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1、项目一 油品的粘度测定黏度是评价原油及其产品流动性能的指标，在原油和石油化工产品加工、运输、管理、 销售及使用过程中，黏度是很有用的物理常数。如输送过程中，黏度对流量、压力降影响很 大。在石油加工中，黏度是检验许多石油产品的重要质量指标。因此黏度是很重要的物理常 数。其也具有可加性。（一）黏度的定义、表示方法及单位 定义：在某一温度下，当流体受外力作用而作层流动时，液体分子间产生的内磨擦力叫 黏度。按照牛顿内磨擦定律，当液体处于层流状态时，一层液体对其相邻一层液体作相对运动 时内磨擦力（F）的大小，与两层液体的接触面积（A）成正比，与速度梯度（dv/dx）成正 比。其数学表达式为：dvF 二耳
2、-A dx式中F为两液层之间的内摩擦力，N； A为两液层的接触面积，m2； dv为两液层的相对 运动速度，m/s； dx为两液层的之距，dv/dx为与流动方向垂直的速度梯度，sT； n为内摩 擦系数，即液体的动力黏度，Pas。恩氏粘度：在规定温度下，由仪器中流出200ml试油的时间（s）与20C时流出200ml 蒸馏水所需时间（s）之比，其单位为恩氏度（ E）或称条件度。赛氏粘度：在规定条件下， 60ml 试油通过赛氏粘度计所需的时间，以赛氏秒表示。它 分为通用型（SUS）和重油型（SFV）两种，未加说明的均为通用型。雷氏粘度：是在规定条件下由雷氏粘度计中流出50ml试样所需的时间，单位为雷氏
3、秒， 分为商业用的I型和海军用的II型，未注明的雷氏秒为I型。各种粘度的近似关系：运动粘度（mm2/s）:恩氏粘度（条件度，E）:赛氏通用 粘度（SUS）:雷氏粘度（RIS） =1:0.132:4.62:4.05（二）油品粘度和化学组成的关系黏度反映液体内部分子间的摩擦力，因此黏度必然与油品的分子结构和大小密切相关， 有关U与组成的关系，有几点结论：油品的粘度随沸程的升高和密度增大而迅速增大；对 于相同沸点的不同石油馏分；含环状烃多则粘度高；环数越多，粘度越大；当烃类分子中的 环数相同时，其侧链越长则其粘度越大 ；相同环数和碳数的芳香烃和环烷烃：环烷烃芳香 烃上述结论说明了液体的运动黏度中包含
4、了分子结构的信息，而且环可以认为是黏度的载 体。（三）油品粘度与压力、温度的关系1与温度的关系 ：温度升高，所有油品粘度下降；温度降低，所有油品粘度升高 粘温性质：油品的粘度随温度变化的性质 油品的粘度随温度的变化幅度小，则称为油品的粘温性质好 粘温性质的表示法粘度比：粘度指数（VI） 粘温性质与分子结构的关系正构烷烃的粘温性质最好，分支程度较小的异构烷烃的粘温性质比正构烷烃稍差，随着 分支程度的增大，粘温性质越来越差；环状烃（包括环烷烃和芳香烃）的粘温性质比链状烃的 差；当分子中环数相同时，其侧链越长粘温性质越好，但侧链上如有分支也会使粘温性质变 差。石油各馏分的粘度都随着其沸程的升高而增大
5、：相对分子质量增大，环状烃含量增多 所致当石油馏分的沸程相同时，石蜡基原油的粘度最小, 中间基居中, 环烷基的最大 石油及其馏分的粘温性质：石蜡基原油的馏分最好 , 中间基居中, 环烷基最差 2粘度与压力的关系压力升高，粘度增大；当压力高于40atm时，需要考虑压力的影响四、油品的混合粘度：油品混合物的粘度无可加性实训 测定石油产品运动粘度实验一、实验原理本实验是测定液体石油产品的运动粘度的一个重要方法，实验装置如图所示，该仪器由 上盖部分，浴缸及保温部分和控制部分组成，不同的粘度计有不同的粘度计常数，需要经过 标定得到其常数，实验时可以根据需要选择合适的粘度计，使试样流动时间不少于200 秒
