油品粘度方法的探讨概论

中国石油大学（华东）现代远程教育毕业设计（论文）
题目：油品粘度方法的探讨
学习中心：塔河分公司学习中心
年级专业：面授 10级石油化工生产技术（高起专）学生姓名：张迎春学号：1010524082
指导教师：职称：
导师单位：塔河分公司化验室
中国石油大学（华东）远程与继续教育学院论文完成时间：2012 年05 月02 日
目录
1 摘要 (1)
2前言 (2)
3 方法概要 (3)
4 分析方法探讨 (4)
5.结论 (5)
6.参考文献 (6)
油品粘度（毛细管粘度计）分析方法的探讨
摘要:通过对油品粘度种类及分析方法的阐述和讨论，确定了用毛细管粘度计分析油品运动粘度是适合炼油厂工业分析中油品粘度的测定，并且通过对我厂成品油以及原料分析，表明这种方法简单易行，准确度高，误差小，是可行的。

关键词：毛细管粘度计粘度方法概要
前言粘度是评价油品流动性的指标之一，是油品的重要质量标准。

粘度对油品输送时的流量和压力降有重要影响，因此是工艺计算中必要的物性参数。

油品的粘度不但与其化学组成有关，与温度.压力因素有关，它反映了油品烃类组成的特性。

流体流动时，在不同条件下有层流和絮流两种状态。

在层流状态下，流动体质点是有规律地做层状运动或流束状运动，质点互不混杂.互不干扰；当流速超过一数值时，层流被破坏变为絮流，因此除了顺流方向的运动，还有横向运动存在。

作为流体物理性质的粘度，一般指层流状态下的流体流动特性。

至于紊流状态下的粘度除与流体物理性质的条件有关外，还与流体流动状态密切相关。

本文探讨的油品粘度系指在层流状态下对油品流动性进行分析研究。

1 方法概要
本方法是在某一恒定的温度下，测定一定体积的液体在重力下流过一个标定好的玻璃毛细管粘度计的时间，粘度计的毛细管常数与流动时间的乘积，即为该温度下测定液体的运动粘度。

在温度t时运动粘度用符号v
表示。

t
该温度下运动粘度和同温度下液体的密度之积为该温度下液体的动力粘度。

在温
表示。

度t时的动力粘度用符号
t
2 油品粘度（毛细管粘度计）分析方法的探讨
1仪器与材料试剂
1.1仪器：粘度计：
玻璃毛细管粘度计应符合SH／T 0173《玻璃毛细管粘度计技术条件》的要求。

也允许采用具有同样精度的自动粘度计。

每支粘度计必须按JJG 15《工作毛细管粘度计检定规程》进行检定并确定常数。

毛细管粘度计一组，毛细管内径为0.4，0.6，0.8，
1.0，1.2，1.5，
2.0,2.5,
3.0,3.5,
4.0,
5.0,
6.0
1 。

6 ----管身：
2 。

3 。

5 ----扩张部分：
4 ----毛细管：a 。

b ----标线
1.2 玻璃水银温度计：
符合GB／T 514《石油产品试验用液体温度计技术条件》分格为0.1℃。

测定－30℃以下运动粘度时，可以使用同样分格值的玻璃合金温度计或其他玻璃液体温度计。

1.3秒表：
分格为0.1s。

用于测定粘度的秒表、毛细管粘度计和温度计都必须定期检定。

1.4材料
溶剂油：符合SH 0004橡胶工业用溶剂油要求，以及可溶的适当溶剂。

铬酸洗液。

1.5试剂
石油醚：60～90℃，分析纯。

95％乙醇：化学纯。

表1 在不同温度使用的恒温浴液体
表2 粘度计在恒浴中的恒温时间
2 实验步骤
2.1选择清洁干燥的粘度计，使试样的流动时间大于200s.
2.2将粘度计倒置，吸取试样到装样标线。

取出粘度计，摖去管上所粘的试样，并把粘度计返回到正常位置，用一个橡皮塞或带有螺旋夹儿的皮管封蔽细管口一端。

2.3将粘度计安装到合适的恒温浴中选择如（表1）,经恒温如表2规定的时间,当任何一支粘度计在测定流动时间时，不要向恒温浴中放或取出其他粘度计。

2.4待粘度计恒温达到要求后，取下橡皮塞或橡皮管。

测定试样通过粘度计两球分别
需要的时间T 下和T 上。

2.5粘度测定应在加热后1h 内完成
2.6计算
在温度t 时，试样的运动粘度t ν(mm 2/s)按式(2)计算：
t t c τν⋅=………………………………….
式中：c ——粘度计常数，mm 2/s ；
t τ——试样的平均流动时间，s 。

3探讨
3.1油品粘度分析方法的确定
粘度通常分为动力粘度（绝对粘度）、运动粘度（动粘度）和条件粘度。

3.1.1动力粘度
粘度就是由分子间内摩擦力的大小决定的。

在层流状态下，内摩擦力F的大小与流体化学组成有关；在不大于40千帕大气压时，可以认为与压力无关；对于性质相同的流体，内摩擦力与两液层交接面的面积S和速度梯度成正比，可以表示为：
式中：F—两液层之间的内摩擦力（或称剪力），牛顿
S—两液面之间的接触面积,m ;
τ—两液层单位接触面积之间的内摩擦力,牛顿 /m
dv—两液层之间相对运动速度,m/s;
dl—两液面之间的距离,m
μ—内摩擦系数,即该液体的动力粘度, Pa·s。

