油品平均分子量的测定方法

油品平均分子量的测定方法

黄英强

通标标准技术服务有限公司东莞分公司  广东 东莞 523000

摘  要：本文在对油品平均分子量的内涵及其表现特征进行探讨的基础上，对油品平均分子量的主要测定方法与技术原理进行了研究，对油品平均分子量测定应注意的问题进行了归纳，为石油化学工业的快速发展提供了科学研究依据

关键词：油品； 平均分子量； 测定方法

引言

对油品平均分子量进行测定是石油化学工业中，研究化合物性质的重要手段。随着科学技术和石油化学工业的快速发展，要求对油品理化性能的分析研究必须与此相适应。因此，这就对油品平均分子量的测定技术和方法提出了更高的要求，不仅要全面系统的掌握，而且要灵活进行运用，为科学研究提供可靠的参考依据[1]。然而，从目前已知的情况来看，油品平均分子量的测定方法不下十余种，为了便于研究，本文从逻辑思维的视角，从以下几个方面进行探讨研究。

1.油品平均分子量的内涵及其表现特征

油品主指石油。石油由于是各种复杂化合物的混合体，所以，油品分子量的平均值就是石油馏分分子量的取值，这就是油品平均分子量的来历[2]。油品的分压、汽化热、石油蒸气的体积以及石油馏分的一些化学性质等都是用油品的平均分子量来进行计算的。按照统计的方法来进行分类，油品平均分子量可以分为：粘均相对分子质量、数均相对分子质量、Z均相对分子质量以及重均相对分子质量等等。其中，数均相对分子质量，在重质油中应用最为广泛。具体可参见图1。平均分子量可以计算油品的结构参数、结构族组成，反映油品平均分子的大小。油品的重要表现特征是其固有的理化性能，主要表现在沸点、残碳、闪点、密度几个方面[3]。

图1：分子量与相对密度关系图

2.油品平均分子量的主要测定方法与技术

2.1 主要测定方法种类概述

油品平均分子量的常用测定方法主要有：（1）冰点降低法。适用范围：分子量在150—700之间，汽油、煤油、柴油的沸点均小于350；（2）VPO蒸汽压渗透法。适用范围：减压镏分油、渣油的沸点均大于3500C；（3）GPC凝胶渗透色谱法。适用范围比较广泛；（4）端基分析法。适用于高聚物测定；（5）镏程测定法。适用于重柴油、蜡油、原油等重质馏分的测定；（5）密度测定法。主要适用于石油和液体石油产品的密度测定；（6）闪点测定法。主要适用于减压渣油、减压镏分油、汽油、煤油和柴油的测定；（7）残碳测定法。主要适用于润滑油、燃料油的测定；（8）凝点测定法。主要用于油品中醋量测定；（9）酸度测定法。适用于柴油、煤油、汽油的测定；（10）腐蚀测定法。主要用于铝合金、铜片等金属的腐蚀测定[4]。

2.2主要测定技术原理

常用的油品测定技术原理如下：

第一，冰点降低法技术原理。运用这种方法能够使油品在环己烷或笨中得到完全溶解，而且溶剂和溶质还都没有化学反应。这些在大庆油田、胜利油田都有过类似的试验，比如在大庆油田的减渣试验、胜利油田的直镏沥青试验，平均分子量都在700——800之间，与VPO测定法数据进行比较，其结果误差小于10%。但是，需要说明的使，冰点降低法只能用于<350 0C的轻质油品的测定，不能用于测定重油平均分子量[5]。

第二，蒸气压测定法技术原理。这种测定方法又称VPO法，它的测定原理来自于拉乌尔定律。其测定方法是在装满溶剂和蒸气且保持恒温、密闭测量室中放入A、B两个匹配的热敏电阻，并与惠氏电桥相连接，以测定两者之间的温差。当A,B两个表面都出现溶剂液滴的时侯，说明A、B两者的温度是一样的，没有出现温差。如果，其中有一个热敏电阻上挂有液滴，则会使溶液液滴温度和溶液蒸汽压的升高。当在溶液液滴温度下溶剂蒸汽压与蒸气压相等的时候，才能达到平衡。溶液中溶解的微粒数量与温度的增量是成正比的。

第三，GPC凝胶渗透色谱法。从材料来源的角度来看，凝胶可分为两大类：即有机和无机。对重质油来说，一般都是使用的交联苯乙烯有机凝胶，但使用这种凝胶它的孔径控制在10—50mm和500——1000mm之间。可用DRD折射检测器进行检测，DRD是一种通用型检测器，对重油各组分的测定都会有响应，重油平均分子量的测定通常都是用DRD检测器进行测定。     

第四，镏程测定法技术原理。所谓镏程是指油品在规定的一定条件下，在蒸馏过程中所得到的初镏点和终镏点为特征的温度范围，这种温度范围就叫做镏程。它的表示方法是用在一定蒸馏温度下，镏出物的体积百分数所反映出来的蒸馏温度来进行表示。镏程是区别不同油品的一种重要指标，也是判断油品使用性能和鉴定油品蒸发性的重要指标。因此，对油品镏程测定的准确与否，直接关系和影响到油品的产量与质量。在镏程的测定过程中，要严格按照国家的相关检测规范进行，对重质油如原油、蜡油、重柴油等重质馏分的测定要依据SH/T 0165《高沸点范围石油产品高真空蒸馏测定法》的相关规定进行；对轻质石油产品如车用柴油、车用汽油、煤油、溶剂油等进行馏分测定要依据GB/T 6536《石油产品常压馏程

