馏程的测定

第四单元石油产品馏程的测定1．实验目的①掌握车用无铅汽油和柴油馏程的测定方法和操作技能。②掌握车用无铅汽油馏程测定结果的修正与计算方法。2．方法概要100ml油样在适合其性质的规定条件下进行蒸馏，系统地观察和记录冷凝液体积和温度计读数，并根据这些数据，再进行计算和报告结果。3．仪器与试剂（1）仪器石油产品蒸馏器：符合GB/T6536标准要求，主要由控制、加热、冷凝和收集等部分组成。见下页。蒸馏烧瓶：125mL；量筒：100mL和5mL，分度为1mL，100mL量筒应有5mL刻线。棒状水银玻璃温度计：低温蒸馏温度计－2～300℃，高温温度计－2～400℃；秒表等。（2）试剂及材料车用无铅汽油；柴油；拉线（细绳或铜丝）；吸水纸（或脱脂棉）；无绒软布等。图2－1蒸馏测定装置1－温度计；2－蒸馏烧瓶；3－石棉板（烧瓶支板）；4－电加热器；5－烧瓶调节旋钮；6－热量调节盘；7－电源开关；8－冷凝器；9－冷凝器管；10－罩；11－量筒；12－吸收纸4．准备工作（1）取样首先根据试样的性质对其分组，确定取样瓶、试样的储存温度及含水时的处理方法。此处的分组决定了后续蒸馏实验的条件。表2－1油品分组特性及取样要求项目0组1组2组3组4组样品特性取样瓶温度，℃贮存样品温度，℃如试样含水天然汽油0～40～4终馏点≤250蒸气压≥65.5kPa0～100～10终馏点≤250℃，蒸气压65.5kPa0～10终馏点250℃，蒸气压65.5kPa初馏点≤100℃室温高于倾点11℃终馏点250℃，蒸气压65.5kPa,初馏点100℃室温高于倾点11℃重新取样加入无水硫酸钠脱水，分离，干燥（2）仪器的准备按照样品分组选择蒸馏仪器，如表2-2所示。表2－2馏程试验条件项目0组1组2组3组4组仪器准备蒸馏温度计烧瓶支板孔径，mm开始试验的温度烧瓶和温度计，℃支板和金属罩，℃量筒和100mL试样，℃低温范围320～4≯室温0～4低温范围3813～18≯室温13～18低温范围3813～18≯室温13～18低温范围5013～18≯室温13～18高温范围50≯室温－13～室温试验条件冷浴的温度，℃量筒周围浴的温度，℃开始加热到初馏点的时间，min初馏点到5％回收体积的时间，s初馏点到10％回收体积的时间，s从5％回收体积到烧瓶中残留物为5mL的冷凝平均速度，mL/min从10％回收体积到烧瓶中残留物为5mL的冷凝平均速度，mL/min从烧瓶中残留物为5mL时到终馏点的时间，min0～10～42～5－3～4－4～53～50～113～185～1060～75－4～5－3～50～413～185～1060～75－4～5－3～50～413～185～10－－4～5－≯50～601）样温±35～15－－4～5－≯51）适合的冷浴温度应该取决于试样的蒸馏馏分和蜡含量。应该使用满意操作允许的最低温度。①由车用无铅汽油的馏程和饱和蒸气压数据可知，其油品分类应属1组。柴油应属4组。根据1组蒸馏条件选择蒸馏烧瓶、烧瓶支板、温度计、量筒等，并使温度达到开始试验时规定的温度。②使用制冷设备使冷浴和量筒浴的温度维持在0～1℃。③用缠在拉线上的一块无绒软布擦洗冷凝管内的残存液。④用一个打孔良好的软木塞或硅酮橡胶塞，将温度计紧密装在取样瓶颈部，使温度计水银球位于瓶颈的中心线，温度计毛细管的低端与支管内壁底部的最高点齐平。如图2－2所示。⑤保持试样温度符合表2－1的要求，用量筒取100mL试样，并尽可能地将试样全部倒入蒸馏瓶中，不能流入支管中。⑥用软木塞或硅酮橡胶塞，将蒸馏烧瓶支管紧密安装在冷凝管上，蒸馏烧瓶要调整至垂直，蒸馏烧瓶支管伸入冷凝管内25～50mL。升高及调整蒸馏烧瓶支板，使其对准并接触蒸馏烧瓶底部。⑦将取样的量筒不经干燥，放入冷凝管下端的量筒冷却浴内，使冷凝管下端位于量筒中心，并伸入量筒内至少25mm，但不能低于100mL刻线。用一块吸水纸或脱脂棉将量筒盖严密，这块吸水纸剪成紧贴冷凝管。⑧记录室温和大气压力。图2－2温度计在蒸馏烧瓶颈中的位置图2－2温度计在蒸馏烧瓶颈中的位置5．试验步骤（1）加热将装有试样的蒸馏烧瓶加热，按要求调节加热速度，保证从开始加热到初馏点的时间，汽油5～10min。柴油5~15min。（2）调整加热速度观察和记录初馏点后，则立即移动量筒，使冷凝管尖端与量筒内壁相接触，让馏出液沿量筒内壁流下。调节加热，使从汽油初馏点到5%回收体积的时间是60～75s；从5%回收体积到蒸馏烧瓶中剩5mL残留物的冷凝平均速率是4～5mL/min。如果不符合上述条件，则重新进行蒸馏。（3）观察和记录按标准要求或试样要求记录各项数据。在没有特定数据要求时，通常记录初馏点、10%～90%每10%回收体积分数时温度计读数、终馏点或干点。根据所用的仪器，记录所有量筒中液体体积，要精确到0.5mL（手工）或0.1mL（自动），记录所有温度计读数，要精确至0.5℃（手工）或0.1℃（自动）。如果观察到分解点（蒸馏烧瓶中由于热分解而出现烟雾时的温度计读数），则应停止加热，并按步骤（5）规定进行。（4）加热的最后调整当在蒸馏烧瓶中的残留液体约为5mL时，再调整加热，使此时到终馏点的时间为3～5min，不超过5min。（5）记录回收体积在冷凝管继续有液体滴入量筒时，每隔2min观察一次冷凝液体积，直至相继两次观察的体积一致为止。精确地测量体积，并记录。