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      柴油的安定性

      時間:2019-08-26 14:19:19  來源:  閱讀次數: 復制分享 我要評論

      1.質量要求
      與汽油相似,影響柴油安定性的主要原因同樣是油品中的不飽和烴(如烯烴、二烯烴)以及含硫、氮化合物等不安定組分。安定性差的柴油,長期儲存,顏色會變深,易在油罐或油箱底部、油庫管線內及發動機燃油系統生成膠質和沉渣。在使用過程中,油箱溫度可達60-80℃,由于劇烈震蕩,油品中的溶解氧可達到飽和程度。進入燃油系統后,溫度繼續升高,在金屬的催化作用下,不安定組分會急劇氧化生成膠質。這些膠質堵塞濾清器,會影響供油;沉積在噴嘴上,會影響霧化質量,導致不完全燃燒,甚至中斷供油;沉積在燃燒室壁,會形成積碳,加劇設備磨損。
      車用柴油要求安定性好,阻礙儲存時生成膠質及燃燒后形成積碳傾向要小。
      2.評定指標及意義
      評價輕柴油和車用柴油安定性的指標主要有總不溶物和10%蒸余物殘炭。
      (1)總不溶物    總不溶物是評價車用柴油固有安定性的指標。所謂固有安定性是在沒有水、及活性金屬表面及污物存在的情況下,試樣暴露于大氣中的抗氧化能力。
      柴油是復雜的有機混合物,其中也有以聚集狀態存在的膠體化合物,在大量溶劑的稀釋下,其固有的膠體穩定性被破壞,使膠體凝集而沉降下來,此即為不溶物。不溶物量與溶劑的相對分子質量密切相關,因此得到的結果需注明是什么溶劑的不溶物。通常,溶劑用量為試樣量的30-40倍。
      總不溶物包括黏附性不溶物和可過濾不溶物兩部分。其中,黏附性不溶物是試驗條件下,試樣在氧化過程中產生的,黏附在氧化管壁上,且不溶于異辛烷的物質??蛇^濾不溶物是試驗條件下,試樣在氧化過程中產生的能過濾分離出來的物質,它包括氧化后在試樣中懸浮的物質和在管壁上易于用異辛烷洗滌下來的物質。我國輕柴油和車用柴油均要求總不溶物含量不大于2.5㎎/100ml。
      (2)10%蒸余物殘炭    油品在規定的儀器中隔絕空氣加熱,使其蒸發、裂解及縮合所形成的殘留物,稱為殘炭。殘炭是評價油品在高溫條件下生成焦炭傾向的指標。
      由于車用柴油餾分輕,直接測定殘炭值很低,誤差較大,故規定測定10%蒸余物殘炭。車用柴油10%蒸余物殘炭反映油品的精致深度或油質的好壞。10%蒸余物殘炭值大的柴油在使用中會在汽缸內形成積碳,導致散熱不良,機件磨損加劇,縮短發動機使用壽命。輕柴油和車用柴油均要求10%蒸余物殘炭值不大于0.3%
      3.測定方法
      (1)總不溶物    總不溶物的測定按SH/T 0175-94 《餾分燃料油氧化安定性測定法(加速法)》進行。該標準試驗方法適用于評定初餾點不低于175℃,90%點溫度不高于370℃的中間餾分燃料油的固有安定性。但不適用于含渣油的燃料油以及主要組分為非石油成分的合成燃料油;也不能準確預測中間餾分燃料油在儲存一定時間后生成的總不溶物量。
      測定時,將以過濾是350ml試樣注入氧化管中,通進氧氣,速度為50ml/min。在95℃的溫度條件下氧化16h;然后將氧化后的試樣冷卻到室溫,過濾,得到可過濾的不溶物;用三合劑(等體積混合的分析純丙酮、甲醇和甲苯液體)把黏附性不溶物從氧化管上洗下來,蒸發除去三合劑后,既得黏附性不溶物;可過濾的不溶物與黏附性不溶物之和即為總不溶物量,以㎎/100ml表示。
      (2)10%蒸余物殘炭    車用柴油10%蒸余物殘炭在測定前先按GB/T 6536-1977《石油產品蒸餾測定法》對200ml試樣進行蒸餾,收集10%殘余物作為試樣;也可用GB/T 255-77(88)《石油產品蒸餾測定法》獲取10%殘余物,由于該法采用100ml蒸餾燒瓶,因此需進行不少于兩次的蒸餾,收集10%蒸余物作為試樣。再按康氏法測定殘炭。
      康氏法殘炭按CB/T268-87《石油產品殘炭測定方法(康氏法)》進行。該方法參照采用ISO6615-1983,是國際普遍應用的一種標準試驗方法,康氏法殘炭一般用于常壓蒸餾時易分解、相對易揮發的石油產品,
      測定時,用恒重好的瓷坩堝按規定稱取試樣,將盛有試樣的瓷坩堝放入內鐵坩堝中,再將內鐵坩堝放在外鐵坩堝內(內外鐵坩堝之間裝有細砂),然后再將全部套坩堝放在鎳鉻絲三角架上,使外鐵坩堝置于遮焰體中心,用圓鐵罩罩好。用強火焰的煤氣噴燈加熱,使試樣蒸發、燃燒,生成殘留物,冷卻40min后稱量,計算殘炭占試樣的質量分數,即為康氏法殘炭值。
      加熱過程分預熱期、燃燒期和強熱期三個階段,測定時,要嚴格執行標準,以確保測定結果的有效性。
      4.影響測定的主要原因
      (1)總不溶物
      ①試樣的貯存與保管。試樣的貯存與保管條件應不致引起總不溶物增多,按要求試樣應裝在金屬桶或棕,色瓶中避光保存,不得用塑料容器或軟質玻璃材料容器存放。如果不能立即試驗,應用氮氣加以保護,儲存溫度不應高于10℃,儲存時間不得超過一周。
      ②試驗條件的保證。試驗必須在沒有水、活性金屬表面及污物存在的規定條件下進行,同時避免光照,否則可導致測定結果偏高。
      (2)10%蒸余物殘碳
      ① 量取溫度。為了得到較準確的10%蒸余物,蒸餾時應設法使餾出物溫度與裝樣溫度一致。
      ② 儀器的安裝。全套坩堝放在鎳鉻絲三腳架上,必須將外鐵坩堝放在遮焰體的正中心,不能傾斜。全套坩堝用圓鐵罩罩上。必須受熱均勻,否則將影響測定結果。
      ③ 加熱強度控制。預熱期的加熱應自始自終保持均勻,如果加熱強度過大,試樣會濺出瓷坩堝外,使測定結果偏低;如果加熱強度小,會使燃燒期延長,濺出殘炭的可能性加大,同樣使測定結果偏低。燃燒期要控制火焰不超過火橋,否則測定結果偏低。強熱期必須保證7min若加熱強度不夠,會影響到殘炭的形成使其無光澤,并不成魚鱗片狀,造成結果偏大。
      ④ 坩堝冷卻和稱量。按規定,強熱期過后,移開噴燈,使儀器冷卻到不見煙(約15min)再移去圓鐵罩和外內鐵坩堝蓋,用熱坩堝坩將瓷坩堝移入干燥器內,冷卻40min,稱量。如果取出坩堝過早,新鮮空氣進入瓷坩堝,在高溫下殘炭發生燃燒,會使測定結果偏??;反之、超時未取出,由于溫度降低,可能引起瓷坩堝吸收空氣中的水分,使測定結果偏高。
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