油品馏程分析简介-孙晓华

油品馏程分析简介
石油产品中绝大部分是作为液体使用。

汽油、航煤、柴油都是重要的内燃机燃料。

蒸发性能是液体燃料的重要特性之一，它对于油品的储存、输送和使用均有重要影响。

评定油品蒸发性可用馏程、蒸汽压和液气比等方法进行。

我们今天主要介绍馏程
1、馏程的测定及意义
对于纯化合物，在一定外压下，当其加热到某一温度时，其饱和蒸汽压等于外界压力，此时在气液界面和液体内部同时出现沸腾现象，这一温度即称为沸点。

在外压一定时，沸点是一个恒定值。

石油产品是一个复杂的混合物，它与纯化合物不同，没有一个恒定的沸点。

由于油品的蒸气压随汽化率不同而不同，所以在外压一定时，油品沸点随汽化率增加而不断升高，因此油品的沸点则以某一温度范围来表示，这一温度范围称为沸程或馏程。

油品的沸点范围因所用蒸馏设备不同，测定的数值也有差别。

在石油产品质量控制和工艺计算或石油的初步评价中，使用的是简单的恩氏蒸馏设备来测定油品的沸点范围。

1.1馏程测定
恩氏蒸馏测定轻质石油产品（如汽油、喷气燃料、溶剂油、煤油、柴油）的馏分组成，按照GB/T6536和ASTMD86进行。

测定时将100mL试油在规定的试验条件下，按产品性质的要求进行蒸馏。

当油品在恩氏蒸馏装置进行蒸馏加热时，流出第一滴冷凝液时的气相温度称为初馏点。

蒸馏过程中烃类分子按其沸点高低的次序逐渐蒸出，汽相温度也逐渐升高，当馏出物体积为10%、50%、90%时汽相温度分别称为10%、50%、90%的馏出温度，蒸馏终了的最高汽相
温度称为终馏点。

蒸馏烧瓶底部最后一滴液体汽化一瞬间所测得的汽相温度称为干点。

初馏点到终馏点这一温度范围称为沸程或沸程范围。

蒸馏完毕，以原装试油量100mL减去馏出液和残留物的体积，所得之差称为蒸发损失。

以上这套完整的数据称为馏程。

馏程是石油产品蒸发性大小的主要指标，可大致判断油品中轻重组分的相对含量。

根据馏程可确定加工和调合方案，检查工艺和操作条件，控制油品的质量和使用性能。

减压蒸馏测定在常压蒸馏时分解的石油产品（如重柴油、蜡油等重质馏分）。

测定可按SH/T0165、GB/T9168A或ASTMD1160标准方法进行。

由于采用了抽真空措施，仪器设备、技术条件比常压蒸馏复杂，因此操作上难度稍大。

由于重质油蒸馏到90%体积后，在达到干点时，瓶底常常冒烟，出现一股怪味，同时结焦，导致重质油裂解和缩合反应同时进行，产生胶质，沥青质。

重质馏分在350℃时就会轻微裂解，到400℃时裂解反应加快，为避免油品在蒸馏过程中发生高温裂解，利用抽真空的方法，使油品重组分在低于101.3kPa压力下沸点降低,以进行蒸馏测定.这样可以使油品在较低温度下得到高沸点的馏出物。

有关减压蒸馏测定方法详见SH/T0165、GB/T9168或ASTMD1160。

根据样品的密度来确定在接受器温度时100ml或200ml的样品相当的重量，精确至0.1g，放入装有瓷片蒸馏烧瓶中。

安装好温度计及仪器，开启真空泵并观察仪器抽真空直至压力达到蒸馏所需要的水平，在达到所需的压力水平后，开启加热器，调节加热速率使蒸馏以6～8ml／min等速率回收。

按照方法要求，记录温度和馏出体积百分数，并记录时间、观察的压力，要求蒸馏中残压波动不超过0.5mmHg。

最后按常、减压温度换算表，换算为常压馏程。

实沸点蒸馏是用来了解所加工原油的特性，为制定合理的加工方案和进行工
艺设计计算提供基础数据。

其原理是在实验室中用一套分离精度较高的间歇式常减压蒸馏装置，把原油按照沸点的高低切割成许多窄馏分。

由于分馏的精度较高，其馏出温度和馏出物沸点相近，可以大致反映馏出的各组成沸点的真实情况，故称为实沸点蒸馏。

原油经实沸点蒸馏，按每馏分3%的质量分数或每隔10℃切取一个窄馏分，计算每馏分的收率及总收率，用所得数据绘制原油的蒸馏曲线，然后分别测定每一个窄馏分的理化性质，包括密度、粘度、凝点、闪点、酸度、硫含量、折光率、相对分子量等，用数据可绘制原油性质曲线。

按产品要求利用各窄馏分进行调配后，测定各种直馏产品的性质和产率，所得数据可绘制汽油、煤油、柴油的收率曲线。

在取得上述数据后，对照各种石油产品的规格要求，可以着手制定原油蒸馏切割方案；还可进一步分析各馏分的化学组成，为制定生产高质量高产率的加工方案，提供数据。

实沸点蒸馏详见ASTMD2892或各型号的实沸点切割仪的操作说明书。

①馏程测定的意义
在决定一种原油的加工方案时，首先要知道原油中所含轻、重馏分的数量。

测定馏程可大致看出原油中含有汽、煤、柴等馏分的收率，并且还要对馏分的性质进行详细的分析。

从收率的多少和各馏分性质的优劣来判断该原油最适宜的产品方案和加工工艺。

控制装置生产操作条件是以馏出物的馏程结果为基础。

如按航空煤油馏程来确定塔顶温度，若航空煤油干点高于指标，说明塔顶温度高、塔顶压力低、顶回流或原油带水多，吹气多。

一般采用加大塔顶回流量，降低塔顶温度，加强回流与原油脱水，减少吹汽量等来控制产品于合格点。

馏程可鉴别发动机燃料的蒸发性，从而判断油品的使用性能。

如10%馏
出温度可以判断汽油中轻组分含量，可看作发动机启动性能形成气阻倾向的指标；50%的馏出温度说明平均蒸发性，它能影响发动机的加速性能；90%馏出温度和干点可判断汽油在汽缸内是否充分燃烧及发动机的磨损情况。

