石油產(chǎn)物指標(biāo)知識

1、對于燃料油，我們經(jīng)常會見到諸如180cSt、380cSt這樣的分類。這里我們對所有油品經(jīng)常會 用到的各項(xiàng)指標(biāo)做簡單的介紹。cSt 為 Centistoke（厘海）的縮寫，cSt 是運(yùn)動粘度（Kinemetic Viscosity）單位“淹”（Stoke） 的百分之一，簡寫cSt。粘度（VISCOSITY）是油品流動性的一種表征，它反映了液體分子在運(yùn)動過程中相互 作用的強(qiáng)弱，作用強(qiáng)（粘度大），流動難。石蠟基型原油含烷烴成份較多，分子間力的作用 相對較小，粘度較低，環(huán)烷基原油含脂環(huán)、芳香烴較多，粘度一般較大。但需注意的是油品 的流動性并非單決定于粘度，它還與油品的傾點(diǎn)（或凝點(diǎn)）有關(guān)。流體的粘度明顯

2、受環(huán)境溫度的影響（壓力也有一定影響，但一般可忽略不計），這種影 響也是通過分子間的相互作用來實(shí)施的：通常的概念是溫度升高流體體積膨脹，分子間距離 拉遠(yuǎn)，相互作用減弱，粘度下降；溫度降低，流體體積縮小，分子間距離縮短，相互作用加 強(qiáng)，粘度上升。由于粘度與溫度關(guān)系密切，因此任何粘度數(shù)據(jù)都需注明測定時的溫度。通常 在低溫區(qū)域溫度對粘度的效應(yīng)尤其顯著。粘度的測定方法，表示方法很多。在英國常用雷氏粘度（Redwood Viscosity），美國慣 用賽氏粘度（Saybolt Viscosity），歐洲大陸則往往使用恩氏粘度（Engler Viscosity），但各國 正逐步更廣泛地采用運(yùn)動粘度（Kine

3、metic Viscosity），因其測定的準(zhǔn)確度較上述諸法均高， 且樣品用量少，測定迅速。各種粘度間的換算通?？赏ㄟ^已預(yù)先制好的轉(zhuǎn)換表查得近似值。粘度對于各種油品都是一重要參數(shù)。內(nèi)燃機(jī)及噴氣發(fā)動機(jī)燃料的汽化性能、鍋爐用燃料 霧化的好壞均直接與各油品的粘度相關(guān)，而油品的輸送性能亦與粘度有密切關(guān)系。由于粘度 在油品實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出的重要性，因此不少油品，諸如殘渣燃料油、某些潤滑油等往往以 粘度作為其分級的依據(jù)。此外通過對使用過程中的潤滑油的粘度的測定更可提供該油品是否 已經(jīng)變質(zhì)而需加以更換的信息。運(yùn)動粘度（KINEMETIC VICOSITY） u是油品的動力粘度（Dynamic Viscosi

4、ty） n與同 溫度下的油品密度P之比：u =n /p單位，淹（Stoke）=厘米2/秒，通常以其百分之一一一厘淹cSt表示。具體是測定一定量的試樣在規(guī)定的溫度下（如40，50C ）流過運(yùn)動粘度計之毛細(xì)管 所需要的時間“秒”，然后乘以該粘度計之標(biāo)定常數(shù)即得該試樣粘度cSt。運(yùn)動粘度的優(yōu)點(diǎn)是樣品用量小，測試速度快，更主要是準(zhǔn)確度大大高于其它測定法（雷 氏、賽氏等），因此應(yīng)用日趨普遍。動力粘度是面積各為1厘米2并相距1厘米的兩層液體，當(dāng)其中一層以1厘米/秒的速 度與另一層液體作相對運(yùn)動時所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力，單位“泊”（Poise），其百分之一即厘泊 （CP）。賽氏粘度（SAYBOLT VISCOSI

5、TY）是一定量的試樣，在規(guī)定溫度（如100OF，122 OF 或210 OF）下，從賽氏粘度計流出的60毫升所需要的時間，單位秒。賽氏粘度有賽氏通用粘度（Saybolt Universal，常用SSU表示）及賽氏重油粘度（Saybolt Furol，常用SSF表示）之分，兩種粘度計的差別主要在于試樣流出孔的口徑上，賽氏通用 粘度計之孔口徑較小，重油粘度計較大。一般當(dāng)以賽氏通用粘度計測得之流出時間超過2000 秒時，則改用賽氏重油粘度計。數(shù)值上SSF約等于SSU的十倍。賽氏粘度在美國等地被廣泛采用。雷氏粘度(REDWOOD VISCOSITY)是一定量的試 樣在規(guī)定溫度(100OF)下，從雷氏粘

