汽油实际胶质两种分析方法的比较:汽油实际胶质方法

　　 [摘要] 汽油实际胶质是汽油质量的重要指标,实际胶质的检测有两种标准实验方法,但两种方法是否象教材和标准实验中所说的可以相互替换,值得商榷。 　　[关键词] 实际胶质 形成 影响 因素
　　
　　在现行的高等和中等职业教育的教材中,关于石油产品分析的教材有各种不同的版本。如化学工业出版社出版的《石油产品分析》、中国石化出版社出版的《油品分析》。这些教材对汽油的实际胶质的测定的方法做出了介绍,分别是GB/T509―88标准试验方法和GB/T8019―87标准试验方法。教材对两种方法相互替代性作出了描述:通常,实际胶质的测定允许用GB/T509―88标准试验方法,但仲裁试验必须以GB/T8019―87标准试验方法测定的结果为准。就是说在一般情况下,两种方法可以替代。在GB/T8019―87标准试验方法的备注中也明确地提出相同的说法。通过对大量的检测结果的分析,我认为这点说法值得商榷。
　　一、汽油中实际胶质的形成
　　汽油实际胶质是评价汽油安定性的重要质量指标之一。安定性好的汽油,在储存和使用过程不会发生明显的质量变化。安定性差的汽油则会发生明显的质量变化,汽油易被氧化,生成酸性物质和胶状物质及不溶性沉渣。汽油实际胶质含量过多,会造成发动机不能正常工作,例如:油路阻塞、气门关闭不严、积碳增加、因积碳而点火不良、降低功率等。
　　油品形成胶状沉淀的原因比较复杂,一般认为是油品中的不安定组分在光照、氧气、高温和金属催化条件下,发生氧化、聚合、缩合等反应造成的。尤其是油品中的含硫、氧、氮的化合物越多,形成胶状沉淀的可能越大。其中,硫的影响最大,同时存在戊二烯、吡咯,则更易形成胶状沉淀。汽油中形成的胶状物质主要是由烯烃,特别是二烯烃、烯基苯、硫酚、吡咯等组成。
　　在汽油中形成的胶质可分为三类:第一种是不可溶胶质或称成为沉渣,以沉淀的形式存在于汽油中,可通过过滤的方法分离;第二种是可溶性胶质,其均匀地溶解于汽油中,但其沸点较高不易挥发,可通过蒸发的方法将高沸点的胶质残留下来,实际胶质的测定就是用这种方法;第三种是黏附胶质,是指黏附在容器器壁上的那部分胶质,与不溶性胶质共存,但不容于有机溶剂。以上三种称为总胶质。
　　实际胶质是指在试验条件下测得的航空汽油、喷气燃料的蒸发残留物或车用汽油蒸发残留物中不溶于正庚烷的部分,以mg/100mL表示。实际胶质是用于评定汽油和喷气燃料在发动机中生成胶质的倾向、判断燃料储存安定性的重要指标。汽油实际胶质的标准试验测定方法,是用简单模拟试验来测定胶状产物含量,用于预测汽油发生氧化变质的倾向,在一定程度上反映了燃料在发动机中燃烧的“实际”情况,因此称为实际胶质。
　　二、实际胶质标准试验方法的简单介绍
　　GB/T509―88标准试验方法《发动机燃料实际胶质测定法》:将两份装有25ml式样的玻璃烧杯置于测定装置中油浴器或金属块浴的凹槽内,将加热温度控制在150±3℃内,空气流速在55±5(L/min)内。用流速稳定的热空气吹扫液面,直至轻组份挥发完毕,杯中剩余的残渣即为实际胶质,冷却、称重,以100ml式样所含实际胶质表示,其计算公式为:X=100×(M2+M1)/25.公式中各字符的含义为:X―100ml试样所含实际胶质的含量,单位mg;M2―胶质和烧杯的质量,单位mg;M1―烧杯的质量,单位mg;25―试样体积,单位ml。
　　GB/T8019―87标准试验方法《车用汽油和航空燃料实际胶质测定法(喷射蒸发法)》:将两份装有25ml式样的玻璃烧杯置于测定装置中油浴器或金属浴的凹槽内,将加热温度控制在160～165℃内,空气流速在60±9(L/min)内。用流速稳定的热空气吹扫液面,直至轻组份挥发完毕,再测定未挥发试样残渣的质量,以100ml式样所含实际胶质表示。此时测定的是未洗胶质(即实际胶质和不挥发性添加剂组分总量)。实际胶质的测定必须将所得试样残渣用正庚烷抽提再进行检测。其计算公式与GB/T509试验方法相同。
