油氣儲運實驗技術

主講：趙書華常州大學油氣儲運實驗中心個人電話0519-83282980Email：zsh@1江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》課程內容本課程分為實驗誤差與數據處理基本理論、油氣儲運實驗技術、油氣儲運綜合實驗平臺三大部分。實驗誤差與數據處理基本理論簡要介紹：誤差的概念、表示方法、產生原因以及數據的記錄和實驗結果的處理等相關內容。油氣儲運實驗技術部分主要講述：（1）油品分析與化驗（2）油氣分析與檢測（3）油品損耗與油氣回收等內容。油氣儲運綜合實驗平臺簡單介紹：（1）油品儲運管道輸送實驗平臺（2）油品蒸發損耗與油氣回收實驗平臺（3）多相流實驗平臺等大型綜合性實驗平臺的概況、性能及功能實現。2江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》實驗誤差與數據處理

1.1基本概念誤差：測量結果與真實值之間的差異，就是測量誤差。測量結果：由測量所得到的賦予被測量的值，是研究的對象。真值：是指某量在所處的條件下被完善地確定或嚴格定義的量值。真值是一個理想的概念，實際上，真值常用實際值——用高一等級的計量標準器具所計量的量值或一列計量結果的平均值來代替。理論真值：只存在于純理論之中。如：三角形內角之和恒為180o；一個整圓周角為360o。約定真值：也稱指定值、約定值、參考值，是指對于給定用途具有適當不確定度的、賦予特定量的值。如：國際單位制（SI）中的七個基本量：米、千克、安培、秒、開爾文、摩爾、堪德拉（光強）的約定基準值，等等。誤差公理：測量結果都具有誤差，誤差自始至終存在于一切科學實驗和測量的過程之中。誤差具有普遍性和必然性。3江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》1.2誤差的分類誤差可分為：系統誤差、隨機誤差、粗大誤差。（1）系統誤差：在重復性條件下，對同一被測量進行無限多次測量所得結果的平均值與被測量的真值之差。系統誤差具有規律性，可以根據其產生原因，采取一定的技術措施，設法消除或減小；也可以在相同條件下對已知約定真值的標準器具進行多次重復測量的辦法，或者通過多次變化條件下的重復測量的辦法，設法找出其系統誤差的規律后，對測量結果進行修正。（2）隨機誤差：又稱為偶然誤差，是指測得值與在重復性條件下對同一被測量進行無限多次測量結果的平均值之差。隨機誤差具有隨機性，沒有確定的規律。但象其它隨機變量一樣，對無限次測量，隨機誤差服從統計規律。（3）粗大誤差：又稱為疏忽誤差、過失誤差或簡稱粗差，是指明顯超出統計規律預期值的誤差。是由測量方法不當或錯誤，測量操作疏忽和失誤，讀數錯誤，測量條件的突變引起的誤差。由于該誤差很大，明顯歪曲了測量結果，應予以剔除。4江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》1.3精密度、正確度和準確度測量誤差的大小通常用準確度和精密度來評價。精密度：在相同的條件下進行多次測量時,所得結果的一致程度。精密度反映的是隨機誤差的大小。正確度：計量結果與真值的接近程度。正確度反映的是系統誤差的大小。準確度：計量結果的一致性及與真值的接近程度。準確度是精密度和正確度的綜合反映。5江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》1.4誤差的表示方法（1）絕對誤差絕對誤差表示測量值與真實值之差：

δ＝x-a

絕對誤差是一個具有確定的大小、符號及單位的量，適用于同一量級的同種量的測量結果的誤差比較和單次測量結果的誤差計算。（2）相對誤差相對誤差是指誤差在真實結果中所占的百分率。表示為：

γ=δ/a×100%。相對誤差常用來衡量測量的相對準確程度。6江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》1.4誤差的表示方法

（3）引用誤差引用誤差專用于儀器儀表誤差的描述。引用誤差是一種相對誤差，而且該相對誤差是引用了特定值，即標稱范圍上限（量程）得到的，故該誤差又稱為引用相對誤差、滿度誤差。如：溫度表、壓力表等的精度等級就是按照引用誤差進行分級的。這些儀表的準確度等級分別為0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0七級，這些等級表明儀表的引用誤差不能超過的界限。7江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》1.5測量誤差的來源測量設備誤差是指使用測量設備所帶來的誤差，屬于系統誤差。測量方法誤差指使用的測量方法不完善，或采用近似的計算公式等原因所引起的誤差，又稱為理論誤差，也屬于系統誤差。測量環境誤差指各種環境因素與要求條件不一致而造成的誤差。測量人員誤差測量人員的工作責任心、技術熟練程度、生理感官與心理因素、測量習慣等的不同而引起的誤差。被測對象變化誤差測量對象在整個測量過程中處在不斷地變化中而引起的測量誤差。分析誤差來源注意事項：全面分析；不遺漏；不重復；重大避小。8江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》1.6有效數字有效數字是指在分析工作中實際能夠測量到的數字，用來表示含有誤差的近似數的。是指經過修約后所得的近似數，從左邊第一個不是零的數字起到末位上的所有數字。數字修約規則：（1）若舍去部分的數值大于保留末位的0.5，則末位加1，（大于5進）；（2）若舍去部分的數值小于保留末位的0.5，則末位不變，（小于5舍）；（3）若舍去部分的數值恰等于保留末位的0.5，此時，若末位是偶數，則末位不變，若末位是奇數，則末位加1，（等于5奇進偶不進）。9江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》近似數的運算規則加減運算：近似數相加或相減時，小數位數較多的近似數，只須比小數位數最少的那個數多保留1位。在計算結果里，應保留的小數位數與原來小數位數最少的那個近似數相同。乘除運算：有效數字較多的近似數，只須比有效數字最少的那個多保留1位，其余均舍去。計算結果應保留的有效數字的位數，與原來近似數里有效數字最少的那個相同。乘方和開方運算：對于近似數的乘方和開方運算可歸納為；在近似數乘方或者開方時，計算結果應保留的有效數字與原來近似數的有效數字的位數相同。10江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》1.7數據處理正確記錄測量值：記錄實驗數據時，取其可靠位數的全部數字加上第一位可疑數字，作為測量結果。正確表達分析結果：因為分析結果是由實驗數據計算得來的，所以分析結果的有效數字位數是由實驗數據的有效數字決定的。如測試結果有比較穩定的更高的重復性,則必要時也可比有效數字多取一位,以供應用時參考。11江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》2油品分析與化驗石油已成為世界第一能源。石油產品是以石油或石油某一部分做原料直接生產出來的各種商品的總稱。對于石油產品的準確分析，有助于人類正確認識和合理使用石油這一不可再生性資源。本部分主要概述石油及其產品的組成、分類，石油產品分析的任務、分析標準，石油產品試樣的采集方法及分析數據的處理等。

