1范圍

1.1本標(biāo)準(zhǔn)適用于初餾點(diǎn)高于150C的重?zé)N類混合物,如重質(zhì)原油.石油餾分、渣油及合成油的蒸餾過程。在全密閉條件下,使用一個(gè)帶有低壓降募沫分離器的蒸餾釜進(jìn)行操作。本標(biāo)準(zhǔn)對蒸餾條件和裝置的外觀及尺寸都作了規(guī)定,并且對特別部件作了圖示。

1.2本標(biāo)準(zhǔn)不僅可以制備標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量的渣油試樣,而且可以制備標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量的粗柴油和潤滑油餾分試樣，整個(gè)蒸餾過程在本試驗(yàn)方法中都作了詳細(xì)的敘述。另外,由本試驗(yàn)方法得到的用于繪制標(biāo)準(zhǔn)蒸餾曲線的切割溫度(AET-常壓下相應(yīng)的溫度，下同)可能是用常規(guī)蒸餾方法所能得到的最高溫度。

1.3 切割溫度(AET)最高能達(dá)到565C。 最高切割溫度與試樣的加熱極限有關(guān)。

1.4切割點(diǎn)在400C之前原油的蒸餾推薦使用GB/T17280試驗(yàn)方法。本方法僅適用于初餾點(diǎn)高于150℃的重油。這兩種蒸餾得到的蒸餾曲線和餾分性質(zhì)不可直接比較。

1.5 本標(biāo)準(zhǔn)采用法定計(jì)量單位(括號內(nèi)單位供參考)。

1.6本標(biāo)準(zhǔn)涉及某些有危險(xiǎn)性的材料、操作和設(shè)備,但是無意對與此有關(guān)的所有安全問題都提出建議。因此,用戶在使用本標(biāo)準(zhǔn)之前應(yīng)建立適當(dāng)?shù)陌踩头雷o(hù)指施并確定有適用性的管理制度。

2引用標(biāo)準(zhǔn)

下列標(biāo)準(zhǔn)包括的條文,通過引用而構(gòu)成為本標(biāo)準(zhǔn)的-部分。除非在標(biāo)準(zhǔn)中另有明確規(guī)定,下述引用標(biāo)準(zhǔn)都應(yīng)是現(xiàn)行有效標(biāo)準(zhǔn)。

GB/T 1884石油和液體石油產(chǎn)品密度測定法(密度計(jì)法)

GB/T 1885石油計(jì)量表

GB/T 4756石油液體手工取樣法

GB/T 9168石油產(chǎn)品減壓蒸餾測定法

GB/T13377原油和液體石油產(chǎn)品密度或相對密度測定法(毛細(xì)管塞比重瓶和帶刻度雙毛細(xì)管比重瓶法)

GB/T 17280原油 蒸餾標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法

3術(shù)語

本標(biāo)準(zhǔn)采用下列術(shù)語。

3.1蒸發(fā)速率boil-up rate

單位時(shí)間進(jìn)入蒸餾頭的蒸氣量。

注:燕發(fā)速率大約與餾出速率相等，兼值是由熱損失造成的。燕發(fā)速率在給定蒸儡頭內(nèi)徑時(shí),一般用mL/h表示，有時(shí)為了便于比較，也用ml./(h●cm²)表示。

3.2冷凝器condenser

與蒸餾頭的出口連接,餾出物在這里被冷凝。

3.3蒸餾釜distillation flask

蒸餾釜由玻璃或金屬制造,試樣在其內(nèi)部沸騰。

注:蒸餾釜有時(shí)被稱為蒸餾燒瓶或蒸餾罐。

3.4蒸餾頭disillation head

直接與蒸餾釜相連接的部分,內(nèi)置霧沫分離器。

3.5蒸餾壓力(或操 作壓力) disillation pressure (or operating pressure)

測量部位位于蒸餾頭與接收器連接處的壓力。

3.6蒸餾溫 度(或蒸氣溫度) disillation temperature (or vapor temperature)