　　影响实际胶质测定因素有以下几个方面:
　　与温度的控制有关。温度过高,胶质生成速度加快,检测结果偏高。温度过低,试样无法蒸干,结果也偏高。
　　与气流速度有关。开始时气流速度大,汽油会飞溅到外面,检测结果偏低。如果气流速度始终都偏小,则结果偏大。
　　与装汽油样品的容器有关。如果样品用金属容器盛装,特别是铜制容器,会催化含硫量高的样品生成胶质,结果偏高。一般用玻璃器皿盛装样品。
　　与空气净化有关。一般经过压缩的气体,有可能含有润滑油,在测定温度下难以挥发,检测结果偏高。因此,空气流需经过滤,同时出去水分和铁锈等杂质。
　　与恒重操作有关。尽可能使天平室内温度和湿度保持一致。恒重烧杯时,前后冷却和称量时间保持相同,以免发生大的偏差。
　　三、标准试验方法之间的比较
　　GB/T509―88标准试验方法和GB/T8019―87标准试验方法之间的不同在于:加热温度不同,空气的流速不同,还有,前者蒸发完之后直接称量实际胶质的重量,而后者蒸发完之后还需用正庚烷抽提,再称量实际胶质的重量。那么,有这些不同之后,是否还像教材和国家标准所说:通常,实际胶质的测定允许用GB/T509―88标准试验方法,但仲裁试验必须以GB/T8019―87标准试验方法测定的结果为准。这句话可以这样理解:如果不是仲裁试验,那么对同一个样品两种方法都可以用,结果相差不会太大,否则不会两种方法都可以用。实际情况是否如此呢?
　　从不同厂家和加油站随机抽取93�汽油样品共十组,严格按国家标准试验方法的操作规程对十组样品分别用两种方法进行检测其结果如下:
　　由试验检测结果看出,对于同一个样品用不同的试验方法却得到两个相差悬殊的结果。根据国家标准规定汽油实际胶质的含量超过5mg/100ml即为不合格产品。十个样品中只有一个样品被两个方法判为不合格,且数据相差较大。其余九个样品经GB/T8019―87标准试验方法检测均为合格,但经GB/T509―88标准试验方法检测却都不合格,而且数据相差较大。为什么同一样品用不同的方法却得到两个截然相反的结果?主要原因就是因为GB/T8019―87标准试验方法检测实际胶质需要用正庚烷抽提,经抽提后,汽油中所添加的不挥发添加剂被清洗走。用GB/T509―88标准试验方法检测实际胶质是没有正庚烷抽提这个步骤的,因此不挥发性的添加剂被当作实际胶质一起称量,检测结果就会比GB/T8019―87检测的结果要大很多。在什么时候两种方法可以互相代替呢?只有汽油中不加入难挥发的添加剂,或加入的添加剂易挥发,同一样品就可以用两种方法检测。以上的十组结数据是随机抽样检测的结果,并不能因此就认为这个结果具有普遍性。那么,汽油中添加不挥发性添加剂是否是一个普遍现象呢?
　　通过对新疆地方炼油产品质检中心了解得到了相同的结果。质检中心每年检测汽油实际胶质超过一百批次,其样品来自于不同的地方和厂家。对三年内的样品检测结果查阅后发现,三百多批次的样品中,只有两例样品的未洗胶质和实际胶质的重量是大致相同的,也就是说只有这两个样品用GB/T509―88和 GB/T8019―87检测可能会得到相同的结果。其余的样品未洗胶质和实际胶质的重量都相差悬殊,用两种检验方法检测只会得到相反的结果。
　　由于现有的市面上流通的汽油几乎都添加不挥发性的添加剂,对其质量指标进行检测时,实际胶质这项指标的检测用GB/T8019―87标准试验方法检测是比较合适的。教材所说的:通常,实际胶质的测定允许用GB/T509―88标准试验方法,但仲裁试验必须以GB/T8019―87标准试验方法测定的结果为准,以及标准试验中的相同描述应做出适当修改。
　　参考文献:
　　[1]程玉明,方家乐.油品分析.
　　[2]王宝仁,孙乃有.石油产品分析.
　　[3]发动机燃料实际胶质的测定(GB/T509―88).
　　[4]车用汽油和航空燃料实际胶质测定法(GB/T8019―87).
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