2.1.1石油及石油產品石油是一種粘稠狀的可燃性液體礦物油，顏色多為黑色、褐色或綠色，少數有黃色。地下開采出來的石油未經加工前叫原油。石油產品是以石油或石油某一部分做原料直接生產出來的各種商品的總稱。例如，燃料、潤滑油、潤滑脂、石蠟、瀝青、石油焦及煉廠氣等。2.1概述

12江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》2.1.2油品分析的依據和意義油品分析的依據：用統一規定或公認的試驗方法，分析檢驗石油產品理化性質和使用性能的試驗過程。石油產品分析的意義：①對石油產品的生產進行樣品檢驗，指導和控制油品的生產過程和加工質量。②對產品的質量進行有效控制和檢驗，確保進入商品市場的石油產品的質量。③對石油產品質量進行仲裁。當油品生產和使用部門對油品質量發生爭議時，可根據國際或國家統一制定的標準進行檢驗，確定油品的質量，作出仲裁，以保證供需雙方的合法利益。13江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》2.2石油產品分析的標準2.2.1石油產品標準所謂石油產品標準，是指將石油及石油產品的質量規格按其性能和使用要求規定的主要指標。石油產品標準包括產品分類、分組、命名、代號、品種（牌號）、規格、技術要求、檢驗方法、檢驗規則、產品包裝、產品識別、運輸、貯存、交貨和驗收等內容。2.2.2試驗方法標準石油產品的試驗多為條件性試驗方法，為方便使用和確保貿易往來中具有仲裁和鑒定時的法律約束力，必須制定一系列的分析方法標準即試驗方法標準。根據標準的適應領域和有效范圍分為五類。14江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》2.2.2油品試驗方法標準

石油產品的試驗方法的五大標準：（1）國際標準由共同利益國家間的合作與協商制定，是為大多數國家所承認的，具有先進水平的標準。如國際標準化組織（ISO）所制定的標準及其所公布的其他國際組織（如國際計量局）制定的標準。（2）地區標準局限在幾個國家和地區組成的集團使用的標準。如歐盟制定和使用的標準。（3）國家標準是指在全國范圍內統一使用的標準，一般由國家指定機關制定，頒布實施的法定性文件。國家標準號前都冠以不同字頭。例如，我國用GB表示，美國用ANSI，英國用BSI等。15江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》2.2.2油品試驗方法標準（4）行業標準是指有關各行業發布的標準。在無現行國家標準而又需要在全國行業范圍內統一技術要求時，要制定行業標準。如原中國石油化工總公司標準用SH、原中華人民共和國化學工業部標準用HG。國際上著名的行業標準有美國的材料與試驗協會標準ASTM，英國石油學會標準IP和美國石油學會標準API。它們都是世界上著名的行業標準，是各國分析方法靠攏的目標。（5）企業標準在沒有相應的國家或行業標準時，企業自身所制定的試驗方法標。企業標準不得與因家標準或行業標準相抵觸。為了提高產品質量，企業也可制定較國家標準或行業標準更為先進的企業標準。在我國主要執行中華人民共和國強制性標準（GB）、推薦性國家標準（GB/T）、石油和石油化工行業標準（SH）和企業標準，涉外的按約定執行。16江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》2.3油品的基本理化性質及測定油品的理化性質是組成它的各種化合物性質的綜合表現，這些性質的測定對石油產品的生產和使用具有非常重要的意義。這里主要介紹油品的密度、粘度、閃點、餾程、凝點等理化性質及其測定。17江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》2.3.1石油密度及其測定（1）石油密度石油的密度是石油最普遍的特性、是一個最基本的質量指標，它可以和其它性質綜合在一起大致判斷石油的組成，它也是目前貯運計量中的一個重要性質。密度：單位體積內所含石油的質量，稱為石油的密度，用ρ表示，用其單位為kg/m3、g／cm3。密度有視密度、標準密度、相對密度之分。由于石油隨溫度變化而改變其體積，密度也隨之發生變化，因此石油產品密度的測定結果必需注明測定溫度，用ρt表示，其中ρ為測得之密度值，t為測定該值時的溫度，例如ρ20、ρ15，就是分別表示石油產品在20℃、15℃時的密度。18江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》2.3.1石油密度及其測定視密度和標準密度：我國統一規定測定石油產品密度的標準溫度為20℃，把20℃的密度規定為石油產品的標準密度，以ρ20表示，因此測定密度所用的石油密度都是在20℃時進行分度的，即在使用時只有在20℃時密度計的示值才是正確的。在其它溫度下測得的密度ρt，稱為視密度，需查表或計算為20℃時的密度。相對密度（也叫做比重）：在一定條件下，一種物質的密度與另一種參考物質密度之比稱為相對密度，用由d表示。通常以4℃的純水做為參考物質，由于4℃純水的密度為1，所以油品在t℃下的相對密度值就是油品在t℃時的密度值。19江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》2.3.1石油密度及其測定（2）石油密度測量石油密度測量分為在線測量和實驗室密度測量。

