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石油产品闪点测定方法的研究分析

2020-11-08张春丽康剑铭

科学导报·学术 2020年82期
关键词:建议方法

张春丽 康剑铭

【摘  要】随着社会科技水平的提升,人们越来越注重能源使用的安全性,闪点测试作为石油产品安全性能的一项重要指标,对石油产品的储存、运输、使用的意义重大。本次文章主要针对于我国所采用的闪点测试方法进行深入的探讨,对石油产品闪点测试存在的问题进行分析,找到影响闪点测试的各种因素,包括:石油产品的大气压、升温速度、储存、处理等措施,对闪点测试提出了几点建议。

【关键词】石油产品;闪点测试;方法;建议

1、前言

所谓的经济发展和科技进步都离不开资源的供应,而石油作为世界第一大资源,是国家、企业发展工业化的最主要原材料[1]。石油产品的种类众多,例如:煤油、液化石油气、燃料油、柴油,润滑油,航空汽油等。这些石油产品在我们生活中发挥了极其重要的作用。石油产品的重要特征就是能在一定的温度下进行燃烧,对石油产品闪点的准确分析,有助于人们正确合理的使用这些石油产品[2]。

2、石油产品闪电测试的意义及现状

2.1闪点测试的意义

汽油产品的闪点主要是指,在规定的环境之下,对石油产品进行加热,当石油产品的蒸汽与空气形成混合气后,再与火焰接触,发生闪火瞬间的温度值[3]。闪点测试是鉴定石油产品安全性的重要指标,可以更加深入的了解到石油产品发生火灾的几率,在什么样的温度下最适合保存,而闪点恰恰是引起燃烧的最低温度,石油产品的闪点越低发生火灾的危险也就越大。我们在闪点测试过程中,往往会将石油产品根据闪点的高低进行分类[4]。例如:闪点为45℃的石油产品保存时,环境温度不得高于45℃,因为45℃以下属于易燃液体,一旦达到45℃就成为可燃气体,如果有任何的火花都容易点燃该类汽油产品。在我们日常生活当中,所常常接触到的汽油产品,闪点是非常低,几乎是在常温之下就可以点着,在55℃以下属于易燃液体,不得低于于55℃的国家标准,了解了石油产品的闪点之后,我可以根据它们的闪点高低进行合理的运输、储存,在使用不同类别的石油产品时,也会采取适合的防火措施,增加石油产品使用的安全性。

同时,闪点不仅仅代表着石油的易燃点,而且还可以表示石油产品的蒸发性能。通常来看,如果石油产品的闪点越高,意味着石油产品的蒸汽压越低,馏分组成越重。所以在石油的使用过程当中,可以根据石油的闪点调整生产操作,根据实际的使用需求,控制石油中馏分的高低。

除此之外,在石油中混入轻馏分,也可以通过石油的闪点测试检测出来,例如某些加油站为了降低成本增加收入,会在正常的石油当中加入一些轻质油品充当柴油,但是油的闪点会明显变低。所以在检查加油站的油品工作中,石油产品的闪点测试为我们判断柴油产品的质量提供了重要依据。在内燃机工作过程当中,未完全燃烧的燃料流入曲轴箱,润滑油会被进一步的稀释浓度下降,而同时石油产品的闪点会随着流入燃料的增多而变得越来越低,因此检测工作可以从润滑油入手,一旦润滑油的闪点低于正常值,将表示会有轻质的油品混入。测试某些种类的润滑油开口闪点和闭口闪点,能够了解油品中是否有混入物[5]。在正常情况下,同种油品的闭口闪点要比开口闪点低25℃左右,在测试开口闪点时会蒸发部分蒸汽,导致混合气在爆炸燃烧下限升高,必须将试样加热到较高温度才出现闪火,如果两者之间的数据与正常的偏差较大,则说明该油品中有其他的混入成分,又或者是在使用过程当中,石油产品进行了分解,在生产工艺中没有将溶剂进行完全的分离,根据测试结果可以及时调整石油产品的生产工艺,对石油生产工作具有良好的指导作用。

2.2闪点测试的现状

其实早在上个世纪,很多的科学家就开始对石油资源进行闪点的测试,主要检验石油产品的可燃温度。早期的闪点测试是由闭口闪点测试仪进行测试,这一测试方法最早是由德国人和英国人共同研制而成,德国人在英国人发明的闪点测量仪器基础之上进行了改进,同期英国科学家也研发出了开口杯的测试方法[6]。长期以来,闪点测试都是石油产品进行产品质量检测的重要内容,关乎到石油产品是否在一定温度下能够安全存放。经过多年的发展,对石油产品的产检测试也越来越成熟,对石油产品的閃点测试方法也越来越深入,通过不断的探究,我们也了解到很多的因素都对石油的闪点测试有一定的影响,因此对在石油的闪点测试需要进一步的完善。