6、度計流出50毫升所需要的時間，單位(秒)。雷氏粘 度分雷氏1號，Redwood No.1 (簡寫RW I)及雷氏2號，Redwood NO.2 (簡寫RWII)。 當(dāng)測得的RW I超過2000秒時，改用RWII測定。數(shù)值上RWII等于RWI的10倍。雷氏粘度在英國被廣泛應(yīng)用，由于規(guī)定之準(zhǔn)確度較差，已逐步被運(yùn)動粘度(KinemeticViscosity)所取代。密度(DENSITY)為油品的質(zhì)量(Mass)與其體積的比值。常用單位克厘米3、 千克/米3或公噸/米3等。由于體積隨溫度的變化而變化，故密度不能脫離溫度而獨(dú)立存在。 為便于比較，西方規(guī)定以15C下之密度作為石油的標(biāo)準(zhǔn)密度。閃點(diǎn)(FLAS

7、H POINT)是油品安全性的指標(biāo)。油品在特定的標(biāo)準(zhǔn)條件下加熱至某一溫 度，令由其表面逸出的蒸氣剛夠與周圍的空氣形成一可燃性混合物，當(dāng)以一標(biāo)準(zhǔn)測試火源與 該混合物接觸時即會引致瞬時的閃火，此時油品的溫度即定義為其閃點(diǎn)。其特點(diǎn)是火焰一閃 即滅，達(dá)到閃點(diǎn)溫度的油品尚未能提供足夠的可燃蒸汽以維持持續(xù)的燃燒，僅當(dāng)其再行受熱 而達(dá)到另一更高的溫度時，一旦與火源相遇方構(gòu)成持續(xù)燃燒，此時的溫度稱燃點(diǎn)或著火點(diǎn) (Fire Point 或 Ignition Point)。雖然如此，但閃點(diǎn)已足以表征一油品著火燃燒的危險程度，習(xí)慣上也正是根據(jù)閃點(diǎn)對危 險品進(jìn)行分級。顯然閃點(diǎn)愈低愈危險，愈高愈安全。通常愈是輕質(zhì)的油品

8、閃點(diǎn)愈低，反之愈 高。只要條件許可，一切操作均宜在低于閃點(diǎn)的溫度下進(jìn)行，但并非所有油品均能滿足這一 要求，汽油與石油氣之所以特別危險，因前者之閃點(diǎn)一般在零下三、四十度，而石油氣更遠(yuǎn) 低于汽油，因此常溫下即是遠(yuǎn)高于它們閃點(diǎn)的條件下操作。另外，值得注意的是原油，因它 包括各輕質(zhì)組分，閃點(diǎn)一般較低。在油品的使用過程中，閃點(diǎn)也有重要意義，譬如，若發(fā)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)油閃點(diǎn)有顯著下降，說 明該潤滑油已受燃料的稀釋，而需及時處理更換等等。閃點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)測定法很多，不同的方法適應(yīng)不同的要求，通?？纱址譃閮深愐灰婚]口杯法 (Closed Cup)及開口杯法(Open Cup)，前者主要用于測定輕質(zhì)油品的閃點(diǎn)，后者多用于 重

9、質(zhì)油品，但是閉口杯法僅能測閃點(diǎn)，而開口杯法除閃點(diǎn)外尚可測定著火點(diǎn)。同一樣品由不 同方法測得的閃點(diǎn)會有差別，譬如由ABLE法測得的數(shù)據(jù)可比TAG法低23C。傾點(diǎn)(POUR POINT)，一油品尚能流動的最低溫度稱為傾點(diǎn)。單位為C或oF。隨著外界溫 度的下降，油品的流動變得愈來愈困難，最終甚至于“喪失”流動性。對于石油而言，其低 溫下的流動性通常同時取決于兩個因素：一是粘度隨溫度下降而增高，一是油品中原來呈溶 解狀態(tài)的石蠟分子因溫度下降而以固體結(jié)晶析出。但對于環(huán)烷基型的石油，其低溫下流動性 的“喪失”主要決定于前一因素。平時所謂的傾點(diǎn)多指因蠟質(zhì)析出而剛要使油品“喪失”流 動性的那個溫度，因此又稱為