a）在線測量在線測量大部分選用振動管式液體密度計進行測量。選用的密度計測量準確度不應超過±1kg/m3，在條件允許的憎況下，可選用測量準確度±0.5kg/m3。確定密度計的數量時，每個流量計組一般安裝2臺密度什，正常運行1臺，備用1臺。在密度計的工藝安裝中，應考慮設計密度計在線檢定流程。當被測介質有結蠟或結垢現象時，應考慮設置除蠟、除垢設備，以確保密度計的測量準確廢．20江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》2.3.1石油密度及其測定

b）實驗室測量石油密度的實驗室測量有密度計法和比重瓶法。密度計法是以阿基米德定律為基礎的。當密度計沉入液體時，排開一部分液體，受到向上的浮力，當自重等于浮力時，密度計飄浮于液體石油產品中。比重瓶法是根據密度的定義，測定比重瓶內油品的質量和容積的比值。在20℃時，先稱量空比重瓶，在稱量用蒸餾水充滿至標線的比重瓶，求得瓶內水的質量——“水值”，再除以水的密度得到比重瓶的容積，然后將被測石油產品充滿至標線求得其質量，由此即可求出油品的密度。21江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》2.3.1石油密度及其測定

C）石油密度的測定標準

GB/T1884-2000原油和液體石油產品密度實驗室測定法(密度計法)——相當于ISO3675，ASTMD1289，

GB/T1885視密度換算表。

GB/T2540石油產品密度測定法(比重瓶法)——相當于ISO3838，ASTMD1217；密度計法簡單方便，一般用于生產現場和質量檢驗；比重瓶法精密度高，多用于科學研究中。本實驗是采用石油密度計法來測定油品的密度。22江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》2.3.1石油密度及其測定（3）密度計法實驗概要將試樣處理至合適的溫度并轉移到和試樣溫度大致一樣的密度計量筒中。再把合適的石油密度計垂直地放入試樣中并讓其穩定，等其溫度達到平衡狀態后，讀取石油密度計刻度的讀數并記下試樣的溫度。在實驗溫度下測得的石油密度計讀數，用GB/T1885石油密度換算表或者計算法換算到20℃下的密度。23江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》2.3.1石油密度及其測定（4）石油密度計的規格性能及讀數24江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》2.3.1石油密度及其測定（5）注意事項1.密度計選用時，先估計所測油品的大約密度值，從小到大進行選用。2.在取用密度計時，應盡量減少手指對密度計的污染，并避免密度計上端細小部分折斷，輕輕拿住密度計上端，扶直，慢慢提起，嚴禁橫拿。3.將密度計垂直侵入量筒的試油中時，應輕輕放入，當手感到有點浮力后才可放手，以免密度計突然沉底而碰破。密度計應自由漂浮在量筒中心。4.對粘稠試油(如原油)，應當在加熱到試油具有足夠流動性的最低溫度下測定。使用恒溫浴時，其液面要高于密度計量筒中試樣的液面。5.測定密度時，應同時測定試樣的溫度。25江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》2.3.2閃點及其測定（1）閃點、燃點石油氣或油品蒸汽與空氣的混合物，在一定的濃度范圍內，遇到明火能產生爆炸。如果混合氣中可燃氣體過少或過多，則混合物不爆炸。有爆炸可能性的濃度范圍稱為爆炸極限，其上限濃度稱為爆炸上限，其下限濃度稱為爆炸下限。這個爆炸范圍決定于混合物的化學組成和物理條件，如測定方法、溫度、壓力等。閃點是指在一定的試驗條件下，將試樣加熱蒸發，使之與空氣形成油氣混合物，遇火即發生閃火時的最低溫度。當超過閃點繼續升溫，能發生連續5秒鐘以上的燃燒現象的最低溫度就是燃點。一般，燃點比閃點高1～5℃。閃點是微小爆炸的最低溫度。混合氣中可燃性氣體含量達到一定濃度時，遇火才能爆炸。26江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》（2）閃點的意義閃點是油品的安全性能指標，是鑒定油品發生火災危險性的重要依據，是鑒定油品質量和規定儲存、運輸和使用條件的主要指標之一。閃點是表示石油產品蒸發傾向和安全性質的項目。油品的火災危險等級是根據閃點劃分的，甲類閃點＜28℃，如汽油、原油。乙類閃點在28～60℃，如煤油、-35柴油。丙類閃點：＞60℃，如柴油、潤滑油等。易燃液體也是根據閃點進行分類的，閃點在45℃以下的液體叫做易燃液體，閃點在45℃以上上的液體叫做可燃液體。按閃點的高低可確定其運輸、貯存和使用的各種防火安全措施。油品在儲存和使用中一般應低于閃點20~30℃。根據開口杯法閃點與閉口杯閃點之差值，可以判斷潤滑油中是否摻有微量的低沸點油品或溶劑，當其中含有微量低沸點組分時，會使閃點差顯著增大。對于潤滑油來說，閃點除說明其在使用中的安全性外，還反應它在高溫時蒸發損失的可能性。27江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》（3）閃點的測定方法測定油品閃點的方法有：閉口杯法和開口杯法兩種。閉口杯法是用規定的閉口杯閃點測定器所測得的閃點，稱之為閉口閃點。開口杯法是用規定定的開口杯閃點測定器所測得的閃點，稱之為開口閃點。閉口杯法適用于測定煤油、柴油、潤滑油的閃點，開口杯法適用于潤滑油、深色石油產品（如燃料油、瀝青及原油等）的閃點。相關標準如下：1）GB/T261石油產品閃點測定法（閉口杯法）,相當于ISO2719、ASTMD93；2）GB/T267石油產品閃點和燃點測定法（開口杯法）、GB/T3536石油產品閃點和燃點測定法（可利夫蘭開口杯法），相當于ISO2592、ASTMD92。28江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》（4）閉口閃點測定器

