影响测定车用柴油低温流动性的主要因素

影响测定车用柴油低温流动性的主要因素
赵力英
(内蒙古自治区石油化学工业检验测试所,内蒙古呼和浩特 010010)
  摘 要:本文从柴油种类、牌号等方面介绍测定柴油在测量时影响流动性的主要因素。
关键词:车用柴油;低温流动性;测定
  中图分类号:T E626.24  文献标识码:A  文章编号:1006—7981(2012)23—0077—02
1 柴油种类
用于压燃式发动机(简称柴油机)作能源的石油燃料称为柴油。我国柴油主要分为馏分型和残渣型两类,馏分型柴油柴油燃料即为轻柴油和车用柴油,前者适用于轿车、汽车、拖拉机、内燃机车、工程机械、船舶和发电机组等压燃式发动机;后者主要用于压燃式柴油发动机汽车。残渣型柴油机燃料目前主要用于船用大功率、低速柴油机,故又称为船用残渣燃料油。
2 柴油牌号
我国轻柴油和车用柴油均按凝点不同划分为七个牌号,即为10号、5号、0号、-10号、-20号、-35号和-50号轻柴油或车用柴油。其中,10号轻柴油表示其凝点不高于10℃。轻柴油和车用柴油产品标记由国家标准号、产品牌号和产品名称三部分组成,例如,-10号轻柴油标记为GB252—10号轻柴油;-10号车用柴油的标记为GB/T19147—10号车用柴油。不同牌号的轻柴油、车用柴油适用于不同的地区和季节。残渣型柴油机燃料按100℃时的运动黏度划分牌号,如35.0是指该油品在100℃的运动黏度不小于35.0mm2/s。
3 油品检验标准
3.1 石油产品标准
低温水浴所谓石油产品标准,是指将石油及石油产品的质量规格按其性能和使用要求而规定的主要指标。石油产品标准包括产品分类、分组、命名、代号、品种(牌号)、规格、技术要求、检验方法、检验规则、产品包装、产品识别、运输、存储、交货和验收等内容。我国主要执行中华人民共和国强制性标准(GB)、推荐性国家标准(GB/T)、石油和石油化工行业标准(SH)和企业标准,涉外的按约定执行。我国石油产品标准和石油产品试验方法标准的主管机关是中国石油化工股份有限有限公司石油化工科学研究院。
3.2 试验方法标准
石油产品试验多为条件性试验,为方便使用和确保贸易来往中具有仲裁和鉴定时的法律约束力,必须制定一系列的分析方法标准,即试验方法标准。试验方法标准包括适用范围、方法概要、使用仪器、材料、试剂、测定条件、试验步骤、结果计算、精密度等技术规定。
国家标准在全国范围内统一技术要求而制定的标准,是由国家指定机关制定,颁布实施的法定性文件,石油产品国家标准分为强制性标准和推荐性标准。
需要在全国行业范围内统一技术要求时,要制定行业标准。行业标准由国务院有关行政主管部门制定,并报国务院标准化行政部门备案,如中国石油化工股份有限公司标准用SH。行业标准也分为强制性标准和推荐性标准。
4 柴油低温流动性
4.1 质量要求
油品的低温流动性能是指油品在低温下使用时,维持正常流动,顺利输送的能力。例如,我国“三北”地区冬季气候寒冷,室外发动机或机器的启动温度与环境温度基本相同,流动性差得柴油,往往造成不能靠供油,严重时甚至会使发动机无法工作。
因此,轻柴油和车用柴油要求有良好的低温流动性能,以保证在使用条件下无结晶析出,不堵塞滤清
器,容易泵送,供油正常,发动机易于启动。
4.2 评定指标及意义
油品的低温流动性能是指油品在低温下使用时,维持正常流动,顺利输送的能力,评定车用柴油
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 2012年第23期            内蒙古石油化工
低温流动性的指标主要有凝点和冷滤点。