測量部位位于蒸餾頭內(nèi)測量點(diǎn)處的溫度。

3.7裝料量loading

與蒸餾釜頸部橫截面積有關(guān)的裝料體積。

3.8壓力降pressure drop

操作壓力與蒸餾釜之間的壓力差值。

注:這是由于蒸氣通過系統(tǒng)產(chǎn)生摩擦造成的結(jié)果。單位ikPa(mmHg)。

3.9溢流點(diǎn)spillover point

蒸餾頭內(nèi)霧沫分離器之上蒸氣能夠移向冷凝部位的位置。

3. 10靜滯留量(或附著量) static held-up (or wettage)

蒸餾過程完成后,殘留并附著在蒸餾儀內(nèi)璧上的液體物質(zhì)的量。

注:在本試驗(yàn)方法中,使用鋼質(zhì)蒸餾釜,其靜滯留量包含蒸餾釜內(nèi)的附著物;使用玻璃質(zhì)蒸餾釜,則應(yīng)在蒸餾完成后扣除。

3.11餾出速率take-off rate

單位時(shí)間餾出產(chǎn)品的量。

注:大約與蒸發(fā)速率相等.差別在于蒸餾頭的附加熱損失。

4方法概要

4.1將一定體積的試樣 在絕對壓力為6.6~0.013 kPa(50~0. 1 mmHg)和規(guī)定的蒸餾速率下進(jìn)行蒸餾,并按預(yù)選溫度切割餾分。記錄蒸餾過程中每個(gè)切割點(diǎn)的蒸氣溫度、操作壓力和其他變量。

4.2稱取每個(gè)餾分的質(zhì)量,并從每個(gè)餾分的質(zhì)量和總回收質(zhì)量計(jì)算出每個(gè)餾分的質(zhì)量收率。

4.3測定每 個(gè)餾分的密度,計(jì)算出每個(gè)餾分在15C或20C時(shí)的體積,并計(jì)算出每個(gè)餾分的體積收率。

4.4使用4.2和 4.3的計(jì)算結(jié)果.繪制出切割溫度對餾分的質(zhì)量百分收率或體積百分收率或二者兼有的蒸餾曲線。

5意義和用途

5.1本標(biāo)準(zhǔn)是指 導(dǎo)煉油廠或貿(mào)易商表征重?zé)N類混合物特性的試驗(yàn)方法之-,它提供了估算不同沸點(diǎn)范圍餾分收率的方法。

5.2本試驗(yàn)方法得到的餾分可以單獨(dú)或和其他餾分配制成供分析研究和質(zhì)量評定用的試樣。

5.3本試驗(yàn)方法也可用來評定生產(chǎn)瀝青用的渣油,但不總是適宜的發(fā)生在本試驗(yàn)中的長時(shí)間的熱裂化可能改變其某些性質(zhì)。

注:將餾分油調(diào)回清油可以得到較輕的渣油，但這樣得到的造油性質(zhì)不好,因此不推薦這樣做。

5.4試驗(yàn)前 由供需雙方協(xié)商-致,確認(rèn)切割方案。

5.5本試驗(yàn)方法 是涉及許多相互制約變量的復(fù)雜步驟。- 套新儀器在第一-次使用之 前,其部件按附錄

A、附錄B和附錄C詳述的方法校驗(yàn)以及蒸氣溫度傳感器的位置按6.5.3詳述的方法和圖1核實(shí)是非常重要的。

6儀器

6.1根據(jù)蒸餾頭的內(nèi)徑(25,36,50,70mm)可確定4種尺寸的儀器。儀器(圖2)主體由蒸餾釜和內(nèi)部帶有霧沫分離器、外包保溫套、上部帶有冷凝器的蒸餾頭組成;另外還包括蒸氣溫度傳感器、真空規(guī)連接器、冷凝器、餾分流出管線，一組餾分接收器和真空泵管線以及真空泵。各個(gè)部件連接在一起并密封固緊,而且操作應(yīng)靈活方便。

6.2.2蒸餾釜由硬質(zhì)硼硅玻璃制造;為確保安全,容積大于10L的蒸餾釜用不銹鋼制造。

6.2.3蒸餾 釜和-一個(gè)距其底部6 mm的熱偶套管裝配在一起，并偏離中心以避開攪拌子。蒸餾釜底部略平,以便磁性攪拌子旋轉(zhuǎn)。不銹鋼蒸餾釜應(yīng)配一個(gè)冷卻螺旋管,以便緊急時(shí)迅速冷卻。圖3所示的是一個(gè)典型例子。

