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實(shí)際膠質(zhì)測定儀的工作原理

時(shí)間:2025/5/30閱讀:73
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實(shí)際膠質(zhì)測定儀是用于測定液體燃料中實(shí)際膠質(zhì)含量的專用儀器,主要適用于汽油、煤油、柴油等石油產(chǎn)品,其工作原理基于蒸發(fā)法和稱重法,通過模擬燃料在特定條件下的蒸發(fā)過程,量化其中高分子量烴類(即實(shí)際膠質(zhì))的含量。以下是其核心工作原理及相關(guān)細(xì)節(jié):

一、實(shí)際膠質(zhì)的定義與測定意義

1. 實(shí)際膠質(zhì)的概念

實(shí)際膠質(zhì)是指液體燃料在規(guī)定條件下蒸發(fā)后所殘留的膠狀物質(zhì),主要由烯烴、芳烴等不飽和烴類氧化聚合生成,其含量反映了燃料在儲(chǔ)存和使用過程中形成沉積物的傾向。

危害:實(shí)際膠質(zhì)過高的燃料易在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道、噴嘴、燃燒室等部位形成漆膜、積碳,導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)性能下降、油耗增加甚至故障。

2. 測定意義

質(zhì)量控制:評(píng)估燃料的清凈性和穩(wěn)定性,確保符合國家標(biāo)準(zhǔn)(如 GB/T 5096《石油產(chǎn)品實(shí)際膠質(zhì)測定法》)。

工藝優(yōu)化:為煉油工藝調(diào)整提供數(shù)據(jù)支持,例如控制催化裂化、重整等裝置的產(chǎn)物質(zhì)量。

安全監(jiān)管:幫助監(jiān)管部門和用戶篩選合格燃料,保障機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行。

二、實(shí)際膠質(zhì)測定儀的核心工作原理

1. 基本原理:蒸發(fā) - 稱重法

儀器通過模擬燃料在加熱和空氣 / 蒸汽流作用下的蒸發(fā)過程,使燃料中的低沸點(diǎn)組分揮發(fā),殘留的高沸點(diǎn)膠質(zhì)成分通過稱重定量。具體步驟如下:

取樣與稱量:稱取一定量(通常為 50~100mL)的燃料試樣,倒入已恒重的蒸發(fā)皿中。

蒸發(fā)過程:

低溫蒸發(fā)階段:在較低溫度(如 60℃)下,用空氣流吹掃試樣,使低沸點(diǎn)烴類(如汽油中的輕組分)快速揮發(fā)。

高溫蒸發(fā)階段:提高溫度(如 150℃),用蒸汽流或熱空氣流進(jìn)一步蒸發(fā)殘留的中高沸點(diǎn)組分,直至恒重。

稱重與計(jì)算:蒸發(fā)皿中殘留的膠狀物質(zhì)即為實(shí)際膠質(zhì),通過前后質(zhì)量差計(jì)算其含量(單位:mg/100mL)。

2. 關(guān)鍵組件與功能

實(shí)際膠質(zhì)測定儀通常由以下部分組成,各組件協(xié)同實(shí)現(xiàn)精確測定:

加熱系統(tǒng):提供穩(wěn)定的蒸發(fā)溫度(如電加熱套或水浴),確保試樣均勻受熱。

氣流控制系統(tǒng):

空氣源:提供清潔、干燥的空氣流,用于低溫蒸發(fā)階段吹掃試樣,加速揮發(fā)。

蒸汽發(fā)生裝置(部分儀器):產(chǎn)生蒸汽流,用于高溫蒸發(fā)階段,避免膠質(zhì)在高溫下分解或碳化。

蒸發(fā)皿與支架:耐高溫材質(zhì)(如石英或金屬)制成,確保蒸發(fā)過程中無雜質(zhì)污染。

溫控與計(jì)時(shí)裝置:精確控制溫度(精度 ±0.5℃)和蒸發(fā)時(shí)間(如低溫階段 15~20 分鐘,高溫階段約 1 小時(shí)),保證實(shí)驗(yàn)條件標(biāo)準(zhǔn)化。

通風(fēng)櫥或廢氣處理系統(tǒng):排出揮發(fā)的烴類氣體,保障操作安全并減少環(huán)境污染。

三、影響測定結(jié)果的關(guān)鍵因素

實(shí)際膠質(zhì)測定結(jié)果的準(zhǔn)確性依賴于對以下條件的嚴(yán)格控制:

溫度控制

低溫階段溫度過高可能導(dǎo)致部分膠質(zhì)提前分解,過低則延長蒸發(fā)時(shí)間;高溫階段溫度不足會(huì)使殘留組分揮發(fā)不全,溫度過高可能引發(fā)膠質(zhì)碳化,導(dǎo)致結(jié)果偏高。

氣流速度

空氣或蒸汽流速過快可能帶走未揮發(fā)的膠質(zhì),過慢則影響蒸發(fā)效率,需按標(biāo)準(zhǔn)(如 GB/T 5096 規(guī)定空氣流速為 100~150mL/min)調(diào)節(jié)。

試樣預(yù)處理

試樣需均勻混合,避免分層;若含有水分,需預(yù)先脫水,否則可能導(dǎo)致膠質(zhì)溶解或蒸發(fā)皿炸裂。

操作規(guī)范性

蒸發(fā)皿的恒重操作、試樣轉(zhuǎn)移過程中的損失、稱重精度(通常需精確至 0.1mg)等均會(huì)影響結(jié)果。


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