润滑油残炭及测试方法
四、测定油品残炭的方法 测定残炭的方法有康氏残炭、电护法残炭和兰氏 残炭。由于测定康氏残炭需熟练的操作技能,才 能得到符合精密度要求的结果,因此中间控制多 采用容易掌握的电炉法残炭,只在产品出厂和仲 裁试验时测定康氏残炭。康氏残炭是世界各国普 遍应用的一个标准试验方法,我国石油产品多采 用康氏残炭指标。兰氏残炭为国际标准。 康氏法残炭 康氏法残炭是按GB/T 268《石油产品残炭测定 法(康氏法)》标准试验方法进行的(YT-268康氏 残炭测定仪)。该方法参照采用了国际标准ISO 6615。
3.与柑祸的冷却、称重等操作有关:方法中规定, 强热期结束、熄灭喷灯以后,需经过3min,才能取 出圆铁罩和外铁柑锅盖,再经15min后,才能将瓷 坩埚移入干燥器停止加热,就马上揭开外铁坩埚盖,让空气进 入瓷坩埚,在高温下残炭与氧作用,立即烧掉,而 使结果偏小。如超过时间尚未取出,因温度降至很 低,有吸收空气中水分的可能,这样会增加坩埚的 重量。故必须严格遵守方法上规定的冷却时问,并 准确称量,以免影响测定结果。 4.如果对试验原理和过程不了解,可以向仪器厂家 索要相关最新国家标准,一般在标准中,对仪器的 制作要求,试验准备和过程控制均有比较详细的阐 述,辅助仪器说明书进行正确的操作!
康氏法残炭一般用于测定常压蒸馏时易部分分解、 相对地不易挥发的石油产品经蒸发和热解后留下 的残炭量,以提供石油产品相对生焦倾向的指标。 对于一些重质残渣燃料油、焦化原料等油料,宜 用此方法测定残炭。对含有能生灰组分的石油产 品,则会得到残炭值偏高的结果,误差的大小取 决于所生成灰分的量。 残炭是指石油产品经蒸发和热解后所形成的碳质 残余物。它不全部是碳,而是一种会进一步热解 变化的焦炭。 电炉法残炭 电准试验方法进行的(YT-0170电 炉法残炭测定仪)。
2.与加热强度及加热时间有关:测定康氏残炭时, 对试油加热可分为预热期、燃烧期、强热期三阶段。 在预热期时,应根据试油馏分的轻重情况,调整喷 灯火焰,控制加热强度,使预热期的加热自始至终 保持均匀。如加热强度过大,试油会飞溅出瓷柑祸 外,使燃烧时的火焰超过火桥,造成燃烧期提前结 束,使测定结果偏低。如加热强度小,使燃烧期时 间延长,延长的时间越长,测出的残炭结果越大。 燃烧期应控制好加热强度,使火焰不超过火桥,如 掌握不好,会使测得的结果偏小。强热7min时如加 热强度不够,会影响到残炭的形成,使其变成没有 光泽和不呈鱼鳞片状,造成结果偏大。
二、影响油品残炭量的因素 残炭量与油品的化学组成和灰分含量有关。 1.与油品化学组成的关系 残炭量的多少与油品中含的非烃类、不饱和烃及 多环芳烃化合物的多少有关。含胶质、沥青质、 芳烃多的,含氮、硫、氧化合物多的,密度大的 重质燃料油,残炭值高;经裂化和焦化形成的含不 饱和烃及多环芳烃的缩聚产物的产品残炭值比直 馏产品的残炭值高。而烷烃只起分解反应,不参 加聚合反应,所以不会形成残炭。不饱和烃和芳 香烃在形成残炭的过程中起着很大的作用,但不 是所有芳香烃的残炭值都很高,而是随其结构不 同而异。以多环芳香烃的残炭值最高,环烷烃形 成残炭的情况居中。
2.与油品灰分含量的关系 残炭量与油品中灰分的多少有关。灰分主要 是油品中环烷酸盐类等煅烧后所得的不燃物, 它们与残炭混在一起,可使测定结果偏高。 一般含有添加剂的石油产品灰分较多,其残 炭值增加较大。用以减少石油产品生成沉积 物的清净添加剂,会有灰分生成,能使石油 产品的残炭值增加。 三、测定油品残炭的意义 1.残炭是油品中胶状物质和不稳定化合物的 间接指标
