石油產(chǎn)品熱值測(cè)定方法的研究

劉曉燕 ，張 瑞 ，李擁軍 ，賈 昕 ，楊惠琳

（1.寧夏煤化工檢測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，寧夏銀川 750002；2.寧夏寶塔化工中心實(shí)驗(yàn)室（有限公司），寧夏銀川 750002）

固體燃料熱值的測(cè)定一般采用壓片或者直接對(duì)原樣進(jìn)行測(cè)定[1，2]，對(duì)于液體燃料而言，其流動(dòng)性大，而且很多液體燃料有揮發(fā)性，在檢測(cè)過程中要對(duì)樣品進(jìn)行密封稱重。目前石油產(chǎn)品熱值按照GB384-1981石油產(chǎn)品熱值測(cè)定法[3]進(jìn)行測(cè)定，該方法中用膠片和聚乙烯安瓿來密封樣品，膠片和聚乙烯安瓿的制作以及樣品密封操作過程相當(dāng)繁瑣復(fù)雜，導(dǎo)致檢測(cè)效率較低。本文利用醫(yī)用膠囊對(duì)石油產(chǎn)品進(jìn)行密封后，再用擦鏡紙包裹后測(cè)定石油產(chǎn)品的熱值[4-8]。醫(yī)用膠囊可以直接采購，石油樣品裝入膠囊后，將膠囊壓緊就可以將樣品密封，在檢測(cè)過程中沒有發(fā)現(xiàn)樣品滲漏的現(xiàn)象，樣品密封操作非常簡(jiǎn)單，從而提高了檢測(cè)效率。在膠囊外面再包裹一層擦鏡紙，一方面預(yù)防操作過程中膠囊沒有壓緊，樣品有滲漏現(xiàn)象；另一方面防止樣品在燃燒過程中飛濺，導(dǎo)致結(jié)果偏低。將該方法與用聚乙烯安瓿對(duì)樣品進(jìn)行密封方法進(jìn)行比較，驗(yàn)證了用膠囊密封樣品檢測(cè)石油產(chǎn)品熱值的方法準(zhǔn)確度高。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和材料

河南鑫科分析儀器有限公司生產(chǎn)的XKRL-6000微機(jī)全自動(dòng)量熱儀（溫度分辨率：0.000 1 K），分析天平（稱量精度：0.1 mg），醫(yī)用膠囊，汽油，甲醇汽油，雜醇油，苯甲酸（采用國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心一級(jí)燃燒熱標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，其熱值為26 456 J/g）。

表1 用苯甲酸標(biāo)定量熱儀

1.2 量熱儀的標(biāo)定

（1）苯甲酸在60℃烘箱中干燥3 h～4 h，取出后在干燥器中冷卻后使用；（2）準(zhǔn)確在鎳坩堝內(nèi)稱取干燥過的苯甲酸 0.9 g～1.1 g（準(zhǔn)確稱至 0.000 1 g）；（3）在氧彈的電極環(huán)上固定好裝有苯甲酸的坩堝，安裝好點(diǎn)火絲，使點(diǎn)火絲的尖端不要接觸到苯甲酸上，距離苯甲酸表面2 mm～3 mm，向氧彈中準(zhǔn)確加入10 mL純化水，將放好苯甲酸的氧彈頭放入氧彈內(nèi)，擰緊氧彈蓋，給氧彈沖入氧氣，壓力為（3.0～3.2）MPa，保持充氧 15 s左右；（4）將氧彈小心放入量熱儀的內(nèi)筒內(nèi)，避免晃動(dòng)，以防點(diǎn)火絲位置改變，導(dǎo)致點(diǎn)火失敗，蓋好內(nèi)筒蓋進(jìn)行測(cè)量；（5）測(cè)量結(jié)束后，將氧彈從量熱儀中取出，以均勻的速度排出廢氣，然后打開氧彈檢查苯甲酸是否燃燒完全，如發(fā)現(xiàn)有黑炭存在或苯甲酸未完全燃燒，則實(shí)驗(yàn)作廢，重新實(shí)驗(yàn)；（6）用苯甲酸連續(xù)進(jìn)行5次熱容量實(shí)驗(yàn)，若級(jí)差＜40 J/K，則其有效熱容量系統(tǒng)自動(dòng)取平均值并保存結(jié)果，若進(jìn)行8次標(biāo)定熱量系統(tǒng)仍未自動(dòng)取平均值，需要對(duì)儀器、實(shí)驗(yàn)條件和操作方法進(jìn)行檢查，排除問題后再重新進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定結(jié)果（見表1）。

