石油产品粘度的测定

石油产品粘度的测定

一、粘度与化学组成的关系

油品粘度与它的化学组成密切相关，它反映了油品烃类组成的特性，油品粘度通常随着它的馏程增高而增加。但同一馏程的馏分，因化学组成的不同，粘度大小也不同，其烷烃粘度芳烃粘度，但在三环及三环以上的化合物中，芳烃的粘度确高于环烷烃及环烷一芳烃粘度，而且在环状化合物中随着侧链长度的增加及侧链数目的增加，粘度增加。润滑油中希望粘度大，而且随着温度的变化，而粘度变化较小的烃类。所以少环长侧链的烷烃一环烷烃、芳香烃，是润滑油的理想组分。而多环短侧链的稠环芳烃及胶质是润滑油的非理想组分，应在润滑油精制中除去。

二、粘度对生产和使用的意义

粘度是评价油品流动性能的指标。在油品的流动和输送过程中，粘度对流量和压力降的影响很大，因此在工艺设计计算中，粘度是不可缺少的物理参数之一。

粘度可决定加工工艺条件，确定馏分的切割范围，及判断润滑油的精制深度。润滑油精制中，多环短侧链的稠环芳烃及胶质，除去的越多，精制后油品粘度越小。通常，未经精制的馏分油粘度>经硫酸精制的馏分油粘度>用选择溶剂精制的馏分油粘度。

粘度是喷气燃料油的重要指标之一。因为喷气燃料的粘度对燃料雾化程度影响最大，而燃料油雾化的好坏是决定喷气发动机在不同温度下，所必须的雾化程度，所以在喷气燃料规格标准中，规定了20℃及-40℃时的粘度要求。

粘度是柴油的重要性质之一，它可决定柴油在内燃机内雾化及燃烧的情况，粘度过大喷油咀喷出的油滴颗粒大，雾化状态不好，空气混合不充分，燃烧不完全，影响发机功率消耗；粘度过小，易挥发，损失大，同时会影响油泵润滑，增加拉塞磨损。

粘度是润滑油最重要的质量指标，若使用过大粘度的润滑油时则会降低发动机的功率，增大燃料的消耗，也容易造成发动机启动困难。若使用粘度过小的润滑油导致该润滑部位难形成油膜，造成两相磨擦面之间成为“干磨擦”，达不到润滑目的，增大机器的磨耗。

润滑油的牌号大部分在产品标准中，以运动粘度的平均值来划分，如冷冻机油、机械油等以50℃运动粘度的平均厘斯数划分，内燃机润滑油、汽缸油、齿轮油等按100℃运动粘度的平均里斯数划分。

三、我国除采用恩氏粘度计测定深色润滑油及残渣油，测定不同温度时的粘度，规定试样的流动时间的原因

在动力粘度及运动粘度测定中，规定γ40、γ50、γ100粘度测定时，试样在毛细管中流动时间为300±180秒；在测定γ20液体燃料油粘度时，试样流动时间可减少到60秒；而在测定0℃及0℃以下高粘度润滑油的粘度时，试样流动时间又可增加到900秒（15分钟），其主要目的是限制液体在毛细管中流动的速度，保证液体在毛细管内为层流状态，若液体流速过快，超过一定范围，使有规则的层流运动受到破坏，使流体质点交错而又混乱地向前运动变成紊流，这样就不符合层流状态的粘度测定公式，同时流动时间过短，读数也易出现误差，使计算结果偏差太大。如果液体在毛细管内流动时间过长，速度过慢，由于测定时间内不易保持恒温，往往由于温度的波动，而使测定结果不准。

四、测定粘度的试样必须先脱水和过滤

测定粘度的试油要先脱水，然后用滤纸过滤以除去机械杂质，这是因为水的存在不但占有试油体积，而且水的粘度小密度大，在较高的测定温度下，它会气化，低温时又凝结，影响液体石油产品在粘度计中的正常流动，使测定结果偏低或偏高，而机械杂质混入试油中哪怕微量也会粘附在毛细管内壁阻碍液体的正常流动，增长流动时间，使测定结果偏高，严重时堵塞毛细管，影响粘度测定，使平行测定结果不重复，所以必须进行脱水及过滤。

五、用毛细管粘度计测定时应注意事项

粘度计必须干燥透明，无油污、无水垢，如连续使用沾有污垢时，要用铬酸洗液洗涤，再用水、蒸馏水、95%乙醇依次洗涤，然后放入烘箱中烘干或用通过棉花滤过的热空气吹干，方可使用，用后倒出试油，用汽油、石油醚细心洗涤，管外用自来水或洗衣粉冲洗，放入烘箱中烘干，备下次使用。

粘度计安装时，必须用铅垂线调整成垂直状态，因为若粘度计倾斜时，就会改变液柱高度，使静压力减少及内摩擦力增大，影响测定结果的准确。

温度计的安装：要使温度计水银球的位置接近粘度计毛细管中央点的水平面，并使温度计上要测温的刻度位于恒温浴液上10毫米处，否则温度计读数t 应减去液柱露出部分的补正数Δt，才能准确地量出液体的温度。

毛细管粘度计安装恒温浴中时，必须把毛细管粘度计的扩张部分浸入一半以上，防止试油试验中露出恒温浴液面影响测定结果。

要正确的选择毛细管。即试样在毛细管内流动时间不能少于200秒。若流动时间过快液体在毛细管内流动时会变成湍流而不适用于伯努力方程（Poiseuille）造成计算公式的偏差。另一方面若流速过快易造成视觉的偏差，而影响了分析的精度。

装入试样时不许有气泡存在，否则会形成“气阻”而增大试样的流动时间。从而使结果偏高。

试样必须严格进行脱水和除机械杂质。若试样有水时，在高温测定粘度时，水则汽化，低温测定粘度则水易凝固。这些都会影响试样的正常流动。若试样有杂质存在时，它会粘附于毛细管壁使试样流动时间增加造成结果偏高。

参考文献：

1.朱成章，周先进主编.《油料化验》（上、中、下册）[A].中国矿业大学出版社，1995.12

2.程玉朋，方家乐编.《油品分析》[A].中国石化出版社，199

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3.《石油和石油产品试验方法国家标准》[A].中国标准出版社，1992.1