（中國石油大學(xué)（華東）化學(xué)工程學(xué)院，山東 青島 266555）

石油產(chǎn)品中殘?zhí)繙y(cè)定實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革

文 萍，孫卓輝，李庶峰，沐寶泉，李 傳

（中國石油大學(xué)（華東）化學(xué)工程學(xué)院，山東 青島 266555）

論文針對(duì)中國石油大學(xué)化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)中殘?zhí)繙y(cè)定項(xiàng)目進(jìn)行教學(xué)改革。選取燃料油和渣油為原料，對(duì)石油產(chǎn)品進(jìn)行四組分的分離，將原料分為飽和分、芳香分、膠質(zhì)和正庚烷瀝青質(zhì)。用自動(dòng)微量殘?zhí)績(jī)x測(cè)定原料及各組分的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)中的殘?zhí)?，研究殘?zhí)吭谑彤a(chǎn)品組分中的分布。結(jié)果表明：石油產(chǎn)品中的殘?zhí)恐饕獊碓从跇悠分械哪z質(zhì)和瀝青質(zhì)。自動(dòng)微量殘?zhí)繙y(cè)定法適合測(cè)定油品組分中的殘?zhí)俊?/p>

殘?zhí)?；微量法；石油產(chǎn)品；組分

石油產(chǎn)品的殘?zhí)恐?，指油品在特定的高溫條件下，經(jīng)過蒸發(fā)及熱裂解過程后，所形成的炭質(zhì)殘余物占油品的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)[1-5]。殘?zhí)恐悼捎脕肀碚饔推废鄬?duì)生焦傾向的大小，用于指導(dǎo)原料的選擇及油品的生產(chǎn)工藝。

《化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)》是中國石油大學(xué)（華東）應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的必修課，其中的“渣油殘?zhí)繙y(cè)定”、“渣油四組分分離”是兩個(gè)必做的實(shí)驗(yàn)。教學(xué)實(shí)驗(yàn)中一直延用電爐法測(cè)定油品殘?zhí)浚姞t法測(cè)定渣油殘?zhí)啃枰臉悠妨枯^多，為0.7～1 g，且污染嚴(yán)重。四組分實(shí)驗(yàn)中，渣油的取樣量?jī)H為0.6～1.0g，分離后各組分（主要是膠質(zhì)、瀝青質(zhì)）的樣品量太少，無法用電爐法測(cè)定。組分（膠質(zhì)、瀝青質(zhì)）中的殘?zhí)苛繜o法用電爐法進(jìn)行測(cè)定，因此此項(xiàng)目一直未能開設(shè)，而只能用電爐法測(cè)定渣油中的殘?zhí)亢?。而現(xiàn)在國際上普遍使用的“自動(dòng)微量殘?zhí)繙y(cè)定法”，取樣量少，含殘?zhí)苛扛叩挠推房梢匀?.1g左右，非常適合測(cè)定渣油中的組分（膠質(zhì)、瀝青質(zhì)）。

前文[6]以燃料油、原油和渣油為原料，考察了電爐法和微量法殘?zhí)繙y(cè)定數(shù)據(jù)的相關(guān)性。結(jié)果表明，微量法測(cè)定殘?zhí)勘入姞t法測(cè)定殘?zhí)孔詣?dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單省時(shí)，應(yīng)用范圍廣；原油和燃料油的電爐法和微量法殘?zhí)繑?shù)據(jù)相關(guān)性較好。

本文將渣油四組分分離、渣油殘?zhí)繙y(cè)定、自動(dòng)微量殘?zhí)繙y(cè)定分析結(jié)合起來，研究了膠質(zhì)、瀝青質(zhì)在渣油組分中的分布，為學(xué)生實(shí)驗(yàn)提供理論基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，旨在提高石油高校教學(xué)實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，讓殘?zhí)繙y(cè)定方法與世界各國統(tǒng)一，并能將其方便地用于渣油組分中殘?zhí)康臏y(cè)定。這樣既可以訓(xùn)練學(xué)生綜合分析問題的能力，又可以加深學(xué)生對(duì)理論教學(xué)內(nèi)容的深化理解。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

燃料油，原油，渣油。

1.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器

CR-M12自動(dòng)微量殘?zhí)繙y(cè)定儀（圖1）。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 微量法測(cè)定殘?zhí)?參照GB/T17144[7]。