1.3 醫(yī)用膠囊、擦鏡紙和聚乙烯安瓿熱值測(cè)定

在鎳坩堝中分別稱取團(tuán)緊后的醫(yī)用膠囊、擦鏡紙和聚乙烯安瓿（0.4～0.6）g，稱準(zhǔn)到 0.000 2 g，將裝有樣品的鎳坩堝放置氧彈裝置上，連接好點(diǎn)火絲，往氧彈中加入10 mL純化水，小心擰緊氧彈蓋，往氧彈中緩緩充入氧氣，直至壓力到（3.0～3.2）MPa，保持充氧 15 s。將氧彈放入量熱儀內(nèi)筒中，測(cè)定膠囊、擦鏡紙和聚乙烯安瓿的熱值，三次檢測(cè)結(jié)果差值不超過40 cal/g（167 J/g）[3]，結(jié)果（見表 2）。

表2 醫(yī)用膠囊、擦鏡紙和聚乙烯安瓿熱值測(cè)試結(jié)果

1.4 石油產(chǎn)品熱值測(cè)定

1.4.1 膠囊和擦鏡紙密封樣品 取一個(gè)膠囊稱重，稱準(zhǔn)到 0.000 2 g，打開膠囊，用一次性滴管吸取（0.3～0.5）g石油產(chǎn)品滴加到膠囊中，蓋好膠囊的另一半，壓緊，并準(zhǔn)確稱重，稱準(zhǔn)到0.000 2 g，將膠囊放入鎳坩堝中，按照1.3中的方法測(cè)定熱值，測(cè)定石油產(chǎn)品熱值時(shí)，氧彈充氧壓力保持在（2.8～3.0）MPa，兩次檢測(cè)結(jié)果差值不超過 30 cal/g（125 J/g）[3]。檢測(cè)結(jié)果（見表 3）。

1.4.2 聚乙烯安瓿密封樣品 取制備好的聚乙烯安瓿[3]稱重，稱準(zhǔn)到0.000 2 g，用一次性注射器往聚乙烯安瓿注射（0.3～0.5）g石油產(chǎn)品，用酒精燈將聚乙烯安瓿封口，并準(zhǔn)確稱重，稱準(zhǔn)到0.000 2 g，將聚乙烯安瓿放入鎳坩堝中，按照1.3中的方法測(cè)定熱值，測(cè)定石油產(chǎn)品熱值時(shí)，氧彈充氧壓力保持在（2.8～3.0）MPa，兩次檢測(cè)結(jié)果差值不超過30 cal/g（125 J/g）[3]。檢測(cè)結(jié)果（見表 4）。

表3 用膠囊密封石油產(chǎn)品熱值測(cè)試結(jié)果

表4 用聚乙烯安瓿密封石油產(chǎn)品熱值測(cè)試結(jié)果

2 結(jié)果討論

（1）從表3數(shù)據(jù)可以看出：用膠囊和擦鏡紙密封樣品的方法測(cè)試汽油、甲醇汽油、雜醇油的彈筒熱值，其兩次檢測(cè)結(jié)果最大差值為66 J/g，沒有超過GB/T384-1981中規(guī)定的30 cal/g（125 J/g），結(jié)果均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2）從表3和表4數(shù)據(jù)可以看出：用膠囊和擦鏡紙對(duì)樣品密封與用聚乙烯安瓿對(duì)樣品密封，對(duì)同一樣品進(jìn)行熱值測(cè)定，兩種方法檢測(cè)結(jié)果最大差值為91 J/g，沒有超過GB/T384-1981中規(guī)定的30 cal/g（125 J/g），結(jié)果均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 結(jié)論

本文采用膠囊和擦鏡紙對(duì)石油產(chǎn)品密封的方法分別檢測(cè)了汽油、甲醇汽油、雜醇油的熱值，并且與用聚乙烯安瓿對(duì)樣品密封的方法進(jìn)行比較，驗(yàn)證了用膠囊和擦鏡紙對(duì)石油產(chǎn)品進(jìn)行密封后檢測(cè)其熱值的方法，檢測(cè)結(jié)果符合GB/T384-1981要求的重復(fù)性范圍，且該方法操作簡(jiǎn)便，大大提高了檢測(cè)效率。該方法也適用于其他石油產(chǎn)品熱值的檢測(cè)。