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(shù):3044
油品的蒸發(fā)性能主要通過餾程、飽和蒸氣壓等指標(biāo)來評(píng)定,可用來預(yù)側(cè)汽油、噴氣燃料和柴油等內(nèi)燃機(jī)燃料能否正常燃燒及發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況,判斷油品貯運(yùn)中的蒸發(fā)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(zhì)蒸氣壓
純物質(zhì)蒸氣壓是在某一溫度下,液體自行蒸發(fā)產(chǎn)生蒸氣,當(dāng)液體同其液面上的蒸氣處于平衡狀態(tài)(單位時(shí)間內(nèi)氣化和凝結(jié)的分子數(shù)相等)時(shí),平衡蒸氣產(chǎn)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(zhì)的蒸氣壓只與物質(zhì)本身和溫度有關(guān),與氣相、液相的組成無關(guān)。因此,純物質(zhì)蒸氣壓僅是溫度的函數(shù)。
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(dú)存在時(shí)的蒸氣壓與相應(yīng)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(guān),還與油品的性質(zhì)和組成濃度有關(guān)。其不僅是溫度的函數(shù),也是油品氣化率的函數(shù),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(xué)組成過于復(fù)雜。故采用條件試驗(yàn)---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(guī)定溫度時(shí)所測得的由燃料蒸氣產(chǎn)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?yàn)榉肿颖旧淼臒徇\(yùn)動(dòng)和空氣的流動(dòng),從中逸出的蒸氣分子會(huì)逐漸擴(kuò)散到周圍空間去,如果擴(kuò)散速度大于凝結(jié)速度,液體就會(huì)不斷地汽化,直至蒸干為止。在密閉容器中,液體由于蒸發(fā)的緣故,液面上空間的蒸氣分子會(huì)逐漸聚積在容器內(nèi)的蒸氣層中。蒸氣分子在不斷地運(yùn)動(dòng),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(shí)間內(nèi),一部分液體分子蒸發(fā)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(shí)間內(nèi),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(shù)逐漸增多,達(dá)到某一階段,即當(dāng)蒸發(fā)變成氣體的分子數(shù)與返回變成液體的分子數(shù)恰好相等時(shí),容器中的液相與氣相就保持相對平衡(動(dòng)態(tài)平衡簡稱動(dòng)平衡),稱之為飽和狀態(tài),此時(shí)液面上的蒸氣稱之為飽和蒸氣;而在氣液兩相未達(dá)到動(dòng)平衡時(shí)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(fù)雜混合物,其蒸氣壓不僅與溫度有關(guān),還與油品的組成有關(guān)。油品含輕組分越多,飽和蒸氣壓越高。在溫度下,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。在量的油品汽化過程中,由于氣相中輕組分含量多,因此當(dāng)汽化率增加時(shí),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(fā)性能、啟動(dòng)性能、生成氣阻的傾向及貯存時(shí)損失輕餾分多少的重要指標(biāo)之一。
1.判斷發(fā)動(dòng)機(jī)燃料揮發(fā)性的大小
發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的飽和蒸氣壓越大,則揮發(fā)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(jìn)入汽缸內(nèi)的混合氣燃燒得越完.全,保證發(fā)動(dòng)機(jī)順利工作;同時(shí)減少機(jī)件磨損,降低耗油量。
2.判斷發(fā)動(dòng)機(jī)燃料在使用時(shí)有無形成氣阻的傾向
發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的飽和蒸氣壓越大,用于發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),形成氣阻的傾向就越大。車用汽油的蒸氣壓超過規(guī)定數(shù)值時(shí),易在輸油管中形成氣阻,從而會(huì)因不進(jìn)油使發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常工作。在內(nèi)燃機(jī)中使用時(shí),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(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降到停止運(yùn)轉(zhuǎn)。因此,對車用汽油及航空煤油都有其限制指標(biāo)。
3.判斷發(fā)動(dòng)機(jī)燃料貯存和運(yùn)輸時(shí)的損失
油品含輕組分越多,其飽和蒸氣壓越高,在儲(chǔ)存運(yùn)輸和使用過程中蒸發(fā)損失也越大。當(dāng)貯存、灌注及運(yùn)輸汽油時(shí),輕質(zhì)餾分總會(huì)有損失,根據(jù)汽油飽和蒸氣壓可判斷出輕質(zhì)餾分的損失程度。汽油的蒸氣壓越大,在貯存時(shí)的蒸發(fā)損失也越大。這不僅造成損失大,還污染環(huán)境,而且增大了著火的危險(xiǎn)性。
4.判斷發(fā)動(dòng)機(jī)燃料啟動(dòng)性能的好壞
蒸氣壓過低會(huì)影響油料的啟動(dòng)性能并減少了燃燒性能良好的輕組分。因此根據(jù)不同的季節(jié)分別規(guī)定了對蒸氣壓的要求(例如地方汽油標(biāo)準(zhǔn)就分別規(guī)定了冬季和夏季的蒸氣壓指標(biāo))。
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