1.3.2 燃料油、催化油漿組分分離

參考SY-T 5119-2008原油族組分柱色譜分離常規(guī)方法。

圖1 自動(dòng)微量殘?zhí)繙y(cè)定儀Fig.1 Automatic micro carbon residue instrument

圖2 電爐法殘?zhí)繙y(cè)定器Fig.2 Electric furnace carbon residue instrument

1.3.3 四組分的分離[8]

樣品用正庚烷沉淀法分離出正庚烷瀝青質(zhì)（C7瀝青質(zhì)）和可溶質(zhì)，然后將可溶質(zhì)在Al2O3（含水1%）色譜柱上進(jìn)行四組分分離，得到飽和分、芳香份、膠質(zhì)。

2 結(jié)果與討論

2.1 殘?zhí)吭谑彤a(chǎn)品組分中的分布

分別考察殘?zhí)吭谌剂嫌秃驮椭械姆植肌?/p>

2.1.1 殘?zhí)吭谌剂嫌徒M分中分布。

將燃料油進(jìn)行四組分分離，并測(cè)定膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的殘?zhí)恐担芯渴彤a(chǎn)品中殘?zhí)吭诮M分中的分布。

(1) 燃料油中四組分含量

對(duì)燃料油進(jìn)行四組分分離，四組分含量見表1。

由表1可得，燃料油中的飽和分和芳香分含量較多。京博18/5燃料油的飽和分含量最高，達(dá)到48.9%，而瀝青質(zhì)含量最少，僅為1.6%。催化油漿的芳香分含量最高，達(dá)到60.2%，瀝青質(zhì)含量較小，僅為2.4%。對(duì)于委內(nèi)瑞拉380號(hào)燃料油和勝利稠油鄭411#，飽和分，芳香分含量較高，而瀝青質(zhì)的含量較低；勝利稠油鄭411#的膠質(zhì)含量較高，所以，勝利稠油鄭411#的殘?zhí)枯^高。

表1中的數(shù)據(jù)表明，委內(nèi)瑞拉380號(hào)燃料油、燃料油B、催化油漿。

分離出幾種燃料油的四組分后，分別測(cè)定了委內(nèi)瑞拉380號(hào)燃料油、燃料油B和催化油漿A的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的殘?zhí)恐怠?/p>

表1 燃料油四組分含量(m)Table 1 Sub-fractions content of fuel oil w %

(2) 燃料油及其組分殘?zhí)恐?/p>

測(cè)定了燃料油組分的殘?zhí)恐担瑢?duì)燃料油中殘?zhí)吭谄渌慕M分中的分布進(jìn)行考察。

委內(nèi)瑞拉380號(hào)燃料油、燃料油B和催化油漿A組分中的殘?zhí)恐狄姳?。。

表2 燃料油及其組分殘?zhí)縏able 2 Carbon residue in fuel oil and their sub-fractions w %

由表2 可以看出，委內(nèi)瑞拉380號(hào)燃料油、燃料油B和催化油漿A的膠質(zhì)殘?zhí)恐狄∮跒r青質(zhì)的殘?zhí)恐怠４呋蜐{A的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)殘?zhí)恐迪嗖钭畲?，達(dá)到42.9%，委內(nèi)瑞拉380號(hào)燃料油的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)殘?zhí)恐迪嗖钭钚。瑸?5.1%。另外，3種燃料油中，燃料油B的瀝青質(zhì)殘?zhí)恐底畲?，達(dá)到了70.6%，催化油漿A的膠質(zhì)殘?zhí)恐底畹?，僅為26.0%。

由上述可見，在燃料油中，殘?zhí)恐饕植荚谀z質(zhì)和瀝青質(zhì)中。

2.2 殘?zhí)吭谠徒M分中的分布

2.2.1 渣油的四組分分離

選取減壓渣油A、減壓渣油B、輪古常渣及減壓渣油C為原料，對(duì)渣油進(jìn)行四組分分離，四組分含量見表3。

表3 不同渣油的四組分含量Table 3 Sub-fractions content of residues w %

由表3可得，輪古常渣的飽和分含量最高，達(dá)到27.2%；減壓渣油A的芳香分含量最高，達(dá)到45.3%；而減壓渣油C的膠質(zhì)含量最高，達(dá)到36.4%，這可以表明，減壓渣油C的殘?zhí)亢孔畲?。而輪古常渣的瀝青質(zhì)含量最高，達(dá)到18.5%。對(duì)于減壓渣油A和減壓渣油B，瀝青質(zhì)含量最低，僅為4.6%和5.6%。

