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        影響柴油閃點測定值分析準確性的因素探討

        2020-05-28 17:40:59張穎鈞
        中國化工貿(mào)易·下旬刊 2020年1期
        關鍵詞:閃點柴油準確性

        張穎鈞

        摘 要:閃點是評價液體燃燒性能的關鍵指標,對于油品的儲運過程安全性具有重要的影響。閃點的測試精準度至關重要,本文主要結(jié)合柴油的閃點測試標準,對測試過程中可能存在的風險點進行分析評價,找到影響因素,并采取相應的措施進行控制,以保證測試結(jié)果的重復性和再現(xiàn)性,為油品分析過程提供科學的數(shù)據(jù)參考。

        關鍵詞:柴油;閃點;準確性

        1 引言

        閃點是可燃性液體存儲和運輸過程中的重要指標。閃點溫度在數(shù)值上等于規(guī)定的標準壓力條件下,使用特用的火焰靠近液體使其汽化并能夠著火的最低溫度。一般情況下,閃點溫度低于45℃的為易燃品,高于45℃的為可燃品。在液體儲運過程中要求其溫度底于閃點溫度20-30℃,以保證安全性。車用柴油中根據(jù)油品標號的不同,對閃點溫度進行了3個檔次的界定要求。

        在實際的車用柴油閃點測試中,由于某些因素容易對閃點的測試溫度造成影響,使其準確度受到影響,使得后續(xù)使用的安全性受到威脅。本文主要結(jié)合標準測試過程中,對容易產(chǎn)生準確度誤差的因素進行分析,并對相應的控制措施進行介紹,以提高測試過程中的標準性,保證結(jié)果的科學性和準確性。

        2 實驗方法

        柴油閃點的測定包括開口閃點的測定和閉口閃點的測定。開口閃點主要是開口閃點測定器進行測定得到的結(jié)果,以潤滑油閃點測定應用為主,對于柴油的閃點測定主要采用的是閉口測定法。

        目前,我國測試車用柴油采用的閉口法其主要依據(jù)是國家標準(GB/T 261-2008),主要使用的實驗設備包括賓斯基--馬丁閉口閃點測試儀、溫度計、氣壓計、加熱浴裝置(或防爆烘箱)。首先最為關鍵的設備是閃點測試儀,該儀器測試結(jié)果需要滿足上述標準要求的精密度,且組裝的尺寸也應符合要求。測定過程中使用的溫度計有高(90~370℃)、中(20~150℃)、低(-5~110℃)三個溫度范圍,根據(jù)車用柴油閃點的實際情況,推薦使用低溫溫度計;氣壓計的精度為0.1kPa,一般不使用氣象臺或者機場使用的已校準至海平面讀數(shù)的氣壓計;加熱浴裝置應具備嚴格的溫度控制功能,使試驗溫度要求能夠精準控制在±5℃以內(nèi)。

        試驗前,首先應將測試儀器準備到位。試驗儀器放置在無空氣流的干凈房間內(nèi)的平穩(wěn)臺面上;準備好已經(jīng)清洗干凈的試驗杯、試驗蓋和其他試驗元件,清洗過程中要注意去除試驗杯或試驗元件上殘留的膠質(zhì)或其他污漬,清洗干凈后對試驗杯、試驗蓋和其他試驗元件用清潔的空氣吹干或自然晾干,去除所用溶劑。然后將準備好的儀器器皿及元件進行組裝,確保無損壞和無樣品沉積,組裝好的試驗儀器應進行測量精準度的校驗。之后進行取樣。根據(jù)國標中的規(guī)定將試驗樣品貯存在適當條件下,通常試驗樣品貯存的溫度不超過30℃,以避免溫度過高促使試驗樣品加快蒸發(fā),造成試驗樣品損失,影響柴油閃點測量的準確性和可重復性。然后對試驗樣品進行處理,如果試驗樣品中含有未溶解的水,則需要先將這部分水分離出來。在實際的柴油閃點測定試驗中,是否需要對水進行分離主要取決于柴油的質(zhì)量。試驗樣品取樣前先搖勻,這樣可以避免樣品中揮發(fā)性組分的損失,利于提高柴油閃點測定的準確性。各試驗儀器和試驗樣品準備到位后,開始對柴油樣品進行閃點測定。

        3 影響柴油閃點測定值分析準確性的因素

        3.1 試樣量

        根據(jù)標準方法要求,測試車用柴油閃點的加樣量應高于測試容器體積50%。一般情況下,閃點測試儀標有刻度線,加樣量應正好加樣至刻度線位置,過多或過少均會對結(jié)果造成誤差,按照實驗測試情況,分3個實驗驗證加樣量對測試結(jié)果的影響:實驗1,標準加樣量+10mL;實驗2,標準加樣量;實驗3:標準加樣量-10mL。測試3個樣品的閃點,其結(jié)果分別為:實驗1閃點64℃、實驗2閃點65℃、實驗3閃點66℃。加樣量越多,測試結(jié)果偏小。