10、“含蠟傾點(diǎn)(Waxy Pour Point)”。傾點(diǎn)愈高自然低溫下的流動性愈差。但是由實(shí)驗(yàn)室小樣測得的傾點(diǎn)數(shù)據(jù)并不能真正代表 如儲油罐中大量油品的實(shí)際傾點(diǎn)，事實(shí)上后者要低得多。而且對于石蠟基型石油只要以機(jī)械 的方法破壞了蠟的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，即使在低于傾點(diǎn)的某一段溫度范圍內(nèi)仍可順利流動。為改善油品的低溫流動性，尚可添加適量傾點(diǎn)下降劑(Pour Point Depressants)o至于環(huán)烷基型石油的傾點(diǎn)，在概念上與“含蠟傾點(diǎn)”不同，有人特稱之為“粘度傾點(diǎn) (Viscosity Pour Point)”，這種油品不能通過機(jī)械的作用獲得低于傾點(diǎn)的流動性。由于傾點(diǎn)是油品低溫流動性的一種指示，因此在油品輸送上

11、有著實(shí)際的重要意義。殘?zhí)?CARBON RESIDUE)是殘渣燃料油(Residual Fuel Oil)及柴油燃料油潤滑油等規(guī)格 指標(biāo)之一。是指一定量的油品試樣在無空氣補(bǔ)充的條件下受熱，油品經(jīng)高溫分解、聚合及焦 化后所留下的不揮發(fā)殘渣，其重量占試樣重量的比值稱為該油品的殘?zhí)苛?，以重量百分?jǐn)?shù)(wt%)表示。由上述定義可知，所謂殘?zhí)砍嬲奶假|(zhì)成份外實(shí)質(zhì)上尚包括有灰份(Ash)，故加有 添加劑或灰份含量較多的油品(尤其是潤滑油)所得殘?zhí)苛恳话憔?。油品的組成對殘?zhí)苛坑兄苯佑绊?，一般石蠟基型石油殘?zhí)苛枯^低，環(huán)烷基型石油則較高， 直餾油品殘?zhí)苛康?，裂化油品高，輕質(zhì)油品如汽油、煤油等幾乎測不出殘?zhí)浚?/p>

12、而重質(zhì)油品如 殘渣燃料油，殘?zhí)苛靠筛哌_(dá)10%乃至15%o一般多以所用之試樣總量為基礎(chǔ)計算殘?zhí)苛?，但輕柴油等較輕質(zhì)油品所含殘?zhí)枯^少， 因此亦常先進(jìn)行試樣的蒸餾，待蒸去90%后，對留下的10%蒸余物進(jìn)行殘?zhí)繙y試，結(jié)果則 報為基于 10% 蒸余物之殘?zhí)?Carbon Residue On 10% Residum) o從一油品所含的殘?zhí)苛看笾驴赏茢嘣撚推吩谑褂眠^程中產(chǎn)生結(jié)炭(焦)的傾向，但這關(guān) 系并不是絕對的；此外該值亦可作為柴油、潤滑油之基礎(chǔ)油等精制程度的一種間接指標(biāo)。目前通用的殘?zhí)繙y試法有兩種：一為康氏法(Conradson Carbon Test)，另一為后期發(fā)展 起來的蘭氏法(Ramsbott

13、om Carbom Test)。目前不少規(guī)格仍以康氏測定的結(jié)果為指標(biāo)，但蘭 氏法測得之?dāng)?shù)據(jù)較準(zhǔn)確?；曳?ASH)是中、重質(zhì)油品包括潤滑油的規(guī)格指標(biāo)之一。油品經(jīng)燃燒后，油品中的不可燃 物質(zhì)所形成的殘渣即稱灰份，其重量占試樣重量的百分比即為該油品的灰份含量。燃料型石油產(chǎn)品中的灰份或是來自原油，或是由加工過程中引入，或來自外界雜質(zhì)的污 染。正常情況下，原油經(jīng)加工后，灰份主要集中于殘渣燃料油等重質(zhì)油品之中，中質(zhì)油品中 也可能少量存在。從組成看，構(gòu)成灰份的主要是一些無機(jī)化合物。視油源的不同這些灰份可 以包括鉛、鈣、鐵、鎂、鎳、鈉、硅、釩等的化合物，其它金屬亦可能存在，但含量微不足 道?；曳輰τ谌剂闲陀推?/p>

14、有弊無利，如某些類型的灰份對于燃燒器噴嘴、泵部件、閥門以及 精密的控制元件等有磨蝕作用；在高溫高壓下更對金屬產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕。一些熔融態(tài)灰份，尤 其是鈉、釩的化合物會被爐內(nèi)之多孔耐火材料表面所吸附而導(dǎo)致耐火材料的熔蝕崩裂，有些 灰份更會積聚在鍋爐加熱管表面而致使傳熱惡化。對于玻璃及陶瓷工業(yè)，若所用之燃料中含 有釩、鐵等組份更會引致產(chǎn)品起麻點(diǎn)及變色。另外，對于柴油燃料，灰份是造成發(fā)動機(jī)沉積及產(chǎn)生過度磨損的原因之一。因此對于燃料型石油產(chǎn)品灰份愈少愈好，但潤滑油的灰份則有所不同。對不加添加劑的 潤滑油，灰份表示基礎(chǔ)油的精制及潔凈程度，自然亦是愈少愈好;而對加有高灰份添加劑(如 磺酸鹽等)者，則灰份標(biāo)示著