6.3攪拌系統(tǒng):對于玻璃蒸餾 釜,磁性攪拌子直徑應(yīng)為3 mm,長度為20 mm ;對于不銹鋼質(zhì)蒸餾釜,則其直徑應(yīng)為6mm,長度為50mm.攪拌子邊緣應(yīng)該圓滑,避免磨損蒸餾釜內(nèi)壁。外部磁力驅(qū)動(dòng)器必須能夠轉(zhuǎn)動(dòng)蒸餾釜底部的攪拌子,而且下部應(yīng)緊靠加熱套。驅(qū)動(dòng)器、加熱套和支承機(jī)構(gòu)可以做成一體。

6.4加熱系統(tǒng)

6.4.1蒸餾釜用位于下半部的帶加強(qiáng)筋由石英玻璃纖維織成的加熱套加熱,并維持150mL/(h●cm2)頸部截面積的蒸發(fā)速率，加熱密度為0.5W/cm',通常使用兩組以上的加熱爐絲。

6.4.2溫度傳感器安放在蒸餾釜與加熱套之間以控制加熱速率。

6.4.3蒸餾釜上半部覆蓋一個(gè)補(bǔ)償其熱損失的加熱罩,加熱密度為0.2W/cm*.

3.5 蒸餾頭

6.5.1蒸餾頭規(guī)格如圖1所示。由硬質(zhì)硼硅玻璃制造,并且外包真空鍍銀夾套,夾套內(nèi)真空度要達(dá)到0.0001 kPa(0. 00075 mmHg)。

6.5.2用一個(gè)絕熱加熱翠維持蒸餾頭的真空夾套外壁溫度比中心蒸氣溫度低5C，加熱罩用玻璃纖維織成。為此,在真空夾套外壁和絕熱加熱罩之間,放置-個(gè)溫度傳感器,其位置與蒸氣溫度傳感器位置相對。

6.5.3用一個(gè)適配器將蒸氣溫度傳感器安放在蒸餾頭頸部中心，具體位置為傳感器的敏感端上部位于溢流點(diǎn)之下3 mm士1 mm處。

注:這個(gè)距離可以用下面的方法測量:取出溫度傳感器,插入一條底部折彎的銅絲,觸到溢流點(diǎn)后,可測知其距適配器距離，然后按此距離安放溫度傳感器。

6.5.4蒸氣溫度傳感器可以采用鉑電阻,0℃時(shí)其電阻值應(yīng)為100Ω;也可以是一個(gè)J型帶套管的熱電偶，按附錄A方法測定其響應(yīng)時(shí)間應(yīng)當(dāng)?shù)陀? min,讀數(shù)精度應(yīng)當(dāng)達(dá)到0. 5℃.

6.5.5蒸氣溫度 傳感器在第一次使用時(shí)應(yīng)按附錄B進(jìn)行校正,以后每月校正一次。

6.5.6圖4所示的是能與真空傳感器相連的安裝在蒸餾頭上部的冷阱,在整個(gè)蒸餾過程中冷阱內(nèi)部應(yīng)充滿碎干冰。

6.5.7真空傳感器應(yīng)連接在冷阱支管上.其讀數(shù)精度應(yīng)當(dāng)達(dá)到使用壓力的1%或者更高精度;也可以等于或者小于0. 00133 kPa(0. 01 mmHg)。可以使用麥?zhǔn)?Mcleod)真空規(guī)進(jìn)行校正.如果測量壓力只下降至1 kPa,可以用水銀壓力計(jì)校準(zhǔn)，但必須用一個(gè)性能良好的測高儀讀數(shù)(此儀器基于-套帶游標(biāo)的光學(xué)系統(tǒng),可很準(zhǔn)確地測定水平高度)。經(jīng)麥?zhǔn)险婵找?guī)校準(zhǔn)過的像電容式壓力計(jì)(Baratron)類的電子真空計(jì)能滿足實(shí)際需要,但必須按附錄C進(jìn)行校正。圖C1是合適的壓力校正裝置。

注:在試驗(yàn)過程中,測量系統(tǒng)壓力的合適儀器有熬氣壓力計(jì)和電子真空計(jì)，可用一個(gè)非傾斜式麥?zhǔn)险婵找?guī)對主真空計(jì)進(jìn)行跟蹤校正。