2.3国内外的闪点测试差距

目前,我国的闪点测定标准与国外仍然存在一定的差距,闪点测试技术相对于国外要落后一些。我国所使用的闪点测试标准是参照前苏联的标准,操作过程十分复杂,而测试的结果也不稳定[7]。进入新世纪后,我国对原有的标准进行了修改,形成了我国国内较为完善先进的测试标准。从具体情况来看,我国的精密度要求较低,而且也没有对器械测定标准进行详细的规定,这两点是我国与国外闪点测试标准存在的主要差距。

3、国内对闪点测试的标准方法

目前,科学家根据石油产品的闪点特性进行实验,定出三种标准的试验方法,分别是闭口杯法,开口杯法以及克里夫开口杯法。

3.1闭口杯测试法

该方法是由国际标准化组织用科学的实验方法而制定的,主要针对于石油产品当中的润滑油以及燃料油等。闭口杯法是将石油产品放置在闭口闪点测试仪上进行操作,把所测试的石油样品放置在油杯到环状刻线处,对其进行匀速搅拌,在搅拌的过程中同时加热样品,不断的用小团火焰进行点火测试,点火测试也不需要一直进行,可在规定的温度间隔内进行测试,点火测试时不需要再搅拌,当石油样品表面发生闪火时,对温度进行记录,不断缩小温度间隔,选出最低温度,该温度即是石油产品的闪点

3.2开口杯测试法

和闭口杯测试法一样,首先是将石油样品装入试验杯达到规定的刻度线处,然后迅速升高加热温度,随后缓慢升温,当温度接近于石油样品的闪点时,以恒定的速度升温,在一定的时间间隔当中,使用小团火焰按照规定方法测试样品的表面,看是否会出现闪火,当试验品的表面蒸汽发生闪火时,该最低温度即为石油产品的闪点。

3.3克利夫兰开口杯测试法

克里夫兰开口杯测试法和正常的开口杯法测试方法大体相同,但是对装样品的油杯有一定的限制,并且该方法并不适用于所有的石油产品,例如:燃料油和开口闪点低于75℃的石油产品,都不适于用该方法进行测定。

石油的闪点测试方法选择需要根据石油产品的特性和使用条件,例如:煤油、轻质油品等。由于此类产品的实际储存和闭口杯法的测定条件大体相同,所以此类产品适合于闭口杯测试法,更能有效的体现出其防火控制的指标。而对于一些重质油或者是保存在非封闭条件,温度不高的环境中所使用的润滑油,它们的轻质组成成分较少,即使有其他轻质组分混入,只要量不大,都会随着使用过程而被挥发掉,不会影响其闪点测定过程,相对来说危险性更低,所以该种类油更适用于开口杯法来测定其闪点。

4、影响石油产品产检测定的主要因素

尽管目前我国对于石油产品的闪点测试都是使用数字自动化技术,通过控制机械将石油产品的闪点测试结果直接打印出,但在实际操作过程当中,还是有很多因素会影响石油产品的产量测试结果,需要我们严格把控下列因素,提升闪点测试的准确性。

4.1控制存储和取样过程

石油产品如果在保存中出现不当操作,可能会挥发其中的物质,从而影响闪点测试结果。所以保存试验品时应避免敞开容器,以免空气中的水蒸气进入到试验品当中,又或者试验品挥发部分物质导致内部物质损失。提前对试验品的闪点进行估算,在储存时要将储存温度低于闪点温度到25℃以上,防止试验品的挥发。同理,对闪点过低的试验品应当用更低温度进行保存。取样方法的不当操作也会影响实验结果,正确的取样方法是防止石油试验品飞溅,试验品的液体飞溅到杯壁上会形成挥发,影响实验结果的正确性。

4.2试验品的含水量

对任何的石油产品进行闪点测试之前都需要对其含水量进行检测,对含水量过高的实验品进行脱水处理,根据标准规定,运用闭口杯法闪点测试时,试验品的含水量不得高于0.05%,开口杯法闪点测试时,要求含水量不得大于0.1%,否则将会让实验结果产生明显的误差。主要是因为将含水量超标的试验品进行加热时,内部的水气会化为水蒸气稀释液体上方的混合气浓度,甚至会在液体表面上形成气泡,推迟正常闪火的出现,导致测试结果偏高。在开口杯法进行闪点测试时,由于试验品的含水量过高,在加熱到一定温度时,试验品可能会从杯中溢出,干扰实验的进行。

