提高—35號(hào)車用柴油冷濾點(diǎn)測(cè)定分析準(zhǔn)確度

陸蓉

摘 要：在-35號(hào)車用柴油冷濾點(diǎn)項(xiàng)目測(cè)定中發(fā)現(xiàn)，加入較大比例降凝劑的-35號(hào)車用柴油，會(huì)導(dǎo)致冷濾點(diǎn)吸濾的次數(shù)偏多、結(jié)果差異較大。闡釋了降凝劑的工作原理，以具體實(shí)例描述了冷濾點(diǎn)測(cè)定研究的過(guò)程，討論了如何通過(guò)有效考察、優(yōu)化測(cè)試條件規(guī)范操作手法，從而為準(zhǔn)確測(cè)定-35號(hào)車用柴油的冷濾點(diǎn)提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：車用柴油；冷濾點(diǎn)；降凝劑；三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：TP216 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.15.015

文章編號(hào)：2095-6835（2015）15-0015-02

冷濾點(diǎn)是表示柴油低溫操作性能的指標(biāo)。對(duì)于柴油而言，對(duì)冷濾點(diǎn)的技術(shù)要求比凝固點(diǎn)在實(shí)際使用中的要求更高，這是因?yàn)槟c(diǎn)是表明柴油在低溫環(huán)境中失去流動(dòng)性的最高溫度；冷濾點(diǎn)則表明柴油通過(guò)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)供油系統(tǒng)時(shí)能造成濾網(wǎng)堵塞的最高溫度。冷濾點(diǎn)與柴油的低溫使用性能直接相關(guān)。由于用凝點(diǎn)評(píng)價(jià)柴油的低溫性能與實(shí)際使用結(jié)果的偏差較大，尤其是加有流動(dòng)改進(jìn)劑的柴油，其凝點(diǎn)與實(shí)際使用結(jié)果偏差很大。因此，輕柴油的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)各等級(jí)、各牌號(hào)的柴油都規(guī)定了用SH/T0248-92F方法測(cè)定的冷濾點(diǎn)的指標(biāo)。

在蘭州石化公司-35號(hào)車用柴油的生產(chǎn)中，存在加入較大比例的降凝劑時(shí)冷濾點(diǎn)測(cè)定結(jié)果重復(fù)性差、吸濾的次數(shù)增多的現(xiàn)象。因此，選擇對(duì)-35號(hào)車用柴油冷濾點(diǎn)測(cè)定條件進(jìn)行考察，優(yōu)化測(cè)試條件，規(guī)范操作手法，以提高-35號(hào)車用柴油冷濾點(diǎn)測(cè)定的準(zhǔn)確性。

1 降凝劑加劑效果考察

1.1 降凝劑的工作原理

油品失去流動(dòng)性有以下兩個(gè)方面的原因：①油品隨溫度下降，黏度不斷增大，當(dāng)黏度增大到一定程度時(shí)，就會(huì)失去流動(dòng)性；②由于油中蠟的影響，含蠟油隨溫度的下降，油中所含的蠟逐漸結(jié)晶，當(dāng)溫度繼續(xù)下降時(shí)，蠟晶大量生成，且相互連接，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，會(huì)吸附和包住未凝固的油，進(jìn)而使油品失去流動(dòng)性。目前，柴油降凝劑的作用機(jī)理以共晶吸附機(jī)理最為常見(jiàn)。在機(jī)理中，在低溫下，柴油降凝劑與柴油中析出的石蠟發(fā)生共晶或吸附在蠟晶表面上，從而破壞蠟的結(jié)晶行為和取向性，阻止蠟晶繼續(xù)發(fā)育，使之無(wú)法形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使加劑柴油保持良好的低溫流動(dòng)性能。柴油降凝劑在使用過(guò)程中，普遍存在對(duì)柴油的感受性問(wèn)題，多數(shù)降凝劑對(duì)柴油凝點(diǎn)的降低效果明顯，而對(duì)冷濾點(diǎn)的降低效果一般。