29江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》2.3.3餾程及其測定（1）石油餾程在一定壓力下，液體被加熱時，其蒸汽壓隨溫度升高而逐漸增大，當蒸汽壓與外界壓力相等時，液體開始沸騰，此時溫度稱為沸點。在一定壓力下，純物質的沸點為一定值，如純水在一個大氣壓，其沸點為100℃。但石油及其產品是一個以烴類化合物為主的復雜混合物，其沸點表現為一個很寬的溫度范圍。石油及其產品被加熱蒸餾時，沸點較低的組分最先汽化蒸餾出來，此時的溫度稱為初餾點，在不斷加熱情況下，蒸餾出來組分的沸點由低逐漸升高，直到最后沸點最高的組分也被蒸餾出來為止，此時溫度稱為終餾點。初餾點與終餾點就代表油品的沸點范圍，也叫沸程或餾程，如汽油的餾程約為40~200℃。30江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》（2）餾程測定的意義餾程是評定油品蒸發性的重要指標，也是決定烴類產生潛在的爆炸蒸氣趨勢的主要決定因素。餾程是判斷油品使用性能的重要指標，根據餾程可判斷其起動性能、燃燒性能、加速性能、積炭傾向和磨損情況。同時也是區分不同油品的重要指標之一。由于石油餾程（揮發性）影響蒸發速率，因此，揮發性也是許多溶劑(特別是用于涂料的)應用中的重要因素。石油產品規格通常包括餾程范圍，以保證產品具有適當的揮發性能。餾程測定是原油評價的重要內容，從所測石油餾分的收率和性質來確定原油最適宜的加工方案。餾程測定是煉油設計中必不可少的基礎數據。也是煉油裝置生產操作和質量控制的重要依據。31江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》（3）餾程測定的方法我國石油餾程的測定采用恩氏蒸餾方法，即取100mL試油在規定的儀器中，按規定的條件和操作方法進行的蒸餾過程。常用的蒸餾過程分為常壓蒸餾、減壓蒸餾和實沸點蒸餾。餾程的測定相關標準有：GB255《石油產品餾程測定法》、GB/T6536《石油產品蒸餾測定法》相當于ISO3405ASTMD86，本標準可以用手工測定，也可以用自動儀器測定。GB/T9168《石油產品減壓蒸餾測定法》相當于ASTMD1160標準。GB/T17280《原油蒸餾標準試驗方法》相當于ASTMD2892標準。32江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》（4）石油餾程測定器33江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》2.3.4凝點測定實驗（1）石油低溫性能指標各種油品都可能在低溫下使用，油品的低溫性能指標有:結晶點、冷濾點、傾點、凝點、冰點等。結晶點：在規定條件下油品冷卻時，最初出現蠟結晶時的溫度，單位以℃表示。冰點：油品被冷卻所形成的蠟結晶，在升溫時，其結晶消失一瞬間的溫度，單位以℃表示。冷濾點：在規定條件下。2OmL試樣開始不能通過過濾器時的最高溫度。單位以℃（按1℃的整數）表示。傾點：在規定條件下，被冷卻的試樣能流動的最低溫度，單位以℃表示。凝點：試樣在規定條件下冷卻至停止流動時的最高溫度，單位以℃表示。34江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》（2）凝點、冷濾點、傾點凝點和冷濾點是表征柴油低溫使用性能的重要指標。凝點是表明柴油在低溫環境中失去流動性的最高溫度；冷濾點則可表明柴油通過柴油發動機供油系統時能造成濾網堵塞的最高溫度。對輕柴油而言，冷濾點比凝點指標在實際使用中顯得更加重要。這是因為冷濾點與柴油的低溫使用性能直接相關，而凝點主要是與柴油的貯存、運輸有關。在柴油中加入很低濃度（1‰以下）的降凝劑就可大大改善柴油的低溫流動性。凝點和傾點是用來衡量潤滑油等低溫流動性的常規指標，過去常用凝點，現在國際通用傾點。同一油品的傾點比凝點略高。35江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》（3）油品凝點的測定石油產品的凝點的測定是指在嚴格規定的試驗條件，將盛于試管內的試油冷卻并傾斜45°經過一分鐘，油品不在流動時的最高溫度。對于純物質來說，有一固定的凝點，而石油產品是一種復雜混合物，在降溫時，是在一個相當寬的溫度范圍內逐漸凝固的。油品在低溫下失去流動性主要有兩種原因：

