呈多孔性的无定形碳素材料。石油焦一般含碳9097,含氢1.58,其余为少量的硫、氮、氧和金属。石油焦一般是减压渣油经延迟焦化而制得,广泛用于冶金、化工等部门,作为制造石墨电极或生产化工产品的原料。 (6)溶剂和石油化工
7、原料 溶剂和石油化工原料一般是石油中低沸点馏分,即直馏馏分、铂重整抽余油及其他加工制得的产品,一般不含添加剂,主要用途是作为溶剂或化工原料生产化工产品。,11.1.1基础知识,10,石油产品分析(简称为油品分析)是指用统一规定或公认的试验方法,分析检验石油产品理化性质和使用性能的试验过程。 石油产品分析课是建立在化学分析、仪器分析和石油炼制工程的基础上,以石油炼制中的原油分析、原材料分析、生产中控制分析和产品检验为主要内容的一门课程。 石油产品分析大多是条件性的试验或分析方法,因此制定一个适用于公众的、大家一致同意的、以科学技术和经验的综合成果为基础的技术规范或文件,作为共同遵守的准则和依据,
8、才能够统一油品分析的试验和方法,才有可比性,才能够被公众所公认,有法律的约束力。,11.1.2石油产品分析及标准,11,1.石油产品分析的目的和任务 (1)石油产品分析的目的 石油产品分析的目的是通过一系列的分析实验,为石油从原油到石油产品的生产过程和产品质量进行有效控制和检验。 石油产品分析是石油产品生产加工的“眼睛”,对评定产品质量、控制石油炼制过程和进行,以及为检查工艺条件、控制产品质量和使用性能、直至为确定合理的原油加工方案等提供有效的科学依据。,11.1.2石油产品分析及标准,12,1.石油产品分析的目的和任务 (2)石油产品分析的任务 为制定加工方案提供基础数据 对原油和原材料进行
9、分析检验,为制定生产方案提供可靠的数据。 为控制工艺条件提供数据 对生产过程进行控制分析,系统地检验中间产品的质量,从而对各生产工序及操作进行及时调整,以保证产品质量和安全生产。 检测石油产品质量 对石油产品进行质量检验,确保进入商品市场的石油产品的质量。 对油品使用性能进行评定 对超期贮存和失去标签或发生混串油品的使用性能进行评定。 对石油产品质量进行仲裁 当生产和使用部门对石油产品质量发生争议时,作出仲裁,以保证供需双方的合法利益。,11.1.2石油产品分析及标准,13,2.石油产品分析的标准 石油产品分析标准包括两个方面,其一是石油产品的质量标准,其二是石油产品分析的方法标准。 石油产品
10、质量标准是以石油及其产品的技术要求和使用要求为主的主要指标制定的标准,包括产品分类、分组、命名、代号、品种(牌号)、规格、技术要求、检验方法、检验规则、产品包装、产品识别、运输、贮存、交货和验收等内容。 石油产品分析的方法标准是在条件性试验的前提下选定的测试方法标准,包括适用范围、方法概要、使用仪器、材料,试剂、测定条件、试验步骤、结果计算、精密度等技术规定。,11.1.2石油产品分析及标准,14,1.石油产品试样 石油产品试样是指向给定试验方法提供所需要产品的代表性部分。石油产品试样分为以下几种。 (1) 液体石油产品试样 原油、汽油、柴油、煤油、润滑油等。 (2) 膏状石油产品试样 润滑脂
11、、凡士林等。 (3)固体石油产品试样 可熔性石油产品 有蜡、沥青等。 不熔性石油产品 有石油焦、硫磺块等。 粉末状石油产品 有焦粉、硫磺粉等。 (4)气体石油产品试样 液化石油气、天然气等。,11.1.3石油产品试样及采集,15,2.石油产品试样的采集 采样是指按规定方法,从一定数量的整批物料中采集少量具有代表性试样的一种行为、过程或技术。 (1)常用术语 用以测定平均性质的试样 上部样 在石油或液体石油产品的顶液面下其深度的1/6处所采取的试样。 中部样 在石油或液体石油产品的顶液面下其深度的1/2处所采取的试样。 下部样 在石油或液体石油产品的顶液面下其深度的5/6处所采取的试样。 代表性
12、试样 从油罐或其他容器中,或者是通过管线交付的一批石油或液体石油产品中所采取的试样。,11.1.3石油产品试样及采集,16,2.石油产品试样的采集 (1)常用术语 用以测定平均性质的试样 组合样 按等比例合并若干个点样,所获得的代表整个油品的试样。组合样常见的类型是由按下述的任何一种情况合并试样而得到的。 按等比例合并上部样、中部样和下部样; 按等比例合并上部样、中部样和出口液面样; 对于非均匀油品,在多于3个液面上采取的一系列点样,按其所代表的油品数量的比例掺和而成; 从几个油罐或油船的几个油舱中采取的单个试样,以每个试样所代表的总数量成比例地掺和而成; 在规定的时间间隔从管道内流动的油品中
