液體油品密度測定及其影響因素的探討

摘 要：密度是原油的一項最基本而重要的性質參數， 在我國的國家標準中， 規定了兩種測量石油產品密度的方法， 即密度計法和比重瓶法。由于密度計法比較簡便并且準確， 所以得到了比較普遍的應用， 密度計法的國家標準是GB/T 1884- 2000 石油和液體石油產品密度測定法（ 密度計法） 。

關鍵詞：液體油品；密度；測量溫度

原油及油品的密度在生產和儲運中有重要意義，比如，在原料及產品的計量以及煉油裝置的設計等方面，在油品質量管理和檢驗過程中， 密度是一項基本而重要的指標，它既是判斷油品品質合格與否的標志， 又是計算質量的依據，有的石油產品如噴氣燃料，在質量標準中對其密度也有嚴格要求，在油品的生產和銷售中，密度更是具有不可忽視的意義，只有保證石油產品貿易中的密度計量的準確性，才能更好的維護貿易雙方的合法權益。但原油是多種烴類的混合物， 不同條件下組成和性質會發生變化從而導致密度的變化。本文主要通過對油品密度介紹，探討在工作過程中，影響密度測定結果準確性的主要因素。

1 液體石油密度測定的檢定依據及方法

1.1 液體石油密度的檢定依據

測定液體石油產品密度的方法有密度計法和密度或相對密度法兩種。用密度計法測定液體石油產品密度是按GB/T1884—2000《原油和液體石油產品密度實驗室測定法（密度計法）》標準試驗方法進行的，該方法等效采用國際標準ISO3675—1998，該方法的理論依據是阿基米德原理。密度或相對密度測定法測定石油產品密度是按照GB/T1337—92《原油和液體或固體石油產品密度或相對密度測定法（毛細管塞比重瓶和帶刻度雙毛細管比重瓶法）》標準試驗方法進行的。

1.2 液體石油密度的測量方法：

根據GB/ T 1884- 2000 原油和液體石油產品密度實驗室測定法（ 密度計法）的規定：將試樣加熱到使它能充分地流動，但溫度不能高到引起輕組分的損失，或低到試驗中的蠟析出，將試樣轉移到溫度穩定、清潔的密度計量筒中， 除去氣泡， 將裝有試樣的量筒垂直放在沒有空氣流動的地方。并用合適的溫度計或攪拌棒作垂直旋轉運動攪拌試樣， 使整個量筒中試樣的密度和溫度達到均勻， 記錄試樣溫度， 取出溫度計或攪拌棒， 把合適的密度計放入試樣中， 達到平衡時放開， 讓密度計自由地漂浮， 待密度計在試樣中基本靜止后， 用手再輕輕按密度計使其下沉， 但應注意按下密度計的干管不應超過兩個最小分度， 否則干管上多余的液體會影響讀數， 然后放開密度計， 當其再次平衡后， 讀取密度計刻度值并記錄，然后立即小心地取出密度計， 并用溫度計垂直地攪拌試樣， 再次記錄試樣溫度， 如果這個溫度與開始試驗溫度相差大于0. 5℃ ， 應重新讀取試樣密度與溫度值， 直到溫度變化穩定在0. 5℃以內。

1.3 液體石油密度計測量注意事項：

1.3.1 在整個試驗期間，環境溫度變化應不大于2℃，當環境溫度大于±2℃時，應使用恒溫浴，以免溫度變化太大。

1.3.2 測量油品密度時， 要使用SY--I型或相當精度的密度計，溫度計應用經檢定合格的分度值為2 ℃ 的全浸式水銀溫度計。

1.3.3 在測定汽油、煤油、柴油等輕質油品密度時，大多在室溫下測量，試樣和量筒兩者溫度基本一致， 密度計在試樣中停留短時間就可平衡。但當測定中低揮發性試樣， 尤其是凝固點高的原油時，要在確保試樣被加熱到具有足夠流動性的溫度條件下，要讓密度計在試樣中停留足夠長的時間，以保證密度計達到穩定和平衡，讀數時要除去所有氣泡。

1.3.4 所選量筒內徑至少比密度計外徑大25mm，高度應使密度計在試樣中漂浮時，密度計底部與量筒底部的間距至少有25mm。

2 影響密度測定結果的因素

液體油品密度測定的過程中， 尤其是粘稠類油品，會受到諸多因素的影響， 從而導致檢測結果，造成偏差， 為了準確測定油品密度， 需要探討多種因素對密度的影響， 以確定測量的最佳條件。