6.6冷凝器:見圖5.冷凝器由硬質(zhì)硼硅玻璃制造,與蒸餾頭支管出口相連。冷凝器內(nèi)部應(yīng)有足夠的容積以便把所有必須冷凝的蒸氣冷凝下來,其冷凝液溫度應(yīng)能達(dá)到70C，以防蠟在此處凝固。

6.7真空泵管線

6.7.1真空泵管線從冷凝器出口連接到真空泵?？梢杂煤癖谙鹉z管或輕金屬管作為泵管線,其內(nèi)徑至少等于冷凝器內(nèi)徑的一半,長度不應(yīng)超過2m。

6.7.2管路中 靠近真空泵的地方應(yīng)連接一個(gè)緩沖罐,其容積至少和燒瓶容積相等。在緩沖罐前應(yīng)放置一個(gè)冷阱,蒸餾時(shí)用干冰冷卻。

6.7.3緩沖罐和真空 泵之間應(yīng)安裝一個(gè)隔離閥,其內(nèi)徑至少等于管線的內(nèi)徑。

6.7.4在蒸餾頭上部和真空傳感器之間放置-個(gè)如圖4所示的杜瓦瓶冷阱,該冷阱由硬質(zhì)硼硅玻璃制造。在整個(gè)蒸餾過程中.冷阱內(nèi)裝滿碎干冰,保護(hù)真空系統(tǒng)不受殘余燕氣污染。

6.8真空源:使用能穩(wěn)定地維持系統(tǒng)壓力的單級機(jī)械真空泵作為真空源，自動(dòng)和手動(dòng)控制均可。

6.9接收系統(tǒng)

6.9.1接收系統(tǒng)連接在產(chǎn)物冷凝器的低端出口處,由一個(gè)能排放出餾分又不干擾系統(tǒng)壓力的真空適配器組成。圖6是一種合適的手動(dòng)操作裝置。

6.9.2能夠分步或同時(shí)收集餾分的自動(dòng)和手動(dòng)裝置均可使用,但必須能夠維持系統(tǒng)操作壓力在整個(gè)蒸餾過程中保持穩(wěn)定。如果要使產(chǎn)物保持液態(tài),必須配備加熱裝置。

6.9.3餾分接收器由硬質(zhì)硼硅豉璃制造,其總?cè)莘e應(yīng)和裝料量相當(dāng)，從底部開始其刻度被校準(zhǔn)至滿刻度的1%。

注意:這套儀器在高真空和高溫下操作,所以推薦將這些釜和罐覆蓋起來,以便在爆裂時(shí)起保護(hù)作用,避免操作者被碎片傷害。但是為了控制和操作方便，前部的保護(hù)裝置應(yīng)是透明和容易打開的,因此要小--些。對于自動(dòng)操作的儀器,必須配備自動(dòng)滅火器、冷卻水和報(bào)警系統(tǒng)。

7取樣

7.1可按GB/T 4756取樣。也可以從GB/T 17280試驗(yàn)中獲取試樣。

7.2接收試樣時(shí),試樣應(yīng)封裝在密閉的容器內(nèi),不能有泄漏。

7.3如果試樣結(jié)蠟或者凝固,必須加熱成液體,確保在使用前混合均勻。

7.4如果發(fā)現(xiàn)試樣 含水,必須按附錄D所述方法進(jìn)行預(yù)蒸餾,脫去水分。

8儀器的準(zhǔn)備

8.1清洗并千燥 儀器的所有玻璃部件,在接口處涂抹真空脂,然后按圖2所示把它們組裝在一起。對于球形磨口,涂抹適量的真空脂形成一層薄膜,過量的真空脂會形成縫腺。采用氟橡膠或硅橡膠襯墊僅需稍微潤滑即可。

8.2稱量接收 器皮重準(zhǔn)確至其裝料量的0. 1%。

8.3試漏 :用真空泵將系統(tǒng)壓力抽空至0. 05 kPa(0. 4 mmHg),切斷真空源,如果1 min內(nèi)系統(tǒng)壓力上升幅度不大于0.01 kPa(O. 075 mmHg),認(rèn)為系統(tǒng)密封良好;如果在1 min之內(nèi)系統(tǒng)壓力的上升幅度大于0.01kPa(0.075mmHg),則必須對真空規(guī)進(jìn)行校驗(yàn)并在此之前彌補(bǔ)縫隙。