13、采取的一系列相等体积的点样。 间歇样 由在泵送操作的整个期间内所取得的一系列试样合并而成的管线样。,11.1.3石油产品试样及采集,17,2.石油产品试样的采集 (1)常用术语 用以测定某一点性质的试样 点样 从油罐中规定位置采取的试样,或者在泵送期间按规定的时间从管线中采取的试样,它只代表石油或液体石油产品本身的这段时间或局部的性质。 顶部样 在石油或液体石油产品的顶液面下150mm处所采取的点样。 底部样 从油罐底部或者从管线中的最低点处的石油或液体石油产品中采取的点样。 排放样 从排放活栓或排放阀门采取的试样。 出口液面样 从油罐内抽出石油或液体石油产品的最低液面处取得的点样。 罐侧样
14、从适当的罐侧取样处采取的点样。 表面样 从罐内顶液面处采取的点样。,11.1.3石油产品试样及采集,18,2.石油产品试样的采集 (1)常用术语 试样容器 用于贮存和运送试样的容器。 试样收集器 通常是一个连接到取样连接管或管线取样器的容器,用于收集试样。卸开时,可以作为一个试样容器使用。 取样装置 可携带的或固定的用于采取试样的设备。,11.1.3石油产品试样及采集,19,2.石油产品试样的采集 (1)常用术语 等流样 在石油或液体石油产品通过取样口的线速度与管线中的线速度相等,并与管线中整个流体流向取样器的方向一致时,从管线取样器采取的试样。 流量比例样 输送石油或液体石油产品期间,在其通
15、过取样器的流速与管线中的流速成比例下的任一瞬间从管线中采取的试样。 时间比例样 输送石油或液体石油产品期间,定期从管线中采取的多个相等点样合并而成的试样。,11.1.3石油产品试样及采集,20,2.石油产品试样的采集 (2)采样工具 液态石油产品采样工具 按油品容器、取样点及所取样品性质的不同,采样工具分为以下几类。 液体取样器及带测深锤的金属卷尺。适用于在油罐、油槽车、油船中采取组合试样或点试样。其中取样器是一个底部加重(一般是灌铅)并设有开启器盖的金属容器,或是一个安装在加重金属框内的玻璃瓶,瓶口用系有绳索的瓶塞塞紧。,11.1.3石油产品试样及采集,21,2.石油产品试样的采集 (2)采
16、样工具 液态石油产品采样工具 底部取样器。是一种能够采取距油罐底部35cm处试样的取样器。 沉淀物取样器 。是用以采取液态石油产品中残渣或沉淀物的取样器。这种取样器是一个带有抓取装置的坚固的黄铜盒,其底是两个由弹簧关闭的夹片组,取样器机构由吊缆放松。,11.1.3石油产品试样及采集,22,2.石油产品试样的采集 (2)采样工具 液态石油产品采样工具 直径为1015 mm的长玻璃、金属或塑料制成的管子。适用于小容器(如桶、听、瓶子或公路罐车)中液体石油产品的采样。 5001000mL的小口试剂瓶。适用于装有旁通阀门管线中石油或液体石油产品的采样。 管道取样装置。适用于输油管线中输送的石油或液体石
17、油产品的采样。,11.1.3石油产品试样及采集,23,2.石油产品试样的采集 (2)采样工具 固体及半固体石油产品 螺旋形钻孔器或活塞式穿孔器。适用于膏状或粉状石油产品的采样。 不锈钢或镀铬刀子。适用于可熔性固体石油产品的采样。 铲子。适用于不能熔化的石油产品,如石油焦等的采样。,11.1.3石油产品试样及采集,24,2.石油产品试样的采集 (2)采样工具 气体石油产品 橡皮球胆。适用于处于正压状态、无腐蚀性气体的采样。 带有抽气装置的大容量集气瓶。适用于处于常压或负压下气体的采样。 连接流量计和抽气装置并盛有吸收液的吸收瓶。适用于可被吸收液吸收的气体,如硫化氢、氨气等的采样。,11.1.3石
18、油产品试样及采集,25,2.石油产品试样的采集 (3)采样方法 油罐采样 立式油罐采样:最常用的是组合样,当采取单个立式油罐用于检验油品质量的组合样时,按等比例合并上部样(顶液面下其深度的l/6液面处所取得的样品)、中部样(顶液面下其深度的1/2液面处所取得的样品)和出口液面样(输出液体的最低液面取得的样品)。 采取单个油罐用于计算油品数量的组合样时,按等比例合并上部样、中部样和下部样(顶液面下其深度的5/6液面处所取得的样品)。,11.1.3石油产品试样及采集,26,2.石油产品试样的采集 (3)采样方法 油罐采样 罐侧采样:取样阀应装到油罐的侧壁上,与其连接的取样管至少伸进罐内150 mm