6、， 内径的粘度计流动时间不少于350秒，实验时，用秒表记下待测液体石油产品从粘度计标线 a处流经标线b所需的时间，然后根据GB256-88石油产品运动粘度测定法和动力粘度计 算法来计算待测液体在某一温度 t 下的运动粘度 。t二、实验仪器1）运动粘度计实验器，符合GB256-88规定的技术要求2）秒表3） 溶剂油或石油醚4) 铬酸洗液5) 烘箱6) 蒸馏水7) 橡皮球8) 95%乙醚三、实验步骤1. 将运动粘度计实验器安装好，调整运动粘度计的底脚螺钉，使仪器上盖中间的水平 珠气泡处于中间圆圈内，说明上盖处于水平位置，放好粘度计即可保证粘度计垂直放置；2. 试样含有水或其它杂质时，在实验前必须经
7、过脱水处理，用滤纸过滤除去机械杂质；3. 在测定试样的粘度之前，必须先用溶剂或石油醚将粘度计洗涤干净，如果粘度计沾 有污垢，就用铬酸洗液、水、蒸馏水或 95%乙醚依次洗涤，然后放入烘箱中烘干或用通过 棉花滤过的热空气吹干。4. 测定运动粘度时，在内径符合要求并且清洁、干燥的毛细管粘度计内装入试样，在 装入试样之前，将橡皮管套在支管7 上，并用手指阻住管身6 的管口，同时倒置粘度计，然 后将粘度计的管身1插入装着试样的容器中；这是利用橡皮球将液体吸到标线b,同时注意 不要使管身1，扩大部分2和3中的液体发生气泡和裂隙，当液面到达标线b时，就从容器 里提起粘度计，并迅速恢复其正常状态，同时将管身的
8、管端外壁所沾的多余试样擦除，并从 支管 7 上取下橡皮管套在管身 1 上。5. 将装有试样的粘度计浸入预先准备好的恒温水浴中，并用夹子将粘度计固定在支架 上，在固定位置前，必须把毛细管粘度计的扩大部分2浸入一半。6. 开启电源开关，电源指示灯亮和照明灯亮；开启搅拌开关开始搅拌，调整设定所需 控温点，将装好试样的粘度计放在恒温水浴内至少十分钟时间，实验温度必须保持恒定到 0.5 C。7. 利用毛细管粘度计管身1的管口所套着的橡皮管将试样吸入扩张部分3，使试样液 面稍高于标线a，并且要注意不要让毛细管和扩张部分3的液体产生气泡与裂隙。8. 观察试样在管身1中的流动情况，液面正好到达标线a时，开动秒
9、表，当液面正好 流动到标线b时，停止秒表。9. 用秒表记录下的时间应重复测定四次，其中各次流动时间与其算术平均值的差值应 符合如下的要求:在温度15100C测定粘度时，这个差数不应超过算术平均值的士 0.5% ； 在温度-30150C测定粘度时，这个差数不应超过算术平均值的士 1.5%。10. 实验完成后，重复步骤2和3将粘度计放好。四、数据处理在温度t时，试样的运动粘度v t 按下式计算：t v = c Ttt式中：c粘度计常数T t 试样的平均流动时间，若某次时间超过实验步骤9的要求，应放弃这个数据, 将剩余的数据取算术平均值作为试样的平均流动时间。项目二 馏程的测定石油和石油产品的蒸发性
10、能是反映其汽化、蒸发难易的重要性质，用蒸汽压、沸程来描 述。馏程定义：石油和石油产品是各种烃类和非烃类的复杂混合物，其蒸汽压是与温度、汽 化潜热和气化率有关。在一定压力下，油品的沸点随气化率的增大而不断升高。石油馏分的沸点表现为一定宽度的温度范围，称为沸程。同一油品的馏程因测定仪器和 测试方法不同。其馏程数据也有差别。在油品的质量标准中，大都采用条件性的馏程测定法 恩氏蒸馏（ASTM蒸馏）（GB6536-86）： 最简便、最常用的方法；设备简单、收集数据 多。将 100mL 油品放入标准的蒸馏瓶中，按规定条件加热，流出第一滴冷凝液时的气相温度 称为初馏点，馏出物为10%、20%90%时的气相温
11、度别别称为10%、20%90%点，蒸馏 到最后所能达到的最高气相温度称为终馏点或干点。从初馏点到干点（终馏点）的温度范围 称为馏程。以气相馏出温度为纵坐标，馏出体积为横坐标，可以绘得该油品的恩氏蒸馏曲线。对于 轻质油品：恩氏蒸馏曲线中 10%到 90%这一段很接近一条直线，因此可以用恩氏蒸馏曲线的 10%到 90%之间的斜率来表示该油品的馏程宽窄。即恩氏蒸馏曲线的斜率越大，该油品的馏程范围越宽。恩氏蒸馏曲线斜率S二90%馏出温度-10%馏出温度90 -10斜率S：表示从馏出10%到90%之间，每馏出1%的沸点平均升高值由于馏程测定具有严格的条件性，因此馏程数据并不代表该油品的真实沸点范围，但可