特性测定法》和GB/T 255《石油产品馏程测定法》相关规定进行。

第五，密度测定法技术原理。所谓密度是指在温度一定的前提之下，单位体积kg/m3或kg/cm3内所含物质的质量数。它主要用交货验收和换算数量的计量与油品的质量控制，和判断油品的性能上。测定石油产品密度的方法有比重瓶法和密度计法两种：密度计法适用于石油和液体石油产品的密度测定，依据规范是GB1884—83；比重瓶法适用于油品密度的测定，依据规范是GB2540—81，但必须要在200C的温度下进行测定。

第六，闪点测定法的技术原理。所谓闪点就是对油品进行加热冒出蒸气，并与火焰发生碰撞产生火花时候的最低温度。发生碰撞时产生的闪火实际是一种爆炸现象，这种现象是混合气中燃料蒸气在一定的范围内的爆炸极限或燃烧极限。其中把燃料的最低浓度称之为爆炸下限，把最高浓度称之为爆炸上限。测定油品闪点的方法有闭杯闪点法与开杯闪点法两种。油品的沸程越高，其闪点值也越高，而且同一油品的开杯闪点值比闭杯闪

点值高。

第七，残炭测定法的技术原理。所谓残碳是指油品在残碳测定器不通过空气的前提之下，进行加热，使其进行蒸发和分解，在排出的气体经燃烧后剩下的焦黑色残留物，这种残留物就是残碳。残碳是衡量油品中不稳定化合物与胶状物质的一种间接性指标，它的测定指标值越大，就说明油品中的胶状物质和不稳定烃类就越多。残碳的测定结果要用质量分数进行表示。对油品进行残炭测定要依据国家规范要求进行测定，主要测定规范是：GB/T 17144《微量残炭法》、SH/T 0170《电炉法残炭》、GB/T 268《石油产品残炭测定法》。

第八，凝点测定法的技术原理。所谓凝点是指石油产品在规定的试验条件之下，将试油装进试管倾斜450放置，并经冷却1 min后，达到油面不再移动的最高温度即为凝点。石油产品是一种复杂且多种烃类的混合物，在这种混合物内，其中的任何一种烃类都有其自己的凝点。凝点是判断油品在低温条件下其流动性能的一种重要指标，它主要用于评估油品中的含蜡量，是油品储运中确保油品质量的重要依据之一。凝点测定的主要影响因素有冷却速度、化学成分和热处理等。凝点测定要按国家检测规范进行，主要是GB/T 510《石油产品凝点测定法》。

第九，酸度（值）测定法的技术原理。酸度与酸值的测定可以控制油品的使用性能和腐蚀性能，可以判定油品的腐蚀性、酸性物质的含量、变质情况和使用性能。测定酸度、酸值要按国家的相关检测规范要求进行，检测酸度、酸值的相关规范是GB/T 264《石油产品酸值测定法》和GB/T 258《汽油、煤油、柴油酸度测定法》。

第十，腐蚀测定法的技术原理。在油品的存储、运输和使用过程中，免不了会与金属接触，比如铝合金、铜之类的物品等，为了提前预知油品中是否含有对金属腐蚀的可能性，是否含有腐蚀金属的活性硫化物，必须按国家有关规定进行铜片腐蚀试验，具体可依据GB/T 5096《石油产品铜片腐蚀试验法》的规范要求进行。

3.油品平均分子量测定应注意的几个问题

3.1总体需注意的问题

第一，按国家规定的检测标准进行测定。 对石油产品的检测，国家有一整套的系列检测规范标准，对产品的质量标准、使用性能等都有很明确的规定，具体主要包括油品验收、交货、储存、运输、产品标志、产品包装、检验规则、质量检测方法、技术要求、产品规格、品种、代号、命名、分组、分类等内容。

第二，按检测规定进行操作。由于石油产品是一种极为复杂的有机化合物的混合物，理化性质也没有相对固定的值，所以，对石油产品进行检测必须要有进行试验的特定设备和检测仪器，并按国家相关检测规定进行操作。

3.2 具体操作中需注意的问题 

第一，镏程测定。(1) 油品不同石棉垫的孔径就会不同。(2)馏程的测定要严格控制大气压力和加热速度。(3)要用干净的蒸馏瓶，瓶内不允许有积炭。

第二，凝点测定。（1）试验温度计、套管、试管符合试验标准要求。（2）要按照凝点检测标准控制好冷却剂的温度。(3)试样要先在水浴中进行预热，再在室温中进行冷却，预热和冷却的温度按检测规定实施。(4)温度计的插放位置要正确。(5)在进行凝点测定前，要对油品进行脱水处理。

第三，酸度测定。（1）进行酸度（值）测定时，不能用水作为溶剂。（2)必须进行两次测定。(3)不能过多加入指示剂。

第四，腐蚀测定。腐蚀测定所用的试剂，要先经铜片试验合格后才能使用。

    第五，残碳测定。（1）残碳测定时摇匀试样。（2）如果是含水量0.5%的试样，要先进行脱水。

4.结语

综上所述，本文在对油品平均分子量的主要测定方法与技术原理进行探讨的基础上，对油品平均分子量测定应注意的问题进行了归纳，为石油化学工业的快速发展提供了科学研究依据。

参考文献：

[1]元, 宋君, 唐文生. 一种测定聚乙二醇4000及其散剂平均分子量及分布系数的检测方法:, CN111579660A[P]. 2020.

[2]白颖, 李建伟. 凝胶色谱法测定高聚物的平均分子量及分子量分布[J]. 塑料科技, 2007, 35(4):2.

[3]刘爱民. 凝胶渗透色谱法测定聚丙烯腈共聚物的平均分子量及分布的研究[J]. 安徽化工, 2003, 29(1):5

[4]衷晓玉. 油品平均分子量测定方法综述[J]. 山东化工, 2022(051-010).

[5]李申章. 浅论油品常见的理化性能及其测定技术方法[J]. 中国科技财富, 2010(18):1.