4.3加热速度

对石油产品加热速率的快慢也会影响闪点测试的结果,如果加热的速度过快,会使石油产品迅速蒸发,产生了混合气体会达到爆炸的下限出现闪火现象,致使所测试的结果会比正常稍低一些[8]。而另一方面,如果对石油产品的加热速度过慢,加长测定时间,多次的点火也会消耗部分油气,导致爆炸的下限温度也会升高,测定出的结果比正常要稍高一些,因此在测定实验时,必须要严格控制加热速度,防止实验出现数据误差。

4.4控制点火

通常情况下,只需要对试验品的表面添加少量火焰即可完成闪点测试,但火焰的大小、与油面之间的距离、停留时间的长短,都会对闪点测试结果产生影响,过长的停留时间,与试验品距离更近,火焰体积更大都会过早的引起闪火现象,致使实验结果数据偏低,因此对于火焰的控。都会有规定的标准,我们需严格按照相关标准进行实验操作。

4.5试验品的数量

根据实验的规定,对于试验品的装入量都会有额定标准,在油杯中装置环形刻度线处,过多或过少的装物量都会影响液体上空的空间,致使蒸汽和空气融合的浓度产生偏差,导致实验结果不准确。

4.6大气压强

试验品中受到温度所蒸发的速度不仅与温度相关还与大气压强相关,如果在大气压强较高的环境,就会比正常环境蒸发速度较慢一些,空气中的油蒸气浓度不容易达到爆炸水平,致使测试的结果会出现偏高的现象[9]。反之,大气压较低会使测定结果偏低。由此可以看出,在不同的大气压强下所测试出的闪点数据不同,为了能够统一标准,设定了闪点测试中的基准压力,在试验品进行加热之前,需要对大气中的压强进行测试,如果出现偏差需要及时的对大气压强进行矫正,以保证在规定的压强下进行实验。

4.7闪点仪器要选择合适的位置

在实验之前我们需要为闪点测试仪器选择一个合适的位置,其中最重要的是防止通风,以防有空气气流稀释混合气浓度。除了避风要求,还需要选择一个较暗的地点,因为闪点测试也会受到光线的影响,为了避免这些影响因素,准确的观察到闪火,在测试仪器周边安装防护屏。

4.8定期对实验器材进行校正

实验过程中往往会出现所有的步骤完全规范,但还是导致闪点测试出现误差,这就是由于仪器没有得到定期的维护而导致的[10]。如果仪器的制造水平、精度不够,往往会给实验结果带来很大的误差,定期对实验器材进行校正,是保障实验顺利进行的重要操作。

在实验中一旦出现蓝色的火焰,应立刻记录其温度,该温度便是闪点测试的结果,对于部分石油产品来说,试验的火焰可能会产生蓝色的晕圈或者火焰的体积骤然增大,这种现象都不是闪火,此类现象几乎都会出现在真实的闪点出现之前。

5、结束语

总而言之,石油产品的闪点测试刚开始是采用自动化的仪器进行测试,而随着人们对石油产检测试了解的越来越深入,更加注重如何采用标准物质来保证测试结果的可靠性,认识到需要人为控制实验环境,很多的手动仪器也十分重要,在标准的测试方法中规定了仪器的校正标准,通过手动操作的正确性,检测仪器校正和实验环境,从而减少实验误差。希望在未来的生活中,我们国家可以提升闪点测试水平,摸平与国外的差距。

参考文献:

[1]谭秋艳,刘慧玫,于忠. 石油产品闪点测定方法的研究分析[J]. 现代测量与实验室管理,2006,14(006):12-15.

[2]陈晓彤,邹惠玲,夏攀登. 石油产品闪点测定方法的探析[J]. 硅谷,2009,20(022):59-61.

[3]袁汉平,王瑞荣. 石油产品闪点测定方法的探讨[J]. 润滑油,2005,20(002):59-61.

[4]李建华,陈丹凤,黄丽丽. 自动闭口闪点测定系统分析研究的软件开发[C]// 2007年中国石油炼制技术大会. 0.

[5]张宁. 石油产品闪点测量方法的比较[J]. 工业,2016,000(003):P.36-36,38.

[6]魏宇彤,田松柏. 石油产品闪点测定方法的比较[J]. 石油商技,2010,28(001):66-71.

[7]张晓丹. 浅谈石油产品闪点的测定及意义[J]. 中国科技博览,2012,000(008):52-52.

[8]奚维斌,武松涛. 自动闭口石油产品闪点测定仪器的研制[J]. 自动化与仪器仪表,2006,02(2):52-52.

[9]韦东,严勇,徐宏右. 石油产品闪点测定方法新旧标准差异及应用[J]. 训练与科技,2009,030(004):11-13.

[10]郎庆阳. 开口闪点自动检测系统研究[D]. 大连理工大学,2010.

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