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油品蒸發(fā)性能的測定：餾程
油品蒸發(fā)性能的測定：餾程
液體由液態(tài)變成氣態(tài)的特性稱為蒸發(fā)性。絕大部分石油產(chǎn)品是作為液體燃料使用的。汽油、航煤、柴油都是重要的內(nèi)然機(jī)燃料。蒸發(fā)性能是液體燃料的重要特性之一，它對于油品的儲存、輸送和使用均有重要影響。同時，也是生產(chǎn)、科研和設(shè)計中常用的主要物性參數(shù)。油品的蒸發(fā)特性通常在其性能方面，特別是燃料和溶劑油，有重要的影響。蒸發(fā)性是決定油品中烴類產(chǎn)生潛在的爆炸蒸氣趨勢的主要決定因素。油品的蒸發(fā)性能可以通過餾程、蒸氣壓和氣液比等指標(biāo)體現(xiàn)出來。
一、基本概念
1.純化合物的沸點
在一定外壓下，當(dāng)純化合物加熱到某一溫度時，其飽和蒸氣壓等于外界壓力。此時，在氣液界面和液體內(nèi)部同時出現(xiàn)氣化現(xiàn)象，這一溫度即稱為沸點。純物質(zhì)的沸點是壓力的單值函數(shù)，與測定方法無關(guān)。在外壓一定時，純化合物的沸點是一個恒定值。
2.石油產(chǎn)品的沸點
石油產(chǎn)品都是復(fù)雜的混合物，它與純化合物不同，沒有一個恒定的沸點。由于油品的蒸氣壓隨汽化率不同而變化，所以在外壓一定時，油品沸點隨汽化率增加而不斷升高。當(dāng)溫度達(dá)到某一數(shù)值使組成油品的各個純烴的蒸氣分壓之和恰與外壓相等，油品即開始沸騰。隨著汽化過程的繼續(xù)，油中的低沸點烴類由于具有較大的蒸氣壓，相對汽化較快。由于沸騰溫度的不斷升高，使殘留液相的組成不斷變重，到快要蒸發(fā)完時，液相中高沸點烴類相對濃集，沸騰溫度已變得接近油中重組分的沸點。因此，含有多種烴類混合物的油品就沒有固定的沸點，而只有一個沸點范圍。
3.石油產(chǎn)品的餾程
油品的沸點是以某一溫度范圍來表示的，這一溫度范圍稱為沸程或餾程。具體檢測儀器可以選用上海羽通儀器儀表廠生產(chǎn)的YT-255系列餾程儀或者是YT-6536系列蒸餾測定儀。餾程即餾分組成，它表示油品在特定儀器中蒸餾時，體積汽化率與對應(yīng)汽化溫度的關(guān)系。油品的餾程因所用蒸餾設(shè)備不同，測定的數(shù)值也有差別。在石油產(chǎn)品質(zhì)量控制和工藝計算中，通常使用簡單的恩氏蒸餾設(shè)備來測定油品的沸點范圍。而重質(zhì)石油產(chǎn)品（如蠟油、潤滑油等）和在常壓蒸餾時分解的石油產(chǎn)品（如重柴油、蠟油等重質(zhì)餾分）的餾程，則使用減壓蒸餾裝置在減壓下進(jìn)行測定。
二、測定油品餾程的意義
1.餾出物的餾程
測定石油煉制過程中餾出物的餾程，通過這些數(shù)據(jù)可以調(diào)控裝置的生產(chǎn)操作條件（如溫度、壓力、塔內(nèi)液面、側(cè)線拔出量、蒸汽用量等）。例如通過航煤餾程的數(shù)據(jù)來確定生產(chǎn)航煤時的塔頂溫度。若生產(chǎn)出的航煤終餾點高于指標(biāo)，說明塔頂溫度高、壓力低，頂回流或原料帶水多，吹汽多。一般采用加大塔頂回流量，降低塔頂溫度，加強(qiáng)回流和原料的脫水，減少吹汽量等來使煉得的航煤變輕，終餾點降低，但航煤產(chǎn)量相應(yīng)減少。若得航煤終餾點比指標(biāo)低，則又需減少回流量，以升高塔頂溫度，則航煤變重，油量也會增加。所以，定期作餾程控制分析，準(zhǔn)確及時與否對產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量至關(guān)重要。
2.發(fā)動機(jī)燃料的餾程