a）對于含蠟少的油品來說，隨著溫度的降低，油品粘度迅速增大，形成均勻的玻璃狀物質，最后由于油品粘度增大，在試驗條件下油品失去流動性。

b)對于含蠟多的油品來說，在溫度降低時，油品中石蠟結晶析出，在逐漸降低溫度過程中，石蠟結晶長大并逐漸形成石蠟的網狀“骨架”，將尚未凝固的油品包圍起來，使油品失去流動性。從上述兩種原因中可以看到，實質上油品在凝點時，并未真正凝固，離“固”相差很遠，只是在一定條件下失去流動性而已。石油產品的凝點除與油品中含蠟有關外，還與油品中所含膠質，瀝青質有關，由于膠質、瀝青質能阻礙蠟結晶網的形成，從而使油品凝點降低。36江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》（2）測定方法我國現采用的低溫性能測定標準有如下方法：（1）GB/T510石油產品凝點測定法：相當于ASTMD97標準。是將試樣裝在規定的試管中，冷卻到預期的溫度時，將試管傾斜45度經1分鐘，觀察液面是否移動。（2）GB/T3535石油產品傾點測定法：是將試樣預熱后，在規定速度下冷卻，每隔3℃檢查一下試樣的流動性，記錄觀察到試樣能流動的最低溫度作為傾點。（3）GB/T2413柴油冷濾點測定法：在規定的條件下冷卻試樣，并在200mmH2O柱壓力下抽吸，使試樣通過一個363目過濾器。測定堵塞過濾器的溫度。（4）SY/T7551原油傾點測定法：相當于ASTMD5853。37江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》（3）測試儀器38江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》2.3.5運動粘度及其測定（1）粘度的概念粘度是石油產品的主要的使用指標之一，特別是對各種潤滑油的分類分級、質量鑒別和確定用途等有決定性的意義，潤滑油的牌號大部分是以產品標準中運動粘度的平均值來劃分。在油品流動及輸送過程中，粘度對流體流態、壓力降等起重要作用，因此粘度又是計算、設計過程中不可缺少的物理常數。液體受外力作用移動時，在液體分子間產生的阻力稱為粘度，它是由石油產品的組分決定的。石油產品的粘度可用動力粘度、運動粘度、條件粘度（雷氏粘度、賽氏粘度、恩氏粘度）、表觀粘度等表示。在石油產品指標中，國際上最廣泛應用的是運動粘度。39江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》2.3.5運動粘度及其測定

（2）粘度的測定方法測定油品粘度的方法有：細管法（毛細管法、泄流法）、旋轉法（單筒、雙筒、錐－板、圓盤等）、鼓泡法、落球法、振動法、超聲波法等。國家標準有以下幾種：GB/T265石油產品運動粘度測定法和動力粘度計算法,相當于ISO3104、ASTMD445。GB/T11137深色石油產品運動粘度測定器(逆流法)，相當于ASTMD445。GB/T266石油產品恩氏測定法，相當于ASTMD1665。GB/T506-82潤滑油低溫動力粘度測定法。GB/T6538發動機油表觀粘度測定法(冷啟動模擬機法)ASTMD2602。GB10247-1988粘度的測定方法。40江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》2.3.5粘度及其測定流體按照流變性特征可分為牛頓流體和非牛頓流體。牛頓液體是指剪切應力和剪切速率之比為一常數，也就是粘度與剪切應力和剪切速率無關，如水、甘油、空氣、酒精、燃料油等。非牛頓流體的粘度是隨切變應力的變化而變化的。如油漆、油墨、顏料、橡膠、常溫原油、低溫潤滑油、油脂、血液、泥漿、高分子溶液及各種懸浮液等等。一般地，測量牛頓流體的粘度用毛細管粘度計或者恩氏粘度計，測量非牛頓流體的表觀粘度用旋轉粘度計。液體石油產品（指牛頓液體）的運動粘度是用GB/T265試驗標準規定的方法來測定的。其單位為m2/S，通常在實際中使用為mm2/S。動力粘度可由測得的運動粘度乘以液體的密度求得。41江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》2.3.5運動粘度及其測定（3）方法概要在某一恒定的溫度下，測定一定體積的液體在重力下流過一個標定好的玻璃毛細管粘度計的時間，粘度計的毛細管常數與流動時間的乘積，即為該溫度下液體的運動粘度，用符號νt表示。該溫度下運動粘度和同溫度下液體的密度之積為該溫度下液體的動力粘度，符號ηt表示。在溫度t時，試樣的運動粘度νt（mm2/s）按下式計算：

νt＝C·τt

其中：C―粘度計常數，mm2/s2

；

τt－流動時間，s

在溫度t時，試樣的動力粘度ηt（mPa·s）計算如下：

ηt＝νt·ρt

其中：ρt―試樣密度，kg/m3；42江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》2.3.5粘度及其測定（4）粘度的單位及換算動力粘度（ηt）：國際單位（SI）為Pa·S和mPa·S，

物理單位（cgs）為P和Cp(厘泊)。換算如下：1Pa·S＝103mPa·S1P＝100cP1cP=1mPa·S=10-3

Pa·S運動粘度（νt）的國際單位（SI）為m2/S和mm2/S，物理單位（cgs）為cSt(厘沱、厘斯)。換算如下：1m2/S＝106mm2/S，

1cSt＝1mm2/S=10-6m2/S43江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》2.3.5運動粘度及其測定（5）實驗儀器和材料

l).石油產品運動粘度測試儀：有圓形透明玻璃缸恒溫浴、攪拌器、電加熱溫度控制裝置、粘度計固定夾、面板等。

2).玻璃毛細管粘度計：一套，符合SY3607（玻璃毛細管粘度計技術條件）的要求。毛細管內徑為O.4，0.6，0.8，1.0，l.2，l.5，2.O，2.5，3.0，3.5，4.0mm。并且每支粘度計有一確定的粘度常數。毛細管粘度計結構如圖2-3所示。

3).玻璃水銀溫度計：符合GB514《石油產品試驗用液體溫度計技術條件》分格為0.1℃。

4).橡皮管、吸耳球44江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》2.3.5運動粘度及其測定（6）實驗要點加熱、恒溫。選擇合適的溫度傳感器和溫度計。在確保恒溫浴中液體量充足的情況下進行加熱，不斷攪拌，確保溫度緩慢上升至設定好的試驗溫度，并保持在±0.1℃范圍內。注意：加熱有三擋：加熱300W、600W，輔助加熱1000W。一般選用300W和600W即可。溫度是由按鈕和微調來控制，當選擇輔助加熱時，則不能進行溫度控制。選粘度計：根據試驗的溫度和試樣的預計粘度選用適當的粘度計，務使試樣的流動時間在300±180s范圍內。吸取試樣，正確安裝粘度計。仔細測量、準確計時。45江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》3油氣分析與檢測

