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    油品飽和蒸氣壓的測定

    2015-12-26  來自: 鶴壁市瑞普儀器儀表有限公司 瀏覽次數:561

        油品的蒸發性能主要通過餾程、飽和蒸氣壓等指標來評定,可用來預側汽油、噴氣燃料和柴油等內燃機燃料能否正常燃燒及發動機工作狀況,判斷油品貯運中的蒸發損失傾向和著火安全性,以及確定合理的原油加工方案。

    一、基本概念

    1.純物質蒸氣壓

        純物質蒸氣壓是在某一溫度下,液體自行蒸發產生蒸氣,當液體同其液面上的蒸氣處于平衡狀態(單位時間內氣化和凝結的分子數相等)時,平衡蒸氣產生的壓力稱為該液體在該溫度下的飽和蒸氣壓,簡稱蒸氣壓,單位kPa。純物質的蒸氣壓只與物質本身和溫度有關,與氣相、液相的組成無關。因此,純物質蒸氣壓僅是溫度的函數。

    2.石油餾分蒸氣壓

        石油餾分均為混合烴,其蒸氣壓等于各組分單獨存在時的蒸氣壓與相應組分在平衡液相中的分子分率的乘積之和,即遵從拉烏爾定律和道爾頓分壓定律。石油餾分蒸氣壓不僅與溫度有關,還與油品的性質和組成濃度有關。其不僅是溫度的函數,也是油品氣化率的函數,石油餾分的蒸氣壓隨油品氣化率的增大而升高。

    3.雷德蒸氣壓

        由于油品化學組成過于復雜。故采用條件試驗---雷德法測定。在雷德法蒸氣壓測定儀RP-8017中,液體燃料與其平衡的蒸氣體積之比為1:4,在規定溫度時所測得的由燃料蒸氣產生的壓力(kPa)稱為雷德蒸氣壓。

    二、飽和蒸氣壓的形成

        在敞口容器中,液體因為分子本身的熱運動和空氣的流動,從中逸出的蒸氣分子會逐漸擴散到周圍空間去,如果擴散速度大于凝結速度,液體就會不斷地汽化,直至蒸干為止。在密閉容器中,液體由于蒸發的緣故,液面上空間的蒸氣分子會逐漸聚積在容器內的蒸氣層中。蒸氣分子在不斷地運動,有一部分由于撞擊其他分子或器壁而返回到液體中。因此,在同一時間內,一部分液體分子蒸發變成氣體,一部分氣體分子碰撞后又凝成液體。在開始一段時間內,變成氣體的分子多于凝成液體的分子,隨后凝成液體的分子數逐漸增多,達到某一階段,即當蒸發變成氣體的分子數與返回變成液體的分子數恰好相等時,容器中的液相與氣相就保持相對平衡(動態平衡簡稱動平衡),稱之為飽和狀態,此時液面上的蒸氣稱之為飽和蒸氣;而在氣液兩相未達到動平衡時液面上的蒸氣稱為不飽和蒸氣。

    三、影響油品飽和蒸氣壓的因素

        石油餾分是各種烴類的復雜混合物,其蒸氣壓不僅與溫度有關,還與油品的組成有關。油品含輕組分越多,飽和蒸氣壓越高。在一定溫度下,油品的餾分越重,飽和蒸氣壓越小,而油品的組成是隨汽化率不同而改變的。在一定量的油品汽化過程中,由于氣相中輕組分含量多,因此當汽化率增加時,則液相組成逐漸變重,其蒸氣壓不斷降低。

    四、測定油品飽和蒸氣壓的意義

        蒸氣壓是表示油品蒸發性能、啟動性能、生成氣阻的傾向及貯存時損失輕餾分多少的重要指標之一。

    1.判斷發動機燃料揮發性的大小

        發動機燃料的飽和蒸氣壓越大,則揮發性也越大,所含的低分子烴類也越多,易汽化,與空氣混合也越均勻。從而使進入汽缸內的混合氣燃燒得越完全,保證發動機順利工作;同時減少機件磨損,降低耗油量。

    2.判斷發動機燃料在使用時有無形成氣阻的傾向

        發動機燃料的飽和蒸氣壓越大,用于發動機時,形成氣阻的傾向就越大。車用汽油的蒸氣壓超過規定數值時,易在輸油管中形成氣阻,從而會因不進油使發動機不能正常工作。在內燃機中使用時,過高的蒸氣壓容易在供油管路中形成氣阻,使供油不足或中斷,會造成發動機功率下降甚至停止運轉。因此,對車用汽油及航空煤油都有其限制指標。

    3.判斷發動機燃料貯存和運輸時的損失

        油品含輕組分越多,其飽和蒸氣壓越高,在儲存運輸和使用過程中蒸發損失也越大。當貯存、灌注及運輸汽油時,輕質餾分總會有損失,根據汽油飽和蒸氣壓可判斷出輕質餾分的損失程度。汽油的蒸氣壓越大,在貯存時的蒸發損失也越大。這不僅造成損失大,還污染環境,而且增大了著火的危險性。

    4.判斷發動機燃料啟動性能的好壞

        蒸氣壓過低會影響油料的啟動性能并減少了燃燒性能良好的輕組分。因此根據不同的季節分別規定了對蒸氣壓的要求(例如國家汽油標準就分別規定了冬季和夏季的蒸氣壓指標)。


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