測定發(fā)動機(jī)燃料的餾程可鑒別發(fā)動機(jī)燃料的蒸發(fā)性，從而判斷油品的使用性能。汽油、噴氣燃料和輕柴油對餾程有嚴(yán)格的要求，原因是它們都在內(nèi)燃機(jī)中燃燒作功。雖然汽油機(jī)、噴氣機(jī)和柴油機(jī)的工作原理不*一樣，但均要求在燃燒前能充分汽化，和空氣形成均勻的混合可燃?xì)猓瑸槿紵齽?chuàng)造良好的條件。以汽油機(jī)為例，性能良好的車用汽油在發(fā)動機(jī)內(nèi)使用時，應(yīng)產(chǎn)生功率大、油耗低、在各種工況下均能順利運(yùn)轉(zhuǎn)而不損壞機(jī)件的良好效果。通過汽油的初餾點可判斷汽油中有無保證發(fā)動機(jī)在低溫下易于啟動的輕餾分。汽油10餾出溫度能反映汽油含輕組分的多少，10餾出溫度不能過高，否則汽車啟動就會發(fā)生閑難，而且容易形成氣阻。汽油50餾出溫度可判斷汽油中含影響氣化式發(fā)動機(jī)加溫速度的較輕餾分?jǐn)?shù)量的多少，反映了汽油影響發(fā)動機(jī)暖車、加速性和燃料分配均勻性的平均蒸發(fā)度。50餾出溫度也不能過高，否則汽油來不及*氣化就進(jìn)入汽缸內(nèi)，因油氣比小而燃燒不*，甚至燃燒不起來，會使發(fā)動機(jī)無法加速，甚至熄火，且油耗增加，降低了發(fā)動機(jī)功率，反映出汽油的加速性能不好。我國規(guī)定車用汽油的50餾出溫度不高于120℃, 90餾出溫度能反映影響汽油充分蒸發(fā)和燃燒的重組分?jǐn)?shù)量的多少，也與汽油的加速性能有關(guān)，并與終餾點一起反映汽油能否*燃燒和發(fā)動機(jī)的磨損情況。90餾出溫度和終餾點過高，會使汽油在汽缸內(nèi)燃燒不*，降低發(fā)動機(jī)功率，耗油增加，并且在汽缸內(nèi)形成積炭。同時，沒有燃燒的汽油還會使?jié)櫥驼扯冉档?，影響潤滑效果，產(chǎn)生潤滑不良的故障，使機(jī)件磨損增加。97-98餾出溫度和90餾出溫度有相同的意義，并可進(jìn)一步判斷在汽油中有了多少該牌號汽油中不應(yīng)有的重質(zhì)的、有時是膠質(zhì)的餾分。終餾點和90餾出溫度同樣可判斷汽油對潤滑油稀釋的影響。終餾點越接近90餾出溫度和終餾點、90餾出溫度越低，則汽油中不易蒸發(fā)的餾分越少，因而其稀釋作用越小。試驗證明，使用終餾點為225℃的汽油，發(fā)動機(jī)的磨損比使用終餾點為200℃的汽油大1倍、耗油量增加7。為此，我國規(guī)定車用汽油的90餾出溫度不高于190℃,終餾點不高于205℃。
3.燈用煤油的餾程
測定燈用煤油的餾程可控制270℃餾出量不小于70，終餾點不高于310℃。以限制燈油中的輕重組分含量適當(dāng)，確保燈油在使用中達(dá)到照明度大、火焰均勻、燈芯結(jié)燈花（結(jié)焦）少、耗油量省的要求。煤油中輕餾分過多，因揮發(fā)性大，耗油量也大。重餾分過多，使用時會使燈芯毛細(xì)孔堵塞，造成燈芯吸油困難，影響照明光亮度，且燈芯易結(jié)燈花。
4.柴油的餾程
測定柴油的餾程可判斷柴油在發(fā)動機(jī)燃燒室內(nèi)能否迅速蒸發(fā)氣化和燃燒性能的好壞。為保證柴油良好的低溫啟動性能，要有一定的輕質(zhì)餾分，使其蒸發(fā)速度加快，有利于形成可燃混合氣，使燃燒速度加快。例如在2000r/min的柴油機(jī)中，要在0.002 -0. 003s的時間里形成均勻分布的混合氣，并保證有不太長的滯燃期，否則會發(fā)生突然爆震，或者有部分燃燒不*的柴油在高溫下受熱分解，生成部分氣體和難以燃燒的炭渣，使積炭增加，降低發(fā)動機(jī)的使用壽命，同時耗油量增加。因此，我國輕柴油指標(biāo)規(guī)定，50餾出溫度不高于300℃,90餾出溫度不離于355℃, 95的餾出溫度不高于360一365℃
5.重質(zhì)油品的餾程
測定重質(zhì)油品及餾分的蒸餾特性，用約一個理論塔板的減壓裝置蒸餾試樣獲得的沸點范圍，可用于設(shè)計蒸餾裝置，為工業(yè)生產(chǎn)準(zhǔn)備適當(dāng)?shù)幕旌衔锪?。為精制過程進(jìn)料確定合適的產(chǎn)品，為其他目的進(jìn)行工程計算。而且獲得的沸點范圍直接與粘度、蒸氣壓、熱值、平均相對分子質(zhì)量和許多其他的化學(xué)、物理和機(jī)械性質(zhì)有關(guān)，這些性質(zhì)對產(chǎn)品的使用起決定因素。依據(jù)重油餾程的測定方法還建立了很多與工程設(shè)計有關(guān)的方法，這些相關(guān)的方法廣泛地用在現(xiàn)代工程操作中。