在中國逐步進入工業化的同時，中國每年發生的工業事故也在屢屢發生。煤礦爆炸、廠房起火、工人中毒等此類新聞報道層出不窮。這些事故的發生主要因為工業環境中使用易燃易爆、有毒有害氣體不當造成。對此中國政府不斷推出相關法令來預防工業事故的發生。對可燃氣體檢測已成為石油石化行業中保證安全生產、控制事故發生的必要手段。油氣儲運行業中常見的氣體分析設備主要有奧氏氣體分析儀、可燃氣體檢測報警器、烴類氣體測定儀、氣相色譜儀等。46江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》3.1奧氏氣體分析儀奧氏氣體分析儀是實驗室常規氣體分析設備。用來對含有油氣、烴類氣體、酸性氣體、氧、氫、氮、一氧化碳等多組份氣體混合物進行全分析。（1）分析原理利用不同的吸收液，如：煤油、油氣吸收法、氧吸收液、氫氧化鈉溶液等，來處理吸收油氣、烴類氣體、酸性氣體、氧和一氧化碳；利用氫在氧化銅上燃燒，飽和烴在鉑絲上與空氣中的氧燃燒等等，來除去混合氣體中的氫氣、飽和烴氣，從而實現對氣體組分的分析測定。該儀器根據不同需要配置有兩只、三只、四只、五只或六只吸收瓶，適合分析天然氣、油氣、煤氣、煉廠氣、液化石油氣、酸性氣體、氧、氮等氣體組分。當分析CH4,H2時是用爆炸燃燒法測定,也可用鉑絲緩燃燒法測定。47江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》3.1奧氏氣體分析儀

（2）結構組成48江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》（3）奧氏氣體分析儀各部分的功能1）梳形管是帶有幾個活塞的梳形連通管，其右端與量氣筒2連接，左端為取樣孔7，套上膠管即與欲測氣樣相連。磨口活塞5、6各連接一個吸氣球管，它控制著氣樣進出吸氣球管。活塞8起調節進排氣或關閉作用。梳形管在儀器中起著連通樞紐的作用。2）吸氣球管吸氣球管3、4分甲乙兩部分，兩者底部由一個U形玻璃管連通，甲管內裝有許多小玻璃管，以增大吸收劑與氣樣的接觸面積，甲管頂端與梳形管上的磨口活塞相連，乙管為緩沖管。吸收球管內裝有吸收劑，作為吸收測定氣樣用。3）量氣筒量氣筒2為一有刻度的圓管(一般為100ml)，底口通過膠管與調節瓶1相連，用來測量氣樣體積。刻度管固定在一圓形套筒內，套筒上下應密封并裝滿水，以保證量氣筒的溫度穩定。4）調節液瓶調節液瓶l是一個下口玻璃瓶，開口處用膠管與量氣筒底部相連，瓶內裝蒸餾水。由于它的提高與降低，造成瓶中水位的變動而形成不同的水壓，使氣樣被吸入或排出或被壓進吸氣管使氣樣與吸收劑反應。5）三通活塞它是一個帶有丁字形通孔的磨口三通活塞，轉動活塞8改變丁字形通孔的位置呈“⊥”狀、“├”狀、“∧”狀，起著取氣或關閉的作用。活塞5、6的通氣孔一般呈“⊥”狀，使氣體先后進出吸氣球管，洗滌氣體。49江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》3.2氣體檢測報警儀氣體檢測報警儀是專用的安全檢測儀，用來檢測作業場所、危險區域或設備內部空氣中的可燃或有毒氣體和蒸氣含量并超限報警。可燃氣體的安全檢測，主要有：泄漏檢測、檢修檢測、應急檢測、進入檢測和巡回檢測。石油石化產品要加強安全管理，完善安全措施、控制事故隱患。但是，不可能達到絕對安全，仍然會出現萬有一失的情況。因此，事故隱患的檢測報警，在危險場所安裝可燃氣體或液體（蒸氣）檢測報警，是非常必要的。對避免和控制事故具有重要意義。50江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》（1）氣體檢測報警儀的分類按檢測氣體的不同可分為：可燃氣體檢測報警器、有毒氣體檢測報警器和復合式氣體檢測報警器，氣體報警器使用不同傳感器檢測不同氣體，復合式氣體報警器可同時檢測可燃和有毒氣體。按使用環境可分為：工業用氣體報警器和家用燃氣報警器。按自身形態可分為固定式氣體報警器和便攜式氣體檢測儀。3.2氣體檢測報警儀51江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》①便攜式有害氣體檢測報警儀

儀器將傳感器、測量電路、顯示器、報警器、充電電池、抽氣泵等組裝在一個殼體內，成為一體式儀器，小巧輕便，便于攜帶，泵吸式采樣，可隨時隨地進行檢測。袖珍式儀器是便攜式儀器的一種，一般無抽氣泵，擴散式采樣，干電池供電，體積極小。3.2氣體檢測報警儀52江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》②固定式有害氣體檢測報警儀這類儀器固定在現場，連續自動檢測相應可燃氣體（蒸氣），氣體超限自動報警，有的還可自動控制排風機等。固定式儀器分為一體式和分體式兩種。一體式固定可燃氣體檢測報警儀：與便攜式儀器一樣，不同的是安裝在現場，220V交流供電，連續自動檢測報警，多為擴散式采樣。分體式固定有害氣體檢測報警儀：傳感器和信號變送電路組裝在一個防爆殼體內，俗稱探頭，安裝在現場（危險場所）；第二部分包括數據處理、二次顯示、報警控制和電源，組裝成控制器，俗稱二次儀表，安裝在控制室（安全場所）。探頭擴散式采樣檢測，二次儀表顯示報警。3.2氣體檢測報警儀53江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》