3.1.2 运动粘度
运动粘度是液体的动力粘度与同温度下的液体密度之比 ,用符号 v表示。

动力粘度和运动粘度可以用旋转粘度计 ,毛细管粘度计或落球粘度计等测定
3.1.3 条件粘度
条件粘度指采用不同的特制粘度计 ,所测得的以条件单位表示的粘度。

各国通用的条件粘度有以下几种:恩氏粘度、赛氏粘度、雷氏粘度。

综上所述,不同粘度计所测得的粘度,其单位和表示方法各不相同,但它们之间可以通过粘度换算图进行换算。

炼油厂生产监控中,应该易于操作且测试精度较高的分析方法作为油品粘度分析检测的方法。

因此，通过对几种粘度种类和测试方法的讨论，确定油品粘度测试应采用简单的粘度计法来测定其运动粘度。

3.2 运动粘度测试中粘度计的确定
运动粘度可以用旋转粘度计 ,毛细管粘度计或落球粘度计等测定。

这几种粘度计相比较而言 ,毛细管粘度计具有以下优点：毛细管粘度计属直管粘度计 ,特点是紧凑和容易恒温。

对实验所需的液体用量不多。

测定结果可极简单地求得 ,并能得到较精确的结果。

测量范围主要取决于毛细管的长度和直径。

若有一套不同直径的毛细管粘度计 ,可测量较宽的粘度范围。

用玻璃制成 ,可看到液体在管内流动;便于使用 ,易于洗涤。

基于以上原因 ,确定粘度测试中使用毛细管粘度计是简捷易行的。

3.3影响粘度测试准确度的因素
3.3.1试样流动时间要在300±180s范围内,主要目的是限制液体在毛细管中流速度,保证液体在管中的流动为层流。

3.3.2粘度计要调整成垂直状态。

因为若粘度计的毛细管倾斜 ,会改变液柱高度 ,从而改变静压的大小,使测定结果产生误差。

3.3.3测定粘度时,要严格按规定恒温。

否则，极微小的温度波动(超过±0. 1 ℃) ,也会使粘度测定结果产生较大的误差。

3.3.4测定粘度的试样必须脱水和除去机械杂质,否则,均影响液体石油产品在粘度计中的正常流动,使测出的结果不是偏低,就是偏高。

3.3.5装入粘度计中的试样不许存有气泡。

试样中存有气泡,会影响装油体积,而且进入毛细管后可能造成气塞 ,增大液体流动的阻力,使流动时间拖长,测定结果偏高。

以上影响因素是在日常分析实践中积累的经验，在分析中是容易克服的，因此也可以得到更准确的结果。

3.4 样品分析测试结果
3.4.1实验分析
为考察方法的可行性,依据上述分析方法，对我厂的油品以及进厂原料分批次进行了采样分析,样品具体分析数据如表1所示。

表 1 样品分析测试结果
样品名称T上 /s T下 /s V上/(㎜2·s-1) V下/(㎜2·s-1) V /(㎜2·s-1)
0#柴油20℃
——575.95
——
4.864
4.859
4.864
4.859
0#柴油20℃575.90
润滑油40℃374.81 282.39 142.95 142.85 142.90 润滑油40℃374.78 282.38 142.93 142.94 142.94 抽出油100℃487.22 347.35 198.99 198.90 198.94 抽出油100℃487.12 347.23 198.83 198.93 197.88
3.4.2 结果计算
柴油:运动粘度的重复性％:
100～15 算术平均值的1.0
15～－30 算术平均值的3.0
－30～－60 算术平均值的5.0 两次同一样品的平均运动粘度862.424.859
864.4=+=v （mm 2/s ）
允许差数为4.862±0.01
抽出油.润滑油:为深色石油产品它遵循《深色石油产品运动粘度测定法(逆流法)和动力粘度计算法》中华人民共和国国家标准。

重复性：同一操作者重复测定的两个结果之差不应大于下列数值。

温度，℃ 重复性，mm 2/s
50 1.5％X 1
80和100 1.3％(X l +8)
其中X l 为重复测定两个结果的算术平均值。

两次同一样品的平均运动粘度95.1422142.94
142.95=+=v （mm 2/s ）
润滑油在40℃时的运动粘度允许差数为1.5％×142.95=±2.144
抽出油在100℃时的运动粘度允许差数为1.3％(198.91+8)=±2.690
表 2 样品分析测试结果
样品名称 0#柴油20℃ 润滑油40℃ 抽出油100℃ 3#重油40℃
1 4.281 140.6 41.46 22.38
2 4.285 140.5 41.4
3 22.42
3 4.283 141.0 41.50 22.38
4 4.279 140.9 41.47 22.35
5 4.27
6 140.9 41.45 22.30
标准偏差 0.0035 0.2167 0.0258 0.0444
通过分析实验证明不同的产品，由表1实验数据和计算可以看出毛细管粘度计测定法符合重复性要求。

由表2的实验数据可以看出并且标准偏差小,用毛细管粘度计法测定油品粘度的准确度高,误差小。

四 结论
实验表明 ,毛细管粘度计测定法适用炼油厂不同类油品的运动粘度 ,此方法不但简便易行,而且准确度高，误差小。

符合生产实际的需要,是炼油厂测定油品性质的可行的方法之一。

参考文献
林世雄. 《石油炼制工程》. 石油工业出版社, 1988. 10
谭天恩.麦本熙.丁惠华.《化工原理》.化学工业出版社.1990.6
中国石油化工股份有限公司科技开发部编《石油和石油产品试验方法》国家标准汇编2005版方法
陈玉明房家乐编《油品分析》中国石化出版社．1993.4。