柴油的馏程是保证柴油在发动燃烧室内迅速蒸发气化和燃烧的重要指标。

为保证良好的低温启动性能，要有一定的轻质馏分，使其蒸发速度快，有利于形成可燃混凝合气，燃烧速度快。

否则将会发生突然爆震或燃烧不完全的柴油在高温下受热分解，生成部分汽体和难以燃烧的炭渣，使积炭增加，降低发动机的使用寿命，同时耗油量增加。

因而我国的轻柴油都规定不得高于50%、90%和95%的馏出温度指标。

馏程测定的注意事项
①常压蒸馏测定时注意事项
量取试油、馏出油、残留液时的温度应相同。

测定不同的石油馏分馏程时，冷凝器的温度要求不同。

汽油的初馏点低，轻馏分多，蒸发性大。

为保证蒸馏时气化的油气全部冷凝为液体，不致于呈气态而逸出，必须控制冷凝器的温度为0-5℃。

煤油的馏分较汽油重得多，初馏点一般在150℃以上，为使油气冷凝温度控制不高于30℃。

一般蒸馏温度在250℃前，要求温度控制在30℃之40℃间，这样既可使油蒸气冷凝为液体，又能使重质馏分不致于在管内凝结，保证冷凝液在管内自由流动，达到试验方法所规定的要求。

严格控制加热速度和馏出速度。

因为石油产品馏程的测定是条件性试验，所规定的加热速度也不同，否则会影响各点的检测值。

测定汽油时，量筒的囗部要用棉花塞住，防止冷凝管上凝结水落入量筒内，
并减少馏出物的挥发。

蒸馏不同石油产品时要选用不同的孔径的石棉垫。

试油测定前应进行脱水处理，并加入沸石，这是必不可少的试验准备工作，以保证试验安全及结果的准确性。

②减压蒸馏测定时注意事项
试油蒸馏前需脱水，并加入沸石，以消除试样起泡沫。

如果试油含有水分，当加热到一定温度后，就会起泡沫，并造成冲油（突沸）现象，使试验无法进行。

装置的各连接处应极其紧密并涂有真空脂，以保证测定中系统压力恒定在绝对压力的±1%以内。

要选用无气泡、无裂痕的蒸馏瓶，以防止在试验中产生爆炸危险，要求佩戴安全眼镜。

蒸馏时应严格注意液相指示最高温度。

在进行减压蒸馏操作时，应先开启真空泵以产生负压，同时观察蒸馏烧瓶中泡沫标记的容积。

如果试样起泡，可稍加压力或轻微加热消除，然后加热升温。

蒸馏结束时，应先停止加热，并使蒸馏瓶中的液体冷却至80℃以下，缓慢消除真空后，关闭真空泵，防止由于突然增大压力而将真空压力计的密闭端冲破。

②实沸点蒸馏测定时注意事项
每段蒸馏应严格注意液相的指示温度，各段的流出速度应严格控制在一定的范围内。

进行减压蒸馏操作时，先开真空泵，后加热升温，并保持在一定的残压下蒸馏。

蒸馏结束时，先停止加热，放下电炉，使蒸馏釜中液体冷却至80℃以下，同时缓慢除去真空，再关闭真空泵。

真空泵使用时，不允许倒转，注意真空泵的油液面不能过低，并按使用说明书的要求进行维护保养。

实沸点蒸馏装置釜与分馏柱连接螺栓的收紧、消除蒸馏釜和分馏柱内污物、压力调节器内物料的更新等。

表1 仪器和样品准备
表2 组特性
表3 采样，储存和样品条件
在某些情况下，样品也可以在20℃（68℉）以下的温度储存，见7.3.3和7.3.4。

B如果在室温下样品呈（半）固体状，则见10.3.1.1。

C如果已知样品含水，不能又未能重新采样，则按7.5.2和7.5.3进行脱水。

A 正确的冷凝器浴池温度将取决于样品中石蜡含量以及它的蒸馏分馏物。

一般地，测试使用一个唯一的冷凝器温度。

根据以下四种情况可推断出在冷凝器中的石蜡成分（a）蒸馏出的液滴末端的石蜡颗粒，（b）比根据样品的初馏点预期出的蒸馏损失要高的蒸馏损失，（c）不稳定的回收速度，（d）在用无绒软布擦去冷凝管内的残存液过程中有石蜡颗粒存在。

必须使用允许操作的最小温度。

一般地，浴池温度在0～4℃范围内适用于煤油，一级燃料油，1－D级柴油机燃烧油。

在一些情况下，包括二级燃料油，2－D级柴油机燃烧油，汽油以及类似的蒸馏，必须保持浴池温度在38～60℃范围内。

表A4.5组2、3、4的重复性和再现性（手工法）
重复性再现性
℃℉℃℉初馏点 1.0+0.35S C 1.9+0.35S F 2.8+0.93S C 5.0+0.93S F 5-95% 1.0+0.41S C 1.8+0.41S F 1.8+1.33S C 3.3+1.33S F 终馏点0.7+0.36S C 1.3+0.36S F 3.1+0.42S C 5.7+0.42S F
在温度读数时的
0.7+0.92/S C0.7+1.66/S F 1.5+1.78/S C 1.53+3.20/S F 体积百分点。