12、 以大致判断油品中轻重组分的相对含量，或用与不同油品之间的比较。 大多数液体燃料规 格中，只要求测定其具有代表性的初馏点、 10%、 50和90的馏出温度及干点。馏程的数 据基本能反映油品组分轻重的相对含量，或用与不同油品之间的比较，在原油评价中常用。 馏程是发动机燃料表示蒸发性能的重要质量指标。汽油的馏程40200 r，轻柴油的馏程200350C，润滑油的馏程350520C。实训 石油产品馏程测定实验一、馏程测定法 (GB/T 255-88)此法适用于测定发动机燃料、溶剂油和轻质石油产品的馏分组成。测定时，用清洁、干燥的量筒量取 100ml 脱水试样注入洗净、吹干的蒸馏烧瓶中， 按规定条件安
13、装好仪器。在蒸馏汽油时，用冰水混合物冷却，水槽温度保持在 05c, 验收试验可用冷水冷却；蒸馏溶剂油、喷气燃料、煤 油时， 用冷水冷却。调节流出水 温不高于30C；蒸馏凝点高于一5C的含石油产品馏程测定器如图 1 所示。图1石油产品徭程测定器图2温度度插入位置示盍图1-冷凝管；2-冷凝器；3、4进排水支管；二蒸馆烧瓶；&量筒；1-水银球上边缘；2-支管的下边缘7-温度计；&石棉垫;9-瓶罩；10-电炉；11-支架；12-控温器。蜡液体燃料时，控制水温在5070C。用插好温度计的软木塞，紧密地塞在盛有试 样的蒸馏烧瓶口内，使温度计和蒸馏烧瓶的轴心线互相重合，并且使水银球的上边缘与 支管的下边缘在
14、同一平面 (见图 2-2)。选择合适的石棉垫。蒸馏汽油或溶剂油时用直径 为30mm内孔径的石棉垫；蒸馏煤油、喷气燃料或轻柴油时用直径为50mm的内孔的石棉 垫。蒸馏重柴油或其他重质油料时用直径为40和50mm合成的内孔石棉垫；蒸馏烧瓶的 支管用软塞与冷凝管上端连接。支管插入冷凝管内的长度要达到2540mm，但不能与冷 凝管内壁接触。在各连接处涂上火棉胶之后，将瓶罩放在石棉垫上，罩住蒸馏烧瓶。量取过试样的量筒不需经过干燥直接放在冷 凝管下面，并使冷凝管下端插入量筒中(暂不互相接触)不得少于25mm，也不得低于100ml 的标线。量筒的口部要用棉花塞好。蒸馏汽油时，要保证馏出物的温度在203c。装
15、好仪器之后，先记录大气压力，如果大气压力高于 770mmHg(102.66kPa) 或低于 750mmHg(100.0kPa) 时。馏出温度要进行修正。对蒸馏烧瓶均匀加热，蒸馏汽油或溶剂油时，从开始加热到冷凝管下端滴下第一滴 馏出液所经过的时间为5lOmin；蒸馏航空汽油时，为78min；蒸馏喷气燃料、煤油、 轻柴油时，为1015min ；蒸馏重柴油或其他重质油料时，为1020min。第一滴馏出液从冷凝管滴入量筒时，记录此时的温度作为初馏点。初馏点之后移动 量筒,使其内壁接触冷凝管末端，让馏出液沿着量筒内壁流下。此后 ,蒸馏速度要均匀， 每分钟馏出45ml，相当于每10s馏出2025滴。试验时要记录初馏点、10%、20%、 30、 40、 50、 60、 70、 80、 90、终馏点 （干点） 。如果试样有技术标准时 就按标准记录好温度和量筒中的相应馏出液体积， 但事先应根据温度计检定证上的修正 数和受大气压力的影响进行修正。在蒸馏汽油或溶剂油的过程中，当量筒中的馏出液达 到 90ml 时，允许对加热强度作最后一次调整，要求在 35min 内达到干点， 24min 内达到终点。在蒸馏喷气燃料、煤油或轻柴油的过程，当量筒中的馏出液达到 95ml 时, 不要改变加热强度，从95ml到终点所经过的时间不超