1.2 降凝劑的加劑效果

在不同調(diào)和比的情況下，對(duì)于降凝劑加入量與凝固點(diǎn)冷濾點(diǎn)之間的關(guān)系，可取3個(gè)樣品分別加入100～700劑量的降凝劑，考察凝點(diǎn)和冷濾點(diǎn)，具體數(shù)據(jù)如表1和圖1的所示。

表1 加劑后的凝點(diǎn)和冷濾點(diǎn)數(shù)據(jù)

圖1 降凝劑加劑效果考察圖

由圖1可看出，加劑量與冷濾點(diǎn)實(shí)際降低值不具備線性關(guān)系，當(dāng)加劑量達(dá)到一定量時(shí)，對(duì)柴油低溫性的改善不再增加；凝點(diǎn)對(duì)降凝劑加劑量較為敏感，冷濾點(diǎn)對(duì)降凝劑敏感性相對(duì)較差。

在常規(guī)調(diào)和方案下，-35號(hào)降凝劑的加入量至少在500 mg/kg以上才有可能調(diào)和合格（-35號(hào)車用柴油冷濾點(diǎn)≤-29 ℃）。建議油品儲(chǔ)運(yùn)廠以數(shù)據(jù)背景為依據(jù)，在未加入相應(yīng)劑量的前提下，不進(jìn)行采樣分析作業(yè)，從而節(jié)約人力、物力。

2 -35號(hào)柴油冷濾點(diǎn)測(cè)定影響因素研究

2.1 標(biāo)準(zhǔn)

試樣在規(guī)定的條件下冷卻，處于負(fù)壓為200 mm水柱時(shí)，測(cè)定當(dāng)試樣無(wú)法流過(guò)過(guò)濾器（363目網(wǎng)）或20 mL試樣流過(guò)過(guò)濾器的時(shí)間>60 s或試樣無(wú)法完全流回試杯時(shí)的最高溫度。

在測(cè)定-35號(hào)車用柴油冷濾點(diǎn)時(shí)，該項(xiàng)目的合格指標(biāo)為≤-29 ℃，因此，在測(cè)定過(guò)程中需要在試樣冷卻到-20 ℃時(shí)，將試樣從-34 ℃的金屬浴移至-51 ℃的金屬浴繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。由于進(jìn)行了換浴操作，因此，在-21 ℃時(shí)候要進(jìn)行一次冷濾點(diǎn)的測(cè)定。此時(shí)，常會(huì)出現(xiàn)不規(guī)律的吸入現(xiàn)象，即試驗(yàn)記錄的吸入時(shí)間（試樣充滿吸量管的時(shí)間）縮短，甚至無(wú)法吸入，而繼續(xù)試驗(yàn)又會(huì)出現(xiàn)吸入時(shí)間延長(zhǎng)，直至達(dá)到60 s極限的情況。

用表1中的7個(gè)樣品進(jìn)行-21 ℃的冷濾點(diǎn)測(cè)定，結(jié)果如表2所示。

表2 冷濾點(diǎn)測(cè)定結(jié)果

如果按照表2的試驗(yàn)結(jié)果判定，則1，2，4，6，7冷濾點(diǎn)均≥-21 ℃。但繼續(xù)試驗(yàn)時(shí)，所測(cè)冷濾點(diǎn)數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 繼續(xù)試驗(yàn)中冷濾點(diǎn)的數(shù)據(jù)

繼續(xù)操作后，僅有2號(hào)和6號(hào)樣品的實(shí)際冷濾點(diǎn)為-21 ℃，其余樣品均低于-21 ℃。由于在換浴操作時(shí)，兩次冷浴的溫度差很大，當(dāng)樣品進(jìn)入-51 ℃的冷浴瞬間，樣品因溫度急劇降低，其黏溫性導(dǎo)致樣品黏度突然增大，致使吸濾不成功，樣品沒(méi)有達(dá)到真正的冷濾點(diǎn)。因此，在測(cè)定-35號(hào)柴油冷濾點(diǎn)時(shí)，不能以首次測(cè)得的冷濾點(diǎn)值作為結(jié)果，要以1 ℃為單位繼續(xù)降溫試驗(yàn)，直至兩次試驗(yàn)均無(wú)法吸濾后，可以最初測(cè)定結(jié)果為冷濾點(diǎn)。