8.4按附錄B和附錄C對溫度和壓力傳感器進(jìn)行校驗(yàn)。

9操作步驟

9.1按GB/T 13377或GB/T 1884試驗(yàn)方法測定試樣密度,并按GB/T 1885把密度修正成為15℃或20℃的密度。

9.2放入攪拌子。

9.3根據(jù)表1,查到可裝試樣的體積,根據(jù)打算裝入試樣的體積和密度計(jì)算出試樣的質(zhì)量。

9.4稱量試樣準(zhǔn)確至裝料量的 0. 1%。蒸餾釜太大時(shí),可將蒸餾釜放下,用90~95 kPa的壓力將試樣壓入蒸餾釜(稱承轉(zhuǎn)移管的重量),如試樣粘稠或凝固,可適當(dāng)加熱,以改善其流動(dòng)性.其質(zhì)量可以用差減法算出。

9.5將蒸餾釜安裝在蒸餾柱上(指小型蒸餾釜),扣上所有加熱套,在恰當(dāng)?shù)奈恢梅胖脭嚢柩b置并開動(dòng)它。

9.6加熱蒸餾釜使試樣的溫度快速上升,但不要超過300℃/h,蒸餾釜表面的溫度不要超過400℃,否則，靠近蒸餾釜壁的試樣將會發(fā)生裂化。

注意:有些烴類混合物不能長時(shí)間承受400C的高溫,這種情況必須降低其表面溫度。

9.7給蒸餾頭補(bǔ)償加熱罩加電,維持蒸餾頭外壁的溫度比蒸餾釜內(nèi)液體溫度約低40℃。

9.8逐漸減壓到某個(gè)適 當(dāng)?shù)钠鹗級毫ΑＪ褂脠D7選擇預(yù)期的初餾點(diǎn)和最高切割溫度;使用表2選擇與它們相應(yīng)的操作壓力。和從GB/T 17280試驗(yàn)得到的渣油相似，如果試樣的初餾點(diǎn)為343℃左右,選擇0.133 kPa(1. 0 mmHg)是合適的。

注:有時(shí)在真正蒸館開始之前試樣會發(fā)生很明是的脫氣現(xiàn)象,這種起泡現(xiàn)象一般在沒有可冷凝蒸氣時(shí)發(fā)生。

9.9當(dāng)蒸餾開始,可看到蒸氣進(jìn)入蒸餾釜頸部。將加熱量臧少到一定值,維持表2所選擇的蒸餾速率，調(diào)節(jié)補(bǔ)償加熱器,維持蒸餾頭玻璃夾套外壁的溫度比蒸氣的溫度低5℃。

注:雖然蒸餾速率允許在某一范國內(nèi),但推薦最大允許值的80%。

9. 10當(dāng)觀察到的初始蒸 氣溫度為低于或達(dá)到150C時(shí),開動(dòng)制冷機(jī)冷凝第一個(gè)組分，確保回收。如果壁上有固體蠟出現(xiàn),為了準(zhǔn)確,可用紅外燈或電吹風(fēng)機(jī)加熱接收器使餾分液化。對于自動(dòng)化操作的儀器，必須把接收器加熱到足夠使餾分液化的溫度,但又不能太高,保護(hù)輕餾分。

9.11如果餾分充滿接收器,或者到達(dá)切割溫度,停止接收或切換接收器。

9.11.1對于 手動(dòng)操作,使用真空適配器切割餾分,放空后用另一空接收器替換,將新接收器抽空后,再與系統(tǒng)接通。

9.11.2對自動(dòng)化操作的儀器,由于接收器轉(zhuǎn)換是自動(dòng)的,所以不必特別注意。

9.12記錄 下列觀察值

9.12.1時(shí)間:單位為h或min.