        3.2 加熱速率

        根據(jù)標準方法要求,測試車用柴油閃點的加熱速率應控制在5-6℃/min。為驗證加熱速率對于閃點影響的情況,按照實驗測試情況,分3個實驗驗證加熱速率對測試結(jié)果的影響:實驗1,3-4℃/min;實驗2,5-6℃/min;實驗3:7-8℃/min。測試3個樣品的閃點,其結(jié)果分別為:實驗1閃點70℃、實驗2閃點67℃、實驗3閃點64℃。根據(jù)測試結(jié)果,加熱速率越快,測試的閃點溫度越低。加熱速率快,單位時間內(nèi)油品獲得的能量越高,試樣的汽化速度快,使得空氣中的揮發(fā)分提前達到閃燃的標準,測試溫度偏低。相反,加熱速度慢,汽化速度慢,測試時間相應延長,一方面點燃次數(shù)多,使得消耗的油品蒸汽多,造成閃燃時間延后,相應體系內(nèi)的溫度越高。另外,進行第二次試驗時,應等到試驗杯完全冷卻后再進行試驗,防止杯溫對測試結(jié)果產(chǎn)生影響。

        3.3 攪拌速率

        根據(jù)標準方法要求,測試車用柴油閃點的加熱速率應控制在90-120r/min。為驗證攪拌速率對于閃點影響的情況,按照實驗測試情況,分3個實驗驗證加熱速率對測試結(jié)果的影響:實驗1,120-150r/min;實驗2,90-120r/min;實驗3:120-150r/min。測試3個樣品的閃點,其結(jié)果分別為:實驗1閃點66℃、實驗2閃點65℃、實驗3閃點64℃。根據(jù)測試結(jié)果,攪拌速率越快,測試的閃點溫度越低。同樣,攪拌速度越快,體系內(nèi)受熱揮發(fā)程度越快,使得閃點偏低。

        3.4 大氣壓力

        油品的閃點與壓力有關,氣壓越低,油品揮發(fā)性越大,閃點就會有所降低。反之則略升高。日常工作實踐證明,大氣壓力對測定值的影響是很微小的,做到正確讀取大氣壓,并對測定值加以修正,這種因素是完全可以避免的。

        3.5 樣品的含水量

        樣品試樣含水時,在加熱測定閃點的過程中,由于分散在油中的水會汽化,水汽化會吸收體系內(nèi)的熱量,使得油品揮發(fā)分的汽化程度減弱,造成閃點的時間延長,因此,體系內(nèi)的含水量越高,閃點溫度越高。因此進行測試閃點前,需要進行充分除水。

        4 柴油閃點測定值影響因素的控制方法

        4.1 科學控制試樣量

        按照標準加樣量進行測試,使得數(shù)據(jù)具有可比性,保證測試的重復性和再現(xiàn)性。加樣量多意味著加熱至相同溫度下,揮發(fā)的可燃性小分子較多,使得在相對偏低的溫度即可以滿足閃燃的條件。因此,加樣量需要保證每次測試的一致性,盡量選用含有刻度線的閃點測試儀器,每次控制加樣量至刻度線位置即可。

        4.2 嚴格控制加熱速率

        加熱速率的控制需要選擇精度控制較為準確的加熱設備,合理調(diào)整加熱功率,每分鐘對溫度進行求取計算,保證加熱速度控制在要求范圍內(nèi),同時調(diào)整加熱功率過程中,應該進行多次緩慢調(diào)節(jié)的方式,防止出現(xiàn)一次調(diào)整幅度過大的情況出現(xiàn),保證體系均勻加熱。

        4.3 嚴格控制攪拌速率

        攪拌速率的控制通過評價和選取外置攪拌控制精度儀器即可實現(xiàn)。但在測試過程中,盡量不對攪拌進行過多調(diào)節(jié),保證體系的穩(wěn)定性。

        4.4 大氣壓修正計算

        如果選取自動閃點儀器,大氣壓的修正過程根據(jù)儀器內(nèi)置的程序進行修正計算,手動儀器需要對大氣壓進行測試并進行標準大氣壓的修正,選擇大氣壓氣壓計時應選取精度為0.1kPa的型式。

        4.5 合理控制樣品的儲存時間及含水量

        如果油品中含水量不滿足需求,應該進行脫水處理。保證體系內(nèi)無水存在。另外,在試樣的取樣和保存過程中應注意密封,防止外界環(huán)境中的水對待測試樣造成影響。由于長時間存儲的樣品會出現(xiàn)緩慢的揮發(fā),造成體系內(nèi)的可揮發(fā)成分減少,時間越長,揮發(fā)分越少,測試的閃點溫度越高。一般情況下,樣品的存儲時間不超過3個月。

        5 結(jié)語

        通過本文對柴油閃點測試過程中的影響因素分析,可以看出油品中的含水量、存儲時間、測試過程中的加熱速率、加樣量、攪拌速率以及外界環(huán)境中的大氣壓均會對測試結(jié)果造成影響,因此實際測試過程中,應該采取相應措施消除這些因素對于測試結(jié)果造成的誤差,保證閃點測試的準確性。

        參考文獻:

        [1] GB-T261-2008.閃點的測定-賓斯基·馬丁閉口杯法[S].中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局,中國國家標準化管理委員會,2008.

        [2]高吉.質(zhì)量控制樣品真值確定在車用柴油中閃點檢測的應用[J].計量與測試技術(shù),2013(5):39-40.

        [3]張村,崔存梅.車用柴油閃點測量不確定度評估[J].化工管理,2017(6):36+38.

        [4]侯小靜.如何提高檢驗輕柴油中閃點凝點的準確性[J].中國化工貿(mào)易,2017,9(19):140.

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