五、影响测定的主要因素 1.与仪器安装正确与否有关:康氏残炭测定仪的正 确安装对保证测定结果的精确度起着重要作用。常 常因为仪器安装的错误,造成所测的结果很不理想。 比如,将外铁坩埚底装成低于铁制遮焰体的下平面 很多,使喷灯和外柑祸底的距离缩短。由于喷灯火 焰分为氧化焰和还原焰,其温度分布也不均匀,缩 短了距离就等于影响了喷灯对坩埚底部的正常加热。 且因外坩埚是圆锥形的,装低时,使遮焰体和坩埚 壁之间的空隙变小,也影响到喷灯火焰的正常上升。 又如,把铁圆罩底紧盖在遮焰体上而不垫以必要大 小的石棉板,使空气进不去,则油蒸气燃烧时不均 匀,造成难于控制火焰高度,这都对测得结果有直 接影响。
由于柴油的馏分轻,直接测定残炭值很低, 误差较大,所以规定柴油的残炭是测定其 10%蒸余物的残炭,即对车用柴油试样按 GB/T 6536《石油产品蒸馏测定法》或GB/T 255《石油产品馏程测定法》进行不少于两次 的蒸馏,收集10%残余物作为试样,再做残 炭测定。测定柴油10%残余物的残炭,对于 保证生产优质柴油有重要意义。残炭值大的 柴油在使用中会在汽缸内形成积炭,导致散 热不良,机件磨损加剧,缩短发动机使用寿 命。对于润滑油如果是用含胶状物质较多的 重油制成的,就会有较高的残炭值。
润滑油残炭及测试方法
一、残炭的概念 油品放入残炭测定器中,在隔绝空气的情况下加 热,会蒸发、裂解和缩合,排出燃烧的气体后, 生成的焦黑色焦炭状残留物即残炭。残炭用残留 物占油品的质量百分含值(%)来表示。残炭是评 价油品在高温条件下生成焦炭倾向的指标。残炭 主要由油中的胶质、沥青质、多环芳烃的叠合物 及灰分形成。不加添加剂的润滑油,其残炭为鳞 片状,且有光泽;若加入添加剂,其残炭呈钢灰 色,质地较硬,难以从坩埚壁上脱落。因此,对 含添加剂高的润滑油只要求测定其基础油的残炭, 而不控制成品油的残炭值。
此标准适用于润滑油、重质液体燃料或其他石油产 品。该方法是用电炉代替煤气喷灯作热源,将试样 放入带毛细管的特殊柑锅中,在隔绝空气和规定的 加热条件下使试油受热蒸发分解,保持规定时间, 测得的焦黑色残留物,用质量百分含量表示。与康 氏法相比,电炉法测残炭操作简便,容易掌握。因 此,多用于生产过程的中间控制分析。 (三)兰氏法残炭 兰氏法残炭是按SH/T 0160《石油产品残炭测定法 (兰氏法)》标准试验方法进行。该标准参照采用国 际标准ISO 4262,也是国际普遍应用的一种标准试 验方法。一般适用于在常压蒸馏时部分分解的、不 易挥发的石油产品,对一些不容易装入兰氏焦化瓶 的重质残渣燃料油,焦化原料等油料,宜采用康氏 法测定残炭。该法与康氏法没有精确的关联关系, 评定油品时应引起注意。
残炭越大,油品中不稳定的烃类和胶状物质 就越多。例如,催化裂化生产中,残炭值是 判断原料优劣的重要参数。若裂化原料油残 炭较大,说明原料含胶状物质和沥青质较多, 在裂化过程中易生成焦炭,使设备结焦,不 仅破坏装置的热平衡,而且还降低催化剂的 活性,影响装置正常生产及操作。 2.残炭值可以判断润滑油及柴油的精制深度 一般精制深的油品,残炭值较小。柴油以 10%残余物的残炭作为指标。柴油的残炭值 是其馏分和精制程度的函数,柴油的馏分越 轻、精制得越好,其残炭值就越小。
残炭值可间接反映润滑油的精制程度。不含硝酸戊 酯的柴油,其残炭值大体上与燃烧室的沉积物有对 应关系。测定粗柴油的残炭值,对指导粗柴油造气 的生产是有用的。而原油残渣、汽缸油料和重质润 滑油料的残炭值,对指导润滑油生产也是有用的。 3.根据原料的残炭值可预测焦炭的产量 测定焦化原料油的残炭,能预测延迟焦化工艺过程 的焦炭产量。残炭值越大,目的产物焦炭的产量就 越高,对生产就越有利。 4.其他 测定燃烧器燃料的残炭值,可用来粗略地估计燃料 在蒸发式的釜型和套管型燃烧器中形成沉积物的倾 向。