2.2 提高冷濾點(diǎn)的準(zhǔn)確性

冷濾點(diǎn)再現(xiàn)性對(duì)比結(jié)果如表4所示。

表4 冷濾點(diǎn)再現(xiàn)性對(duì)比結(jié)果

因此，再現(xiàn)性=（25-X）×0.103，X為平均值。

通過(guò)改進(jìn)操作方法將再現(xiàn)性從4 ℃降到了1 ℃，提高了冷濾點(diǎn)測(cè)定的準(zhǔn)確性。

2.3 冷濾點(diǎn)操作的其他影響因素

冷濾點(diǎn)操作的其他影響因素有以下8點(diǎn)：①測(cè)定時(shí)，要保證U形管的壓差，使之穩(wěn)定在1 961 Pa（200 mmH2O）。②按試樣冷濾點(diǎn)的范圍、規(guī)定控制好降低冷槽的溫度。③為了防止堵塞過(guò)濾器，如果試樣中有雜質(zhì)，則必須將試樣加熱到15 ℃以上，用不起毛的濾紙過(guò)濾除去雜質(zhì)；如果試樣含水，試驗(yàn)前應(yīng)脫水。④轉(zhuǎn)動(dòng)和關(guān)閉三通閥時(shí)要平穩(wěn)，應(yīng)同時(shí)啟動(dòng)和停止秒表，過(guò)濾系統(tǒng)振蕩，同時(shí)，啟動(dòng)和停止秒表，保證計(jì)時(shí)準(zhǔn)確。值得注意的是，轉(zhuǎn)動(dòng)三通閥時(shí)，不能使過(guò)濾系統(tǒng)振蕩，以防止破壞結(jié)晶網(wǎng)。⑤過(guò)濾網(wǎng)的孔徑直接影響著試樣過(guò)濾結(jié)果，因此，不銹鋼濾網(wǎng)經(jīng)過(guò)20次測(cè)定后要更換，以保證濾網(wǎng)的目數(shù)為363.⑥試杯從套管中取出時(shí)，套管口咬塞上塞子，防止空氣中的濕氣在套管中冷凝成水。⑦夏季，操作室內(nèi)的空氣濕度很大，要嚴(yán)防設(shè)備外壁凝聚的水沿管壁流進(jìn)試樣中。⑧由于該試驗(yàn)方法為條件性試驗(yàn)，所以，過(guò)濾系統(tǒng)、減壓系統(tǒng)要按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定組裝，試驗(yàn)所用的試杯、套管和過(guò)濾器等都必須符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 結(jié)論

柴油降凝劑加劑量實(shí)驗(yàn)考察了柴油對(duì)降凝劑的感受性。根據(jù)實(shí)際降凝劑的加劑效果發(fā)現(xiàn)，在常規(guī)調(diào)和方案下，加劑量≥500 mg/kg時(shí)，能滿足-35號(hào)車用柴油標(biāo)準(zhǔn)的冷濾點(diǎn)要求。

在測(cè)定-35號(hào)柴油冷濾點(diǎn)時(shí)，更換冷浴后，不能以首次測(cè)得的冷濾點(diǎn)值作為結(jié)果，而要以1 ℃為單位繼續(xù)降溫，直至兩次試驗(yàn)均無(wú)法吸濾后，可以最初測(cè)定結(jié)果為冷濾點(diǎn)。

通過(guò)對(duì)-35號(hào)車用柴油低溫性能相關(guān)因素的研究，提高了冷濾點(diǎn)測(cè)定分析的準(zhǔn)確性，有效減少了重復(fù)調(diào)和頻次。

〔編輯：張思楠〕