19、。下部取样管应安装在出口管的底液面上。如果罐内油品液面低于上部取样管时,油罐取样如下:如果油液面靠近上部取样管时,从中部取样管采取2/3样品,从下部取样管采取1/3样品;如果油品液面靠近中部取样管时,从中部取样管采取1/2样品,从下部取样管采取1/2样品;如果油品液面低于中部取样管时,从下部取样管采取全部样品。,11.1.3石油产品试样及采集,27,2.石油产品试样的采集 (3)采样方法 油罐采样 卧式油罐采样:在油罐容积不大于60 m3或油罐容积大于60 m3而油品深度不超过2 m时,可在油品深度的1/2处采取一份试样,作为代表性试样。如果油罐容积大于60 m3且油品深度超过2 m时,应在油
20、品体积的1/6、1/2和5/6液面处各采取一份试样,要混合后作为代表性试样。,11.1.3石油产品试样及采集,28,2.石油产品试样的采集 (3)采样方法 油罐采样 底部采样:降落底部取样器,将其直立地停在油罐底上。提出取样器之后,如果需要将其内含物转移至进样品容器时,要注意正确地转移全部样品,其中包括会黏附到取样器内壁上的水和固体等。,11.1.3石油产品试样及采集,29,2.石油产品试样的采集 (3)采样方法 油罐车采样 在油罐车内进行采样时,应把取样器降到罐内油品深度的1/2处。以急速动作拉动绳子,打开取样器的塞子,待取样器内充满油后,提出取样器。 对于整列装有相同石油或液体石油产品的油
21、罐车应按表所示的取样车数进行随机取样,但必须包括首车。,11.1.3石油产品试样及采集,30,2.石油产品试样的采集 (3)采样方法 桶或听采样 取样前,将桶口或听口向上放置。 如果需要测定水或其他不溶污染物时,让桶或听保持此位置足够长的时间,以使污染物沉淀下来。打开盖子,把盖子湿侧朝上并放在塞孔旁边。 如果使用的取样管是玻璃、金属或塑料制成的,则可用拇指按住清洁干燥的取样管的上端口,把管子插进油品中约300mm深,移去拇指,让油品移动,使油品能接触取样时被浸入的管子内表面部分,用这样的方法来冲洗管子,取样操作期间,要避免抚摸管子已浸入油品的部分,放掉并排净管内的冲洗油品。将按上述方法准备好的
22、取样管上端口放开,插入油品中。插入的速度应使管内液面同管外液面大致相同,这样可取得油品全深度的试样。用拇指按住上端口,迅速提出管子,把油品转入试样容器中,此为组合试样。,11.1.3石油产品试样及采集,31,2.石油产品试样的采集 (3)采样方法 油船采样 在油船上采样时,每舱都要取上部样、中部样和下部样三个试样,并以相等的体积掺和成该舱的组合样。 对于装载相同油品的油船,应按表所示的舱数进行随机取样。,11.1.3石油产品试样及采集,32,2.石油产品试样的采集 (3)采样方法 管线采样 管线样分为流量比例样和时间比例样两种。推荐使用流量比例样,因为它和管线内的流量成比例。取样前,应放出一些
23、要取样的油晶,把全部取样设备冲洗干净,然后把试样收集在试样容器内。 采取高倾点试样时,要注意线路保温,防止油品凝固。采取挥发性试样时,要防止轻组分损失。 对于输油管线中输送的石油或液体石油产品,应按表规定从取样口采取流量比例样,而且要把所采取的样品以相等的体积掺和成一份组合样。 对于时间比例样,可按照表规定从取样口采取样品,要注意把所采取的样品以相等的体积掺和成一份组合样。,11.1.3石油产品试样及采集,33,3.采样注意事项 (1)采取液体石油产品 采样器材质 不能与试样发生反应;采取低闪点的试样时,不允许使用铁制采样器。同时,采样器应分类使用和存放。 高温及挥发性试样 采取高温试样时,应
24、做好防烫伤的准备工作;采取挥发性试样时,应站在上风口,避免中毒。 易燃易爆试样 采取具有可燃烃蒸气或低闪点的试样时,应做好防静电准备工作。 防止带水 如罐底有水垫,需了解水层高度,以避免采底部样时带水。 试样高度 所采试样不宜装满容器,应留出至少10的无油空间。如果要从试样容器中倒出一些油品以得到的10%无油空间时,尤其是在有游离水或乳化层存在时,应特别注意。,11.1.3石油产品试样及采集,34,3.采样注意事项 (2)采取固体石油产品 采样用具 采样用具、样品瓶等必须清洁干净,应用被取的产品冲洗至少一次,以避免沾污试样。 试样的代表性 取样必须注意其代表性,并按规定采够数量,采取的试样需混
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