由表2 和3可得，渣油的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的含量較燃料油的含量高；飽和分芳香分含量較燃料油的含量低。

2.2.2 渣油及其組分的殘?zhí)恐?/p>

測(cè)定了幾種渣油的四組分含量和組分的殘?zhí)恐?，?duì)渣油中殘?zhí)吭谄渌慕M分中的分布進(jìn)行考察。

減壓渣油A、減壓渣油B、輪古常渣等渣油的組分殘?zhí)恐狄姳?。

表4 渣油及其組分的殘?zhí)?m)Table 4 Carbon residue in residues and their sub-fractions w%

由表4可以看出，減壓渣油A、減壓渣油B、輪古常渣、減壓渣油C的膠質(zhì)殘?zhí)恐狄∮跒r青質(zhì)的殘?zhí)恐怠?/p>

減壓渣油C的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)殘?zhí)恐迪嗖钭畲?，達(dá)到50.5%，輪古常渣的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)殘?zhí)恐迪嗖钭钚?，?5.9%。

另外，4種渣油中，減壓渣油C的瀝青質(zhì)殘?zhí)恐底畲?，達(dá)到了73.1%，而減壓渣油C的膠質(zhì)殘?zhí)恐底畹?，僅為22.6%。

4 結(jié) 論

(1) 在燃料油中，殘?zhí)恐饕植荚谀z質(zhì)和瀝青質(zhì)中。

(2) 在渣油中，殘?zhí)恐饕獊碓从跇悠分械哪z質(zhì)和瀝青質(zhì)，主要是瀝青質(zhì)。

(3) 自動(dòng)微量殘?zhí)繙y(cè)定法適合測(cè)定渣油組分中的殘?zhí)俊?/p>

［1］范登利.殘?zhí)繙y(cè)定方法及數(shù)據(jù)的相關(guān)性探討[J]．石油煉制與化工，2005，36（10）：61-65.

［2］魏國英.潤(rùn)滑油殘?zhí)繙y(cè)定方法[J]．合成潤(rùn)滑材料，2008，35（1）：17-19．

［3］李明，梁家昌，袁漢珍，杜有如．一種用核磁共振氫譜測(cè)定航空潤(rùn)滑油與航空燃油殘?zhí)康男路椒╗J]．中國民航學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，19（3）：52-54．

［4］魏國英.潤(rùn)滑油殘?zhí)繙y(cè)定方法[J]．合成潤(rùn)滑材料，2008，35（1）：17-19．

［5］任飛. 石油產(chǎn)品殘?zhí)恐档臏y(cè)定[J]. 廣東化工,. 2006,33(9)：63-64.

［6］王紅,文萍.石油產(chǎn)品殘?zhí)繙y(cè)定方法的對(duì)比[J].現(xiàn)代儀器,2011,17(3):73 -75.

［7］國家技術(shù)監(jiān)督局．石油產(chǎn)品殘?zhí)繙y(cè)定法（微量法）[M]．北京：中國石化出版社，1998:1-5．

［8］文萍，王紅. 懸浮床加氫裂化產(chǎn)物中酸性含氧化合物的分布，石油學(xué)報(bào)（石油加工），2010.26(1):127-131

Teaching Reformation of Determination Experiment of Carbon Residue in Petroleum Products

WEN Ping, SUN Zhuo-hui, LI Shu-feng, MU Bao-quan, LI Chuan
（College of chemical Engineering, China University of Petroleum, Shandong Qingdao 266555，China）

Teaching reformation of determination experiment of carbon residue in petroleum products was carried out in our college. Fuel oil and residues were separated into four sub-fractions, including saturates, aromatics, resins and>n-C7asphaltene. Carbon residue in fuel oil, crude oil and residues and their sub-fractions were determined by automatic micro carbon residue instrument. The experimental results show that, the higher n-C7asphaltene, the larger carbon residue. Carbon residue was mainly distributed in asphaltene of petroleum.

Carbon residue; Micro method; Petroleum product ; Sub-fractions

O 657

： A

： 1671-0460（2014）04-0509-03

2013-09-13

文萍（1971-），女，山東青島人，高級(jí)工程師，碩士。研究方向：渣油輕質(zhì)化及油田化學(xué)。E-mail：wenpinig@upc.edu.cn。