4.2.1 凝点。石油产品是多种烃类的复杂混合物,在低温下油品是逐渐失去流动性的,没有固定的凝固温度。根据组成不同,油品失去流动性的原因有两种:其一是黏温凝固,对含蜡很少很少或不含蜡的油品,温度降低,黏度迅速增大,当黏度增大到一定程度时,就会变成无定形的黏稠玻璃状物质而失去流动性,这种现象称为黏温凝固,影响黏温凝固的是油品中的胶状物质以及多环短侧链的环状烃;其二是构造凝固,对含蜡较多的油品,温度降低,蜡就会逐渐结晶出来,当析出的蜡形成网状骨架时,就会将液态的油包在其中而失去流动性,这种现象称为构造凝固,影响构造凝固的是油品中高熔点的正烷烃、异构烷烃及带长烷基侧链环状烷。黏温凝固和构造凝固,都是指油品刚刚失去流动性的状态,事实上,油品并未凝成坚固的固体,仍是一种黏稠的膏状物,所以“凝固”一词并不十分确切。
由于油品的凝固过程是一个渐变过程,所以凝点的高低与测定条件有关。油品的凝点(或称凝固点)是指油品在规定的条件下,冷却至液面不移动时的最高温度,以℃表示。
凝点是油品完全失去流动时的温度,我国轻柴油和车用柴油按凝点划分牌号,如-10号车用柴油,其凝点不高于-10℃,余此类推,不同地区和气温下,应选用不同牌号的油品。
油品凝点的高低与其化学组成密切相关。当碳原子数相同时,柴油以上馏分的各类烃中,通常正构烷烃熔点最高,带长侧链的芳烃、环烷烃次之,异构烷烃则较小,因此石蜡基原油直馏柴油的凝点要比环烷基原油直馏柴油高的多。凝点较高的柴油中掺入裂化汽油也可以明显降低其凝点,如凝点为-3℃的直馏柴油按1:1的比例掺入-6℃的催化裂化柴油,其调和凝点为-14℃。
4.2.2 冷滤点。在规定条件下,柴油试样在60s内开始不能通过过滤器20m l时的最高温度,称为冷滤点,以℃(按1℃的整数倍)表示。
对柴油而言,并不是在失去流动性时才不能使用的,大量的行车及冷启动试验表明,其最低极限使用温度是冷滤点。冷滤点测定仪是模拟车用柴油在低温下通过滤清器的工作状况而设计的,因此冷滤点比凝点更能反映车用柴油的低温使用性能,它是保证车用柴油输送和过滤性的指标,并且能正确判断(降凝剂)量,一般冷滤点比凝点高2~6℃,而添加了降凝剂的柴油其冷滤点可比凝点高10~15℃,最高者可达30℃。
为保证柴油发动机正常工作,规定轻柴油和车用柴油要在高于其冷滤点5℃的环境温度下使用。
4.3 测定方法
4.3.1 凝点。柴油凝点的测定按GB/T510《石油产品凝点测定法》进行。该标准方法适用于测定深石油产品及润滑油的凝点。
测定时将试样装入规定的试管中,按规定条件预热到50±1℃,在室温中冷却到35℃±5℃,然后将试管放入装好冷却剂的容器中,当试样冷却到预期的凝点时,将浸在冷却剂中的试管倾斜45°,保持1min,观察液面是否移动。然后,从套管中取出试管重新将试样预热到50±1℃,按液面有无移动的情况,用比上次试验温度低或高4℃的温度重新测定,直至能使液面位置静止不动而提高2℃又能使液面移动时,则取液面不动的温度作为试样的凝点。
凝点的测定常用半导体制冷石油分析仪,这类仪器具有体积小、重量轻、无污染、无噪音、无磨损、可连续工作等特点,是油品检测的理想仪器。
4.3.2 冷滤点。柴油冷滤点的测定按SH/T0248《馏分燃料冷滤点测定法》进行,该标准参照采用IP 309/98《馏分燃料的冷滤堵塞点》。
测定冷滤点时,先将45m l清洁的试样注入试杯中,水浴加热到30℃±5℃,再按规定条件冷却,当试
样冷却到比预期冷滤点高5~6℃时,以1.96kPa (200mm H2O)压力抽吸,使试样通过规定的过滤器20ml时停止,同时停止秒表计时,继续以1℃的间隔降温,再抽吸。如此反复操作,直至60s内通过过滤器的试样不足20ml为止,记录此时的温度,即为冷滤点。
4.4 影响测定的主要因素
预热条件和冷却速率是影响凝点、冷滤点测定时的主要因素。不同预热条件和冷却速度下,石蜡在油品中的溶解程度、结晶程度、晶体结构及形成网状骨架的能力均不同,可致使测定结果出现明显误差。因此,试验时只有严格遵守操作规程,才能得到正确的具有可比性的数据。
[参考文献]
[1] 王宝仁,胡伟光.油品检验技术[M].北京:化
78内蒙古石油化工          2012年第23期 

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