（2）氣體傳感器氣體檢測儀是一種氣體濃度檢測的儀器儀表，主要是利用氣體傳感器來檢測環境中存在的氣體種類。氣體傳感器是用來檢測氣體的成份和含量的傳感器。目前流行于市場的氣體傳感器有5類：

a.半導體式氣體傳感器

b.催化燃燒式氣體傳感器

c.熱導池式氣體傳感器

d.電化學式氣體傳感器

e.紅外線氣體傳感器

3.2氣體檢測報警儀54江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》1）半導體式氣體傳感器它是利用一些金屬氧化物半導體材料，在一定溫度下，電導率隨著環境氣體成份的變化而變化的原理制造的。比如，酒精傳感器，就是利用二氧化錫在高溫下遇到酒精氣體時，電阻會急劇減小的原理制備的。半導體式氣體傳感器可以有效地用于：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、酒精、甲醛、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙炔、氯乙烯、苯乙烯、丙烯酸等很多氣體地檢測。尤其是，這種傳感器成本低廉，適宜于民用氣體檢測的需求。下列幾種半導體式氣體傳感器是成功的：甲烷（天然氣、沼氣）、酒精、一氧化碳（城市煤氣）、硫化氫、氨氣等。高質量的傳感器可以滿足工業檢測的需要。缺點：穩定性較差，受環境影響較大；尤其，每一種傳感器的選擇性都不是唯一的，輸出參數也不能確定。因此，不宜應用于計量準確要求的場所。3.2氣體檢測報警儀55江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》2）催化燃燒式氣體傳感器這種傳感器是在白金電阻的表面制備耐高溫的催化劑層，在一定的溫度下，可燃性氣體在其表面催化燃燒，燃燒是白金電阻溫度升高，電阻變化，變化值是可燃性氣體濃度的函數。催化燃燒式氣體傳感器選擇性地檢測可燃性氣體：凡是可以燃燒的，都能夠檢測；凡是不能燃燒的，傳感器都沒有任何響應。催化燃燒式氣體傳感器計量準確，響應快速，壽命較長。傳感器的輸出與環境的爆炸危險直接相關，在安全檢測領域是一類主導地位的傳感器。缺點:在可燃性氣體范圍內，無選擇性。暗火工作，有引燃爆炸的危險。大部分有機蒸汽對傳感器都有中毒作用。3.2氣體檢測報警儀56江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》3）電化學式氣體傳感器

大部分可燃性、有毒有害氣體都可以被電化學氧化或者還原。利用這些反應，可以分辨氣體成份、檢測氣體濃度。電化學氣體傳感器分很多子類：a.原電池型氣體傳感器，原理行同我們用的干電池。以氧氣傳感器為例，氧在陰極被還原，電子通過電流表流到陽極，在那里鉛金屬被氧化。電流的大小與氧氣的濃度直接相關。這種傳感器可以有效地檢測氧氣、二氧化硫、氯氣等。b.恒電位電解池型氣體傳感器，這種傳感器用于檢測還原性氣體非常有效，它的電化學反應是在電流強制下發生的，是一種真正的庫侖分析的傳感器。這種傳感器已經成功地用于：總硫、一氧化碳、硫化氫、氫氣、氨氣等氣體的檢測之中，是目前有毒有害氣體檢測的主流傳感器。c.濃差電池型氣體傳感器，具有電化學活性的氣體在電化學電池的兩側，形成濃差電動勢，電動勢的大小與氣體的濃度有關，這種傳感器的成功實例就是汽車用氧氣傳感器。3.2氣體檢測報警儀57江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》3.3色譜測試技術及其應用色譜法，是利用物質的沸點、極性及吸附性質的差異來實現混合物的分離。同一時刻進入色譜柱中的各組分，由于在流動相和固定相之間溶解、吸附、滲透或離子交換等作用的不同，使得各組分在色譜柱中的移動速度就不同，而彼此分離開來，最后按順序流出色譜柱，進入檢測器，在記錄儀或色譜處理機上顯示出各組分的色譜行為和譜峰數值。可完成這種分離的儀器即色譜儀。色譜法與其他方法的比較，具有分離效能高、分析速度快、靈敏度高、樣品用量少、應用范圍廣、易于自動化等突出的特點，已成為現代分析方法中發展最快最、最為成熟的分析測試技術。3.3.1色譜法及其分類58江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》3.3.1色譜法及其分類色譜法按流動相的狀態可分為氣相色譜（GC）、液相色譜（LC）和超臨界流體色譜（SFC）。氣相色譜是以氣體為流動相，適用于分離揮發性化合物。液相色譜是以液態為流動相，適于分離低揮發性或無揮發性、大分子量化合物、離子型化合物。超臨界流體色譜是以超臨界流體為流動相（常用CO2），因其擴散系數大，能很快達到平衡，所以分析時間短，特別適于分離手性化合物（分子量、分子結構相同，但左右排列相反的化合物）。目前，在色譜的諸多類別中，氣相色譜法，特別是氣液色譜法應用最為廣泛。59江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》氣相色譜法是以氣體為流動相的柱色譜分離技術

（1）氣相色譜法的分類

1.按固定相分氣-固色譜

氣-液色譜

2.按分離原理分吸附色譜分配色譜

3.按柱子粗細分填充柱色譜毛細管柱色譜3.3.2氣相色譜法60江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》（2）氣相色譜儀的組成

載氣→減壓→凈化→穩壓→

→色譜柱→檢測器→記錄儀

進樣

載氣系統進樣系統分離系統檢測系統記錄系統色譜系統61江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》（3）分離系統分離系統由色譜柱和柱箱組成，它是色譜儀的核心部件，其作用是分離樣品。色譜柱主要有兩類：填充柱和毛細管柱。在分離系統中，柱箱是裝有分離柱的精密恒溫箱，可進行多階程序升溫，滿足色譜優化分離的需要。

