關(guān)于粗汽油餾程的分析

徐娟(中海石油舟山石化有限公司，浙江 舟山 316015)

1 粗汽油的特點(diǎn)

粗汽油是催化裂化裝置的第一道分離產(chǎn)品，一般催化裂化裝置分餾塔頂分離器的汽油叫粗汽油，因?yàn)檫€需要到吸收穩(wěn)定系統(tǒng)脫除溶解的C4、C3組分，使蒸汽壓合格。因還沒有穩(wěn)定所以叫粗汽油。粗汽油組分很輕，易揮發(fā)，蒸氣壓130 MPa左右，終餾點(diǎn)和車用汽油終餾點(diǎn)一樣。因組分輕、易揮發(fā)，餾程分析回收率達(dá)不到方法要求。

2 用餾程儀分析粗汽油餾程

2.1 自動(dòng)餾程儀概述

試驗(yàn)所用餾程儀為PAC optidist常壓蒸餾儀，主要由蒸餾燒瓶、加熱單元、溫度傳感器、冷浴裝置、接收裝置及顯示屏組成。此蒸餾儀自動(dòng)化程度高，實(shí)時(shí)曲線和數(shù)值顯示；低壓輕質(zhì)加熱元件，加熱功率根據(jù)實(shí)時(shí)沸點(diǎn)不同自動(dòng)調(diào)節(jié)；自動(dòng)檢測加熱水平，以延緩加熱元件老化；可查看校正結(jié)果、觀測結(jié)果和實(shí)時(shí)溫度三種結(jié)果，自動(dòng)對溫度、體積和大氣壓力的結(jié)果校正；內(nèi)置冷卻單元，通過噴入二氧化碳進(jìn)行自動(dòng)滅火功能。

2.2 餾程儀參數(shù)設(shè)定

粗汽油餾程儀參數(shù)設(shè)定：設(shè)置冷凝浴溫度為0～1 ℃，接受量筒周圍冷卻浴溫度13～18 ℃。第一階段開始加熱功率10 W，第一階段開始加熱功率保持時(shí)間4.5 min，第二階段加熱功率15 W，最后至終餾點(diǎn)加熱功率30 W，終餾點(diǎn)檢測回升2 ℃自動(dòng)檢測為終餾點(diǎn)。

2.3 儀器設(shè)備、試劑耗材及試驗(yàn)方法

儀器設(shè)備：PAC自動(dòng)餾程儀、100 mL PAC量筒、125 mL蒸餾燒瓶、38 mm孔徑的加熱板。

試劑耗材：一瓶500 mL的催化裂化裝置粗汽油、少量沸石(防止在蒸餾過程中爆沸)、石油醚、無水乙醇。

試驗(yàn)方法：GB/T 6536—2010。

2.4 樣品前期處理

根據(jù)GB/T 6536方法中被測樣品所屬組別，粗汽油蒸汽壓大于65 MPa，終餾點(diǎn)小于250 ℃，判定為第1組測量條件蒸餾。方法要求樣品瓶溫度小于10 ℃，樣品貯存溫度小于10 ℃，分析前樣品處理后溫度小于10 ℃。由于粗汽油揮發(fā)性特別強(qiáng)，回收體積只能達(dá)92%左右，不能滿足分析標(biāo)準(zhǔn)要求。首先要對粗汽油進(jìn)行處理，把123-SC-209粗汽油樣品、量筒、蒸餾燒瓶分別用A4密封袋封起來(防止瓶體產(chǎn)生水汽)，放在冰箱冷藏室4 h以上，這樣才能達(dá)到方法的測試要求。

2.5 樣品分析

從冰箱快速取出粗汽油樣品、量筒和蒸餾燒瓶，快速的量取100 mL樣品粗汽油，裝在125 mL事先冷卻好的蒸餾燒瓶中，裝入2～3粒沸石，安裝在蒸餾儀上，裝好量筒。按規(guī)定條件進(jìn)行蒸餾，從初餾點(diǎn)開始到蒸餾結(jié)束的整個(gè)過程中，系統(tǒng)地觀察并記錄回收量筒中冷凝液達(dá)到規(guī)定體積以及在該體積下對應(yīng)的試樣的溫度。將觀察溫度經(jīng)大氣壓、溫度修正后作為餾出溫度，主要記錄初餾點(diǎn)、10%、50%、90%和終餾點(diǎn)的餾出溫度，并按照規(guī)程的要求，求出殘留量，最后計(jì)算出各點(diǎn)的蒸發(fā)溫度，分析數(shù)據(jù)如表1所示。

由表1可知，實(shí)驗(yàn)室分析的粗汽油終餾點(diǎn)199.1 ℃，明顯高于標(biāo)準(zhǔn)值196.5 ℃，回收率92.8%遠(yuǎn)低于分析標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)置的回收體積97%。從而說明粗汽油在回收體積92.8%終餾點(diǎn)已經(jīng)到達(dá)，此時(shí)儀器會一直加熱，試圖達(dá)到回收體積97%，從而加熱功率加大，溫度會突然拉升造成突躍，導(dǎo)致終餾點(diǎn)偏高。