9.12.2餾 出物的體積:單位為mL。

9.12.3蒸氣溫度 :精確至0.5℃。

9.12.4蒸餾釜內(nèi)液體的溫度:單位為℃。

9.12.5蒸餾頭壓力 :準(zhǔn)確至1%。

9.12.6根據(jù)附錄E計(jì)算常壓下的溫度。

9.13繼續(xù)蒸餾,直到到達(dá)切割終點(diǎn)或者雖然沒有到達(dá)切割終點(diǎn)，但是蒸餾釜中液體的溫度到達(dá)290℃.

9.14到達(dá)此點(diǎn)，如果預(yù)計(jì)最終切割溫度到達(dá)時(shí)蒸餾釜中沸騰液體的溫度會超過320C,則減緩加熱直到蒸餾速率減慢，這個(gè)過程根據(jù)試樣的量需要2~10min,然后慢慢將壓力降到zui低。

9.15恢復(fù)原有加熱速率的90%,調(diào)節(jié)蒸餾速率在較低的水平(見表2),在此速率下壓力穩(wěn)定后2min內(nèi)不要切割餾分。

9. 16觀察蒸餾頭壓力，只要壓力不 上升,就繼續(xù)蒸餾。仔細(xì)對燕餾釜加熱以維持餾分的流出速率。當(dāng)蒸餾釜中液體溫度到達(dá)310C之后,必須在1h內(nèi)到達(dá)最終切割點(diǎn)。在蒸餾壓力上升或90%(V/V)的試樣被蒸出時(shí),不再繼續(xù)蒸餾。

注

1自動(dòng)真空控制器有時(shí)會掩籃開始裂化時(shí)壓力初步上升的現(xiàn)象。

2如果餾出物超過試樣的90%(V/V).則蒸餾釜接近蒸干,不利于安全。

9. 17當(dāng)?shù)竭_(dá)最終切割點(diǎn)時(shí),開始升壓,或者蒸出試樣的90%(V/V)后,不再繼續(xù)加熱,緩慢上升壓力，繼續(xù)攪拌.使渣油冷卻。

9.18打開蒸餾釜絕熱罩,對于不銹鋼蒸餾釜,在冷卻盤管中通入空氣。

9.19當(dāng)渣油溫度降到150C.取下并稱量蒸餾釜,求出渣油的質(zhì)量。對于較大的蒸餾釜,使用約10kPa的壓力從裝油管壓出渣油。

9.20稱量所有餾 分,精確到試樣質(zhì)量的0.1%。

9.21根據(jù)GB/T1884方法或GB/T13377方法測定所有餾分的密度,并使用GB/T1885方法換算出15℃或20℃的密度。

9.22對于小型蒸餾釜,用另外的蒸餾釜和溶劑如甲苯進(jìn)行蒸餾以洗滌蒸餾頭和冷凝管，然后蒸出并吹趕干凈溶劑,求出附著量。該附者物可以單獨(dú)作為一個(gè)餾分處理,這樣要估計(jì)其密度;也可以將其混入渣油。如果渣油必須做進(jìn)-一步分析,則必須按第二種方法做。對于大型蒸餾釜,則必須按附錄F求附者量。注意后一種情況的附著物包括蒸餾頭和蒸餾釜兩部分附著物,必須單獨(dú)考慮.在這種情況下必須測定它們的密度。

10 計(jì)算

0.1 計(jì)算所有餾分和附著量之和,由此算出占試樣的比例，結(jié)果必須在99. 6%(m/m)~100. 1%(m/m)之間才可以接受。在報(bào)告中表明實(shí)際損失和損失在總餾分中占的比例。

10.2根據(jù)每個(gè)餾分的相對密度和質(zhì)量計(jì)算每個(gè)餾分的體積。

11 報(bào)告

11.1作- -張包括下列內(nèi)容的簡表。

11.1.1 試樣的質(zhì)量,g。

11.1.2試樣15C或20C的密度,g/cm2,四位有效數(shù)字。

11.1.3試樣15C或20C的體積,mL。

11.1.4 總體積的增益或損失,精確到0. 1%。

11.1.5依據(jù)餾分的沸點(diǎn)列表,將渣油排在最后。

11.1.6 求出質(zhì)量和體積的累積百分比。

11.2將9.12所述各項(xiàng)觀察記錄數(shù)據(jù)列成第二張表附上。表3和表4分別是蒸餾報(bào)告和燕餾記錄的表格示例。