如果出现分解点，而预先停止了蒸馏，则从100%减去最大回收体积分数，报告此差值为残留量和损失，并省去步骤（6）。（6）量取残留体积分数待蒸馏烧瓶冷却后，将其内容物倒入5mL量筒中，并将蒸馏烧瓶悬垂于5mL量筒之上，让蒸馏瓶排油，直至量筒液体体积无明显增加为止。记录量筒中的液体体积，精确至0.1mL，作为总残留百分数。（7）计算损失体积分数最大回收体积分数和残留体积分数之和为总回收体积分数。从100%减去总回收体积分数，则得出损失体积分数。6．计算和报告（1）记录要求对每一次试验，都应根据所用仪器要求进行记录，所有回收体积分数都要精确至0.5%（手工）或0.1%（自动），温度计读数精确至0.5℃（手工）或0.1℃（自动）。报告大气压力精确至0.1kPa（1mmHg）。（2）对温度计读数进行大气压力修正温度计读数修正方法有计算法和查表法两种。①计算法先按照温度计的鉴定证书上的修正值对温度计读数进行修正。然后按式（2－1，2－2）计算标准大气压下的温度值。式中tc—修正至101.3kPa时的温度计读数，℃；t—观察到的温度计读数，℃；C—温度计读数修正值，℃；Pk、P—试验时的大气压力，单位分别为kPa和mmHg。)273)(760(00012.02733.1010009.0tpCtpCCttkc或（2-1）（2-2）②查图法按照表2－3给出不同温度范围和实际大气压力和标准大气压力之间的差值，计算出温度修正值。当实际压力低于101.3kPa时加修正值，否则减去修正值。表2－3温度计读数修正值温度范围，℃每1.3kPa(或10mmHg)的修正值，℃温度范围，℃每1.3kPa(或10mmHg)的修正值，℃10～3030～5050～7070～9090～100100～130130～150150～170170～190190～2100.350.380.400.420.450.470.500.520.540.57210～230230～250250～270270～290290～310310～330330～350350～370370～390390～4100.590.620.640.660.690.710.740.760.780.81（3）修正损失体积分数实际损失百分数应按式（2－3）修正到标准大气压下的损失百分数。BALLC式中LC—修正至101.3kPa时损失体积分数，%；L—从试验数据计算得出的损失体积分数，%；pk—试验时的大气压力，kPa；A、B—常数（见表2-4）。(2-3)观察的大气压力/kPa（或mmHg）AB/%观察的大气压力/kPa（或mmHg）AB/%74.6（560）76.0（570）77.3（580）78.6（590）80.0（600）81.3（610）82.6（620）84.0（630）85.3（640）86.6（650）88.0（660）0.2310.2400.2500.2610.2730.2860.3000.3160.3330.3530.3750.3840.3800.3750.3690.3630.3570.3500.3420.3330.3230.31289.3（670）90.6（680）92.0（690）93.3（700）94.6（710）96.0（720）97.3（730）98.6（740）100.0（750）101.3（760）0.4000.4280.4610.5000.5450.6000.6670.7500.8571.0000.3000.2860.2690.2500.2270.2000.1660.1250.0710.000表2-4用于修正蒸馏损失的常数A和B（4）修正最大回收体积分数相应修正后的最大回收体积分数按式（2－4）计算。ccLLRRmax(2-4)式中Rc—修正后的最大回收体积分数，%；Rmax—观察的最大回收体积（接受量筒内冷凝液体体积）分数。%；L—从试验数据计算得出的损失体积分数，%；Lc—修正后的损失体积分数，%。（5）蒸发温度的计算由于测定过程中，直接读取的回收体积与其对应的温度，而汽油要求报告蒸发百分数和温度之间的关系，因此只有通过对回收百分数和对应温度换算求得蒸发温度。换算方法有计算法和图解法。在此只介绍计算法。蒸发百分数＝回收百分数＋损失百分数计算时先从每个规定蒸发百分数减去观察的损失百分数，求得相应的回收百分数，然后在回收百分数和温度关系数据中采用内插法求得蒸发温度。按式（2-5）计算。LHLLHLRRRRttttE（2-5）式中tE—蒸发温度，℃；R—对应规定蒸发体积分数时的回收体积分数，%；回收百分数＝蒸发百分数-损失百分数RL—临近并低于R的回收体积分数，%；RH—临近并高于R的回收体积分数，%；tL—在RL时观察到的温度计读数，℃；tH—在RH时观察到的温度计读数，℃。7．精密度各组的精密度和再现性参看讲义。8．注意事项（1）试验用温度计、蒸馏烧瓶和量筒符合标准要求(2)注入烧瓶的试油温度和收集的馏出液温度应基本一致。(3)试验前必须擦拭冷凝管内壁，清除前次试验留有的液体。(4)选择合适孔径的烧瓶支板（石棉垫），既要保证加热速度又要避免油品过热。(5)温度计的安装位置很重要，直接影响温度计读数的准确性。(6)测定不同石油产品的馏程时，冷凝器内水温控制要求不同。（7）加热速度和馏出速度的控制是操作的关键。（8）若试样含水较多影响测定数据的准确性。（9）注意减少蒸馏损失量。