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柴油的低温流动性

时间:2011-06-20 14:20:30  作者:  来源:  查看:7539  评论:0
导读:1.质量要求 油品的地低温流动性能是指油品在低温下使用时,维持正常流动,顺利输送的能力。例如,我国“三北”地区冬季气候寒冷,室外发动机或机器的启动温度与环境温度基本相同,流动性差的柴油,往往造成不能可靠供油,严重时甚至使发动机无法工作。 因此,轻柴..

1.质量要求

 

油品的地低温流动性能是指油品在低温下使用时,维持正常流动,顺利输送的能力。例如,我国“三北”地区冬季气候寒冷,室外发动机或机器的启动温度与环境温度基本相同,流动性差的柴油,往往造成不能可靠供油,严重时甚至使发动机无法工作。

 

因此,轻柴油和车用柴油要求有良好的低温流动性能,以保证在使用条件下无结晶析出,不堵塞滤清器,容易泵送,供油正常,发动机易于启动。

 

2.评定指标及意义

 

评定车用柴油低温流动性的指标主要有凝点和冷滤点。

 

1)凝点   石油产品是多种烃类的复杂混合物,在低温下油品时逐渐失去流动性的,没有固定的凝固温度。根据组成不同,油品失去流动性的原因有两种。其一是黏温凝固,对含蜡很少或不含蜡的油品,温度降低,黏度迅速增大,当黏度增大到一定程度时,就会变成无定形的粘稠玻璃状物质而失去流动性,这种现象称为黏温凝固,影响黏温凝固的是油品中的胶状物质以及多环短侧链的环状烃;其二是构造凝固,对含蜡较多的油品,温度降低,蜡就会逐渐结晶出来,当析出的蜡形成网状骨架时,就会将液态的油包在其中而失去流动性,这种现象称为构造凝固,影响构造凝固的是油品中高熔点的正构烷烃、异构烷烃及带长烷基侧链的环状烃。黏温凝固和构造凝固,都是指油品刚刚失去流动性的状态,事实上,油品并未凝成坚硬的固体,仍是一种黏稠的膏状物,所以“凝固”一词并不十分确切。

 

           由于油品的凝固过程是一个渐变过程,所以凝点的高低与测定条件有关。油品的凝点(或称凝固点)是指油品在规定的条件下,冷却至液面不移动时的最高温度,以℃表示。

 

           凝点是油品完全失去流动性的温度,我国轻柴油和车用柴油按凝点划分牌号,如-10号车用柴油,其凝点不高于-10℃,余此类推。不同地区和气温下,选用不同牌号的油品。

 

           油品凝点的高低与其化学组成密切相关。当碳原子数相同时,柴油以上馏分的各类烃中,通常正构烷烃熔点最高,带长侧链的芳烃、环烷烃次之,异构烷烃则较小,因此石蜡基原油直馏柴油的凝点会明显增高。胶质、沥青质、表面活性剂等能吸附在石蜡结晶中心的表面上,阻止石蜡结晶的生长,防止、延缓石蜡形成网状结构,致使油品的凝点下降,因此加入某些表面活性物质(将凝添加剂),可以降低油品的凝点,使油品的低温流动性能得到改善,这是降低柴油凝点最为经济、简便的措施,广泛应用于油品生产中。此外,凝点较高的柴油中掺入裂化柴油也可以明显降低其凝点,如凝点为-3℃的直馏柴油按11的比例掺入-6℃的催化裂化柴油,其调和凝点为-14℃。

 

3-5   不同类型原油的直馏柴油馏分﹙200-300℃﹚的凝点比较

 

原油类型

 

大庆原油(石蜡基)柴油馏分

 

孤岛原油(环烷基)柴油馏分

 

凝点/℃

 

-21.5

 

-48.0

 

 

2)冷滤点    在规定条件下,柴油试样在60s内开始不能通过过滤器20ml时的最高温度,称为冷滤点,以℃﹙按1℃的整数倍﹚表示。

 

               对柴油而言,并不是在失去流动性时才不能使用,大量的行车及冷启动试验表明,其最低极限使用温度是冷滤点。冷滤点测定仪是模拟车用柴油在低温下通过滤清器的工作状况而设计的,因此冷滤点比凝点更能反映车用柴油的低温使用性能,它是保证车用柴油输送和过滤性的指标,并且能正确判断添加低温流动改进剂(降凝剂)后的车用柴油质量,一般冷滤点比凝点高2-6℃,而添加了降凝剂的柴油其冷滤点可比凝点高10-15℃,最高者可达30℃。

 

            为保证柴油发动机正常工作,规定轻柴油和车用柴油要在高于其冷滤点5℃的环境温度下使用。

 

3.测定方法

 

1)凝点    柴油凝点的测定按GB/T510-8391)《石油产品凝点测定法》进行。该标准方法适用于测定深色石油产品及润滑油的凝点。

 

            测定时将试样装入规定的试管中,按规定条件预热到50℃±5℃,然后将试管放入装好冷却剂的容器中。当试样冷却到预期的凝点时,将浸在冷却剂中的试管倾斜45°。保持1min,观察液面是否移动。然后,从套管中取出试管重新将试样预热到50℃±1℃,按液面有无移动的情况,用比上次试验温度低或高4℃的温度重新测定,直至能使液面位置静止不动而提高2℃又能使液面移动时,则取液面不动的温度作为试样的凝点。

 

            凝点的测定常用半导体制冷石油分析试验仪,这类仪器具有体积小 、重量轻、无污染、无噪声、无磨损,可连续工作等特点,是油品检测的理想仪器。

 

2)冷凝点   柴油冷滤点的测定按SH/T 0248-92 《馏分燃料冷滤点测定法》进行,该标准参照采用IP 30998 《馏分燃料的冷率堵塞点》。

 

             测定冷滤点时,先将45ml清洁的试样注入试杯中,水浴加热到30℃±5℃,再按规定条件冷却,当试样冷却到比预期冷滤点高5-6℃时,以1.96kPa200H2O)压力抽吸,使试样通过规定的过滤器20ml时停止。同时停止秒表计时,继续以1℃是时间间隔降温,再抽吸。如此反复操作,直至60s内通过过滤器的试样不足20ml为止,记录此时的温度,即为冷滤点。

 

4.影响测定的主要因素

 

预热条件和冷却速率时影响凝点、冷滤点测定的主要因素。不同预热条件和冷却速度下,石蜡在油品中的溶解程度、结晶温度、晶体结构及形成网状骨架的能力均不相同,可致使测定结果出现明显误差。因此,试验时只有严格遵守操作规程,才能得到正确的具有可比性的数据。

 


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