表1 按標(biāo)準(zhǔn)分析的粗汽油餾程數(shù)據(jù)

2.6 改變餾程參數(shù)

為了能使粗汽油終餾點(diǎn)更準(zhǔn)確，根據(jù)樣品特點(diǎn)，我們需要重新建立分析方法，重新設(shè)置自動(dòng)餾程儀的參數(shù)：設(shè)置冷凝浴溫度為0 ℃，接受量筒周圍冷卻浴溫度10 ℃。第一階段開始加熱功率10 W，第一階段開始加熱功率保持時(shí)間4.5 min，第二階段加熱功率15 W，最后至終餾點(diǎn)加熱功率15 W，終餾點(diǎn)檢測回升2 ℃自動(dòng)檢測為終餾點(diǎn)。把終餾點(diǎn)判別時(shí)的回收率設(shè)置為89%，在回收體積89%左右開始檢測終餾點(diǎn)，回收體積在92%左右終餾點(diǎn)到達(dá)，這樣終餾點(diǎn)相對準(zhǔn)確，分析數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 分析參數(shù)調(diào)整后的粗汽油餾程數(shù)據(jù)

3 用氣相色譜法分析粗汽油餾程

目前，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室都用氣相色譜分析粗汽油餾程，把粗汽油試樣進(jìn)入AC 8612色譜儀器進(jìn)行快速分析，用C5～C14正構(gòu)烷烴建立了正構(gòu)烷烴的沸點(diǎn)與保留時(shí)間的校正曲線，獲得對應(yīng)百分收率的累加面積及保留時(shí)間，利用前面得到的保留時(shí)間與沸點(diǎn)的關(guān)系曲線可以計(jì)算出百分收率-溫度即餾程。

3.1 儀器、材料和試劑

儀器：氣相色譜儀(帶自動(dòng)液體進(jìn)樣器)、分流/不分流進(jìn)樣口、氫火焰離子化檢測器。

材料：色譜柱(HP-1，10 m×0.100 mm×0.2 μm)、色譜進(jìn)樣小瓶、微量注射器(5 μL)、

量筒(100 mL)、氫氣(純度不低于99.99%)、燃?xì)?、氦?純度不低于99.99%)、載氣、壓縮空氣。

試劑：二硫化碳(色譜純)。

表3 色譜儀操作參數(shù)

3.2 色譜儀操作參數(shù)設(shè)定

色譜儀操作參數(shù)設(shè)定如表3所示。

3.3 色譜法分析步驟

取樣品注入自動(dòng)進(jìn)樣小瓶到小瓶一半處，因?yàn)榇制蜆悠诽p，需要加入一半二硫化碳，搖勻放在自動(dòng)進(jìn)樣器樣品盤上。在色譜工作站設(shè)定樣品序列，并啟動(dòng)序列，儀器開始分析，分析完后數(shù)據(jù)保存。根據(jù)組分校正表和標(biāo)樣譜圖檢查定性及定量結(jié)果。測試譜圖如圖1所示。

圖1 粗汽油典型譜圖

3.4 數(shù)據(jù)校正

用前面自動(dòng)餾程做的結(jié)果對模擬餾程數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，在模擬餾程中找到123-201粗汽油分析數(shù)據(jù)，選擇方法123CQ，點(diǎn)擊ToCalModel，再次確認(rèn)方法是123CQ，把鼠標(biāo)移到最下面顯示藍(lán)色的Sampie-20200416，把Sampie-20200416改成123CQ-20200416，在倒數(shù)第三行紅色的CalTemp℃(V%)一欄中手動(dòng)輸入蒸餾中校正CorTmp的數(shù)據(jù)，輸入蒸汽壓和密度，點(diǎn)擊OK，關(guān)閉對話框，在方法method，點(diǎn)擊save保存，替換之前的方法，也可以在剛才的步驟中，點(diǎn)擊左邊方法，點(diǎn)擊刪除以前不用的方法。重新打開123-SC-209粗汽油，方法變成綠色，說明校正成功，以后的分析數(shù)據(jù)就按這個(gè)數(shù)據(jù)自動(dòng)校正。

4 結(jié)語

通過以上試驗(yàn)，用GB/T 6536自動(dòng)餾程儀分析，該方法分析時(shí)間較長(約45 min)，而且前期樣品處理麻煩，人工影響較大，且存在燒瓶破裂，易發(fā)生著火的安全隱患。用氣相色譜分析的粗汽油餾程結(jié)果精密度高、重復(fù)性好、準(zhǔn)確性好，而且分析時(shí)間較短(約9 min)，不足之處是如果餾程數(shù)據(jù)范圍變化較大時(shí)需要重新校正。