2.1 溫度對油品密度測定結果的影響

由于石油及液體石油產品隨溫度的變化而改變其體積， 使其密度發生變化。因此，石油產品密度的測定結果必須注明測定溫度，我國統一規定測定石油產品密度的標準溫度為20℃。

密度計的工作原理是基于阿基米德定律，即密度計在液體中平衡時，密度計所排開的液體重量等于密度計本身的重量。漂浮在液體中的密度計是根據它所浸沒的體積（或者說刻度位置）知其液體密度的，而實際使用中的密度計是在標準溫度（20 ℃）下刻劃的。在實際工作中，特別是在生產現場用密度計測量，被測液體的溫度有相當的變動范圍，這時的密度計的體積已不是它標準溫度下的體積，因此，在密度計刻度上所得到的數值也不是測定溫度下液體的實際密度值，這只能稱為密度計示值，要從密度計示值得到在測定溫度下液體的實際密度，就必須對密度計示值加以溫度影響的修正。如果不作溫度的修正，會因密度的原因給消費者造成損失；經過大量的試驗證明：同樣一個試樣，在不同的溫度下，所得到的測量結果是不同的：隨著試樣測量溫度的逐漸升高，測得的原油密度換算成標準密度有減小的趨勢，反之，測量溫度逐漸降低時，測得的標準密度偏高。

2.2 揮發性對液體油品密度測定的影晌

在液體油品測定中，油品預熱時間越長，預熱的溫度越高，測得的結果往往偏大，經過大量實驗測定，得出如下結論： 溫度越高、放置時間越長， 輕組分揮發性越大， 對密度測定的準確性影響也越大。測定液體油品的密度， 從采樣到實驗室測定應盡量減少中間環節， 防止輕組分的揮發， 測定時原油的溫度要適當。溫度過高， 測定時間過長， 會導致輕組分揮發， 使測定結果偏高，這是由于隨著溫度的升高， 輕組分將揮發， 導致密度增大，所以，應該嚴格按照國標要求，測量溫度要盡量接近罐體實際溫度，加熱至試樣正常流動時為止。

2.3 取樣對液體密度測定造成的影響

試樣是否具有代表性，是測定結果是否準確的前提條件，在平時工作過程中，經常發現，在測量同一貯罐內油品的密度時， 上下密度差高達千分之幾， 有時甚至超過百分之一、二。經過大量的經驗積累，改變取樣方式，按1： 1： 1 比例從貯罐上、中、下部取樣測定分析密度，取三個測定結果的平均值作為罐體的最終測定結果，如果油品經過分析得知， 上、中、下部密度差有一組超過允許值， 可以判斷油品在罐內是不均勻的。在一個罐內產生不均勻油品的原因有很多， 其中最主要的原因是將不同批次、產地或密度相差較大的同類油品混裝在同一罐內， 另外儲存時間越長， 不均勻現象就越明顯。如果要對不均勻油品進行取樣， 應按GB 4756- 1998 《石油液體手工取樣法》中的有關規定確定合理的取樣方案， 保證所取樣品具有代表性。

3 結論

石油和石油產品的密度是其重要的理化性質之一，對其進行準確的測定具有很重要的現實意義。本文通過對溫度、揮發性和油樣是否具有代表性三方面對密度測定結果的影響進行了分析，在試驗檢驗分析過程中，若要測得精準的實驗數據，除了要嚴格按照國標要求進行，化驗分析人員要有足夠的耐心和細心外，還要在檢驗工作中了解并掌握密度的諸多變化規律， 這樣不僅可以指導我們的檢驗工作， 而且能幫助我們對油品質量的變化情況作出正確的判斷。

參考文獻

[1]國家標準GB/ T 1884- 2000 石油和液體石油產品密度測定法（ 密度計法）

[2] GB/4756- 1998 石油液體手工取樣法。

[3]馬晶、馮萍. 油品密度測定影響因素分析. 石油工業技術監督. 1999年8月第8期第15卷。

作者簡介

單培芝（1979-），女，河北石家莊，學士學位，山東石大科技集團公司化驗分析中心化驗員，從事油品分析檢驗工作。