15、添加劑加入量的多少而需控制一定數(shù)值以保證有足夠的添加劑 存在。因此，灰份的測定在潤滑油中具有特殊重要的意義，它往往可充當(dāng)品質(zhì)“監(jiān)視”的角 色一一在潤滑油調(diào)配過程中可賴以觀察有無異?，F(xiàn)象發(fā)生;對于用過之潤滑油可藉以判斷是 否還可使用抑需廢棄更換等等。潤滑油規(guī)格上尚廣泛采用硫酸化灰份(Sulfated Ash)主要 是令結(jié)果有更好的重復(fù)性，提高測定的準(zhǔn)確度。硫含量(SULFUR CONTENT)，在石油的組分中除碳、氫外，硫是第三個主要組分， 雖然在含量上遠(yuǎn)低于前兩者，但是其含量仍然是很重要的一個指標(biāo)。常見的原油其含硫量多 在0.2%至5%之間，但也有極個別含硫量高達(dá)7%者，一般含硫低于1%者列為

16、低硫原油， 高于1%者為高硫石油。石油中有游離態(tài)的硫存在，但大多以硫化物和硫化氫、硫酸、硫醚、二硫化物及環(huán)狀硫 化物等存在。原油經(jīng)加工后，硫的分布隨餾分的沸點(diǎn)而遞增，因此輕質(zhì)餾分中含硫少，原油 中7080%的硫均集中到較重餾分如柴油特別是殘渣燃料油中。輕質(zhì)餾分中硫多以硫醇、硫 醚等存在，因此如航空燃料等的規(guī)格中除對總硫量有限制外尚規(guī)定了硫醇性硫的允許含量。硫的存在是造成石油及其產(chǎn)品腐蝕設(shè)備的主要根源，隨燃燒而生成的二氧化硫是污染大 氣的主要因素，同時硫亦是造成油品惡臭及變色的原因之一，此外尚易令石油加工中所用的 催化劑中毒，影響潤滑油添加劑的效果、令汽油的感鉛性降低(即不易通過加鉛提高其辛烷

17、值)。因此脫硫精制已成為目前石油加工中的一項(xiàng)重要過程。但并非任何情況下硫都是有害的，有些油品如雙曲線齒輪油就規(guī)定了含硫量不低于 1.5%，因發(fā)現(xiàn)某些硫化物能增強(qiáng)該潤滑油油膜的堅固性，且還可充作抗腐蝕之添加劑?？偭蛄康臏y定法很多，目前輕質(zhì)餾分(如汽油、航空煤油、煤油)中的硫多采用燃燈法， 近期更發(fā)展了乂一射線光譜分析法及氫氧燃燈法，后者并可用于石油氣，中質(zhì)餾分油、燃料 油等則多用石英管燃燒法(西方1976年起已不再繼續(xù)使用)、氧彈法，而近期還廣泛采用簡 易三角瓶燃燒法等。水份及沉積物(WATER AND SEDIMENT)，原油及中、重質(zhì)油品質(zhì)量指標(biāo)之一，亦稱 BSW (Bottom Sedim

18、ent And Water)。原油中的水份及沉積物一般來源于運(yùn)輸過程以及鉆井開采時所用之泥漿，而油品則主要 來自儲運(yùn)及加工過程。原油中的水分及沉積物往往為加工煉制帶來麻煩，沉積物會堵塞、磨損甚至腐蝕設(shè)備，而水份的存在有時是引起蒸餾產(chǎn)生液泛（蒸餾塔沖油）的主要原因。而石油產(chǎn)品中的水份， 輕則造成火焰的迸散、逆燃（Flash-Back），重則完全中斷燃燒而造成熄火；至于沉積物是 造成燃燒器噴嘴堵塞，引起噴嘴及敏感部件磨蝕的原因之一，且由于燃燒的不正常導(dǎo)致熱量 損失而大大降低熱效率。石油中的水與沉積物通常都與淤渣（Sludge）并存，但在本質(zhì)上兩者完全不同，前者 基本屬無機(jī)性質(zhì)，而淤渣則基本由有機(jī)化

