油品饱和蒸气压的测定

2015-12-26  来自: 鹤壁市瑞普仪器仪表有限公司 浏览次数:797

    油品的蒸发性能主要通过馏程、饱和蒸气压等指标来评定,可用来预侧汽油、喷气燃料和柴油等内燃机燃料能否正常燃烧及发动机工作状况,判断油品贮运中的蒸发损失倾向和着火安全性,以及确定合理的原油加工方案。

一、基本概念

1.纯物质蒸气压

    纯物质蒸气压是在某一温度下,液体自行蒸发产生蒸气,当液体同其液面上的蒸气处于平衡状态(单位时间内气化和凝结的分子数相等)时,平衡蒸气产生的压力称为该液体在该温度下的饱和蒸气压,简称蒸气压,单位kPa。纯物质的蒸气压只与物质本身和温度有关,与气相、液相的组成无关。因此,纯物质蒸气压仅是温度的函数。

2.石油馏分蒸气压

    石油馏分均为混合烃,其蒸气压等于各组分单独存在时的蒸气压与相应组分在平衡液相中的分子分率的乘积之和,即遵从拉乌尔定律和道尔顿分压定律。石油馏分蒸气压不仅与温度有关,还与油品的性质和组成浓度有关。其不仅是温度的函数,也是油品气化率的函数,石油馏分的蒸气压随油品气化率的增大而升高。

3.雷德蒸气压

    由于油品化学组成过于复杂。故采用条件试验---雷德法测定。在雷德法蒸气压测定仪RP-8017中,液体燃料与其平衡的蒸气体积之比为1:4,在规定温度时所测得的由燃料蒸气产生的压力(kPa)称为雷德蒸气压。

二、饱和蒸气压的形成

    在敞口容器中,液体因为分子本身的热运动和空气的流动,从中逸出的蒸气分子会逐渐扩散到周围空间去,如果扩散速度大于凝结速度,液体就会不断地汽化,直至蒸干为止。在密闭容器中,液体由于蒸发的缘故,液面上空间的蒸气分子会逐渐聚积在容器内的蒸气层中。蒸气分子在不断地运动,有一部分由于撞击其他分子或器壁而返回到液体中。因此,在同一时间内,一部分液体分子蒸发变成气体,一部分气体分子碰撞后又凝成液体。在开始一段时间内,变成气体的分子多于凝成液体的分子,随后凝成液体的分子数逐渐增多,达到某一阶段,即当蒸发变成气体的分子数与返回变成液体的分子数恰好相等时,容器中的液相与气相就保持相对平衡(动态平衡简称动平衡),称之为饱和状态,此时液面上的蒸气称之为饱和蒸气;而在气液两相未达到动平衡时液面上的蒸气称为不饱和蒸气。

三、影响油品饱和蒸气压的因素

    石油馏分是各种烃类的复杂混合物,其蒸气压不仅与温度有关,还与油品的组成有关。油品含轻组分越多,饱和蒸气压越高。在一定温度下,油品的馏分越重,饱和蒸气压越小,而油品的组成是随汽化率不同而改变的。在一定量的油品汽化过程中,由于气相中轻组分含量多,因此当汽化率增加时,则液相组成逐渐变重,其蒸气压不断降低。

四、测定油品饱和蒸气压的意义

    蒸气压是表示油品蒸发性能、启动性能、生成气阻的倾向及贮存时损失轻馏分多少的重要指标之一。

1.判断发动机燃料挥发性的大小

    发动机燃料的饱和蒸气压越大,则挥发性也越大,所含的低分子烃类也越多,易汽化,与空气混合也越均匀。从而使进入汽缸内的混合气燃烧得越完全,保证发动机顺利工作;同时减少机件磨损,降低耗油量。

2.判断发动机燃料在使用时有无形成气阻的倾向

    发动机燃料的饱和蒸气压越大,用于发动机时,形成气阻的倾向就越大。车用汽油的蒸气压超过规定数值时,易在输油管中形成气阻,从而会因不进油使发动机不能正常工作。在内燃机中使用时,过高的蒸气压容易在供油管路中形成气阻,使供油不足或中断,会造成发动机功率下降甚至停止运转。因此,对车用汽油及航空煤油都有其限制指标。

3.判断发动机燃料贮存和运输时的损失

    油品含轻组分越多,其饱和蒸气压越高,在储存运输和使用过程中蒸发损失也越大。当贮存、灌注及运输汽油时,轻质馏分总会有损失,根据汽油饱和蒸气压可判断出轻质馏分的损失程度。汽油的蒸气压越大,在贮存时的蒸发损失也越大。这不仅造成损失大,还污染环境,而且增大了着火的危险性。

4.判断发动机燃料启动性能的好坏

    蒸气压过低会影响油料的启动性能并减少了燃烧性能良好的轻组分。因此根据不同的季节分别规定了对蒸气压的要求(例如国家汽油标准就分别规定了冬季和夏季的蒸气压指标)。


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