油品粘度测定的倾点分析

文章更新于2021年2月24日

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油的倾点是决定它在给定温度下如何流动的一个基本特性。这对于温度可能因内部和外部环境而波动的许多系统特别有用，例如汽车或航空发动机。在这篇文章中，我们看看是什么定义了油的倾点，以及如何推导出这一特性。

油的倾点是什么?

油的倾点是一种非常重要的特性，它是油失去流动特性的温度点，也就是油变得太粘而失去流动的最低点。它有许多含义，特别是在发动机内，因为它可以用来确定油或石油可以使用的温度范围。它也会给出一个很好的指示温度，油将变得太粘，它将阻止发动机启动。

然而，实际情况要复杂得多。因为倾点是相对于其粘度的，所以油的流体特性也有助于获得倾点值，即使它们没有被特别推导出来。流体和粘性特性通常归结为两种类型的粘度，这两种粘度是基于流体的剪切应力和剪切速率。两种类型的粘度有助于油的流体性质，倾点，是动态粘度和运动粘度。

在油的倾点流动和流体特性的损失可以归因于油基质中蜡的损失(更常见)，或由于油的粘度特性的强烈影响(后者通常用于粘性更大的油)。对于残余燃料油，有时还有另一个原因，流动损失可能受到油的热历史的影响，即油在其生命周期中所经受的加热和冷却的数量和时间。对于涉及泄漏的油的倾点，容器的大小和形状、油的头部以及油的物理结构也会影响倾点值。

一旦知道油的倾点，就不应该在低于这个值的温度下储存。如果在这些温度下储存，即使使用容积泵来运输原油，也很难处理和再液化。

油的倾点分析

有一系列手动和自动的工业采用的方法，用于测量油的倾点，这是支持和批准的国际标准组织，ASTM国际。用于测量石油基油的倾点，标准试验是ASTM D97和ASTM D5949。对于原油，标准试验是ASTM D5853。

ASTM D97

ASTM D97是一种手工方法，用于确定任何石油基油的倾点。在这种方法中，将油样品放入容器中进行预热，然后进行冷却，使油的温度高于预期的倾点9°C(48.2°F)。这就形成了石蜡晶体。

之后每隔3°C(37.4°F)的间隔对样品进行检测。检查的形式是将容器从冷却装置上移开并倾斜它，以查看油是否有任何表面运动。3°C(37.4°F)添加到油不再流动的温度点(因为这是最后一个流动点)，这是油的倾点。这种方法确实意味着倾点是一个轻微的近似值，但最大误差只有3°C(37.4°F)。

然而，D97方法确实有一些缺点，因为它依赖于人的专业知识，精度和可重复性往往较差，它是一个耗时的过程，并且需要大量的样品来执行倾点测试。

ASTM D5949

ASTM D5949方法与D97方法的原理相同，主要区别在于它是一个自动化的过程，而不是手动的。该仪器的自动化提供了更快、更可靠、更准确的倾点测量，并消除了人为误差的可能性。与手动D97方法相比，它需要的样本要小得多，而且通常可以提供四倍于手动D97方法的测量速度。

这种自动化方法在冷却过程中，将氮气控制在油样表面，并使用光学设备来测量油样表面的任何变化。控制冷却可以获得更精确的倾点值，并可以使用无需任何外部制冷机组或温浴

ASTM D5853

ASTM D5853方法是专门设计用于原油使用的手工方法，本质上是ASTM D97方法的改编扩展。由于原油是由许多不同的碳氢化合物组成的，这些碳氢化合物的长度、分支程度和流动特性都不同，因此，这种方法被设计用来提供原油样品的倾点范围。在这个范围内，样品可以呈现为液体或固体，因为蜡晶体在加热阶段更容易形成。

为了得到这个范围，一个上和一个下倾点值被测量。上倾点是通过上面详细介绍的D97方法的相同过程获得的。将原油样品倒入不锈钢容器中，用油浴加热到100°C(212°F)以上，可以得到较低的倾点。在给定的时间后，将样品取出并冷却，从而获得倾点值。

来源:

1. 三趾鸥:http://www.kittiwake.com/bunker-fuel-testing-analysis/marine-fuel-onsite-laboratories/pour-point-test
2. 石油产量:http://www.oilproduction.net/files/Introduction.pdf
3. AmSpec:https://www.amspecllc.com/wp-content/uploads/2017/09/amspec_techtalk_p_stands_for_pour_point_2.pdf
4. ASTM:http://www.shxf17.com/pdf/ASTMD97-2005.pdf
5. 第五星Petrolab:https://www.alcorpetrolab.com/11-alcor-petrolab/680-astm-d5949
6. “蜡质油粘度的一般模型”- Al-Zahrani s.m.和Al-Fariss T. F.，化学工程与加工:过程强化，1998, DOI: 10.1016 / s0255 - 2701 (98) 00047 - 6
7. 《测定原油和石油产品倾点的装置》Shram V. G.等人，Procedia工程，2016, DOI: 10.1016 / j.proeng.2016.07.023
8. ASTM D5949自动倾点测量方法的评价，以及从物理特性预测倾点。第38届AMOP环境污染及应对技术研讨会论文集，2015

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