19、合物組成。水份（Water Content）與沉淀物（Sediment）可分別測定，亦可藉離心法測得一定量試 樣中所含有水與沉淀物總量，單位：體積，但后一測定（尤其是含蠟量較高石油的測定） 宜在加熱條件下進(jìn)行，否則一部份蠟亦被作為沉淀而令測定結(jié)果偏高。水含量（WATER CONTENT）是原油及石油產(chǎn)品重要指標(biāo)之一。石油及其產(chǎn)品中往往會混有一些水份，這些水份除了在儲運(yùn)過程中可能引入外，石油本 身也有一定程度的吸水性，而能從大氣或與水的接觸中吸收并溶解一部份水。石油中水的存在大致有三種形態(tài)：1、懸浮狀，水份以水滴形態(tài)懸浮于油中，多見于粘度及比重比較大的重質(zhì)油，如殘渣燃料 油中，原油中亦有存在。2

20、、乳化狀，水份以極細(xì)的微珠均勻分散于油中，分離困難。3、溶解狀，水份溶解于油中，一般這種形態(tài)存在的水含量極微（如航空燃料中存在的微量 水）。但要去除則也更為困難。石油中的水份無論從哪方面看都應(yīng)視作一有害的雜質(zhì)：1、腐蝕設(shè)備零件。2、由于水蒸發(fā)時要吸收熱量，因此將降低油品的發(fā)熱量。3、惡化油品尤其是輕質(zhì)油品的燃燒過程，并能將所含在水中的溶解的鹽帶入汽缸而造成積 炭，增加汽缸磨損，重質(zhì)油品中若有過量的水份存在更易導(dǎo)致熄火。4、低溫條件下，易結(jié)冰而堵塞燃料管線及過濾器，妨礙乃至中斷對發(fā)動機(jī)的供油。5、加速油品的氧化和膠化。水份測定是將油樣與同體積溶劑如甲苯共蒸餾，由甲苯將油品中的水份帶出，后者占 原

21、試樣的體積比即該試樣的水份含量，單位：體積。沉積物（SEDIMENT）指油品中所有不溶于溶劑（如甲苯）的沉淀物質(zhì)，是中、重質(zhì)油品的規(guī)格指標(biāo)之一。測定原理是將一定量油樣置于一多孔性濾器中，不斷滴入熱溶劑，凡溶于溶劑的成份 均透過濾器而被排走，留下者即不溶于溶劑的沉積物，單位：重量。沉積物往往是一些機(jī)械雜質(zhì)，或由加工過程或由運(yùn)輸、儲存過程中引入，沉積物含量 高，容易堵塞濾器、噴嘴、閥門等，并會引致或加重機(jī)件的磨損。釩含量(VANADIUM CONTENT)：殘渣燃料油中的釩、堿金屬及鐵的化合物當(dāng)燃燒 時會對耐火材料發(fā)生反應(yīng)使之形成流體爐渣，而造成爐膛的嚴(yán)重熔蝕，另外當(dāng)以殘渣燃料油 為燃料時釩及鈉化

22、物的低熔點(diǎn)亦是船用柴油機(jī)之閥件、噴嘴及渦輪鼓風(fēng)機(jī)葉片上產(chǎn)生沉積而 造成嚴(yán)重腐蝕的原因之一。因此燃料油中釩等含量需加控制。蠟含量(WAX CONTENT)是原油質(zhì)量指標(biāo)之一，隨產(chǎn)地不同含量變化很大，例如印 尼China原油含蠟幾近30%，傾點(diǎn)(Pour Point)可高達(dá)45C，而伊拉克的Basrah重質(zhì)原油 需在一30C下方可測得0.9%含蠟量，傾點(diǎn)低達(dá)一40C以下。含蠟量高的原油對操作與泵送 都帶來困難，由其加工所得的餾分油及燃料油傾點(diǎn)頗高，同時在潤滑油精制上需花高成本進(jìn) 行脫蠟。鈉含量(SODIUM CONTENT)，殘渣燃料油中的堿金屬及釩等的化合物，當(dāng)燃燒時會 對耐火材料發(fā)生反應(yīng)，使之形成流體殘渣，而造成爐膛的嚴(yán)重侵蝕。另外，當(dāng)以殘渣燃料油 為燃料時，低熔點(diǎn)的鈉化合物亦是船用柴油機(jī)之閥件、噴嘴及渦輪鼓風(fēng)機(jī)葉片上產(chǎn)生沉積而 造成腐蝕的原因之一，因此對燃料油中的鈉含量需加控制。含鹽量(SALT CONTENT