62江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》（4）色譜柱色譜柱按粗細可分為一般填充柱和毛細管柱。一般填充柱通常為不銹鋼、石英玻璃或聚四氟乙烯制成為U型及螺旋型兩種，柱內徑為2～4mm，柱長1～4m，內充裝固定相。固定相又有兩種：氣固色譜固定相和氣液色譜固定相。填充柱的特點是制備簡單，可在實驗室中自行制備，但柱效能不如毛細管柱高。毛細管柱也叫開管柱，多用不銹鋼、石英玻璃制成螺旋型，柱內徑為0.1～0.75mm，長20～300m。常規毛細管柱采用熔融石英玻璃管，內涂固定液，外涂聚酯亞胺作為保護層。高溫氣相色譜要求在400～450℃下工作，為耐此高溫，則需在毛細柱外鍍鋁，或者用不銹鋼毛細管柱。由于毛細管柱具有相比大，滲透性好，分析速度快，總柱效高等優點，因此可以解決原來填充柱色譜法不能解決或很難解決的問題。63江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》3.3.3氣相色譜法的有關術語

（1）色譜圖——色譜流出曲線基線：當沒有組分進入檢測器時，色譜流出曲線是一條只反映儀器噪聲隨時間變化的曲線，即在正常操作條件下，僅有載氣通過檢測系統時所產生的響應信號曲線，稱為基線。操作條件變化不大時，常可得到如同一條直線的穩定基線。64江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》色譜峰：當有組分進入檢測器時，色譜流出曲線就會偏離基線，這時檢測器輸出的信號隨檢測器中組分的濃度而改變，直至組分全部離開檢測器，此時繪出的曲線，即色譜柱流出組分通過檢測器系統時所產生的響應信號的微分曲線，稱為色譜峰。峰面積：組分的流出曲線與基線所包圍的面積，即峰與峰底之間的面積，稱為組分的峰面積。峰高：色譜峰最高點至峰底的垂直距離。常用符號h表示。從峰底向上至0.5h處的峰高稱為半峰高；至0.607h處的峰高稱為拐點峰高。峰寬、半峰寬：沿色譜峰兩側拐點處所作的曲線與峰底相交兩點之間的距離，常用符號Wb來表示。在峰高為0.5h處的峰寬稱為半峰寬，常用符號Wb/2來表示。在峰高為0.607h處的峰寬稱為拐點峰寬，常用符號W0.6h來表示。3.3.2色譜法的有關術語65江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》3.3.2色譜法的有關術語保留時間：進樣后組分流人檢測器的濃度達到最大值的時間（即組分從進樣到出現峰最大值所需的時間）。常用tR（組分名）表示，單位為分（min）。死時間tM：固定相不吸附或不溶解的組分（如氣—液色譜的空氣峰等）的保留時間（即不被固定相滯留的組分，從進樣到出現峰最大值所需的時間），單位為分(min)。死體積VM：對應于tM所流過的流動相體積。保留體積VR：從進樣開始到樣品出現峰最大值時所流過的載氣體積。66江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》3.4色譜檢測器色譜檢測器，被譽為色譜儀的“眼睛”。檢測器主要性能指標有：靈敏度（單位量的物質通過檢測器所給的響應值）、穩定性（基線、噪音、漂移）、線性范圍（最大進樣量與最小進樣量的比值）、檢測限（檢測的最小量）、響應速度和使用溫度等。常用檢測器的性能如下表：67江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》（1）熱導池檢測器——TCD熱導檢測器為通用型檢測器，對有機物和無機物都有響應。是基于發熱體熱量損失的速率取決于其周圍的氣體組成。因此熱量損失的速率可作為氣體組成的量度。

1）熱導檢測器的結構、原理熱導檢測器由池體（不銹鋼塊）和熱敏元件（錸鎢合金）構成。分雙臂熱導池和四臂熱導池2種。雙臂熱導池：一臂為參考臂，連接在色譜柱之前，只通載氣；一臂為測量臂，連接在色譜柱之后。當作為參考的純載氣和含有一定量氣態樣品組分的載氣，流經各自的熱導池熱絲時，由于兩者導熱性的不同，帶走的熱量不相等，導致熱導池兩臂熱絲的溫度不同，從而使兩臂熱絲的電阻值也不同，使電橋的平衡發生變化，產生相應的電信號，得到色譜峰，反映待測物濃度。68江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》橋路工作電流：一般橋路電流控制在100～200mA左右。氮氣作載氣：100～150mA；氫氣作載氣：150～200mA。熱導池溫度的影響：一般池體溫度不應低于柱溫。載氣的影響：載氣與試樣的熱導數相差越大，則靈敏度越高。一般選擇熱導系數大的載氣：H2、He（靈敏度較高）。熱敏元件阻值的影響：選擇阻值高、電阻溫度系數大的熱敏元件（鎢絲）。熱導池的死體積較大，靈敏度較低。應使用具有微型池體（2.5μL）的熱導池。

3）熱導池檢測器的特點優點：熱導檢測器具有結構簡單、成本低、測定范圍廣、穩定性好、線性范圍寬、不破壞樣品等優點。缺點：靈敏度較低。測定時需要嚴格的溫度控制和載氣流量控制，需要純凈的載氣和高穩定度的穩壓電源。2）影響熱導池檢測器靈敏度的因素69江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》（2）氫火焰離子化檢測器——FID

FID是利用大多數有機化臺物在氫火焰中熱解后生成能導電的離子流，從而改變火焰的導電特性。當燃燒產物流經圓筒狀的電極時，即產生檢測信號。當使用此檢測器時，一般以氫氣為載氣。

FID是氣相色譜中運用最廣泛的一種檢測器。該檢測器由噴嘴、收集極（陽極）與極化環（陰極）及點火線圈組成。特點：氫火焰離子化檢測器對含碳有機化合物有很高的靈敏度。適用于痕量有機物的分析。該檢測方法的靈敏度高、響應快、線性范圍寬、穩定性好。載氣的流速、壓力、溫度的變化對峰面積沒有影響。缺點：對載氣中的雜質，如水、二氧化碳等沒有響應。測定需要三種清潔的氣源，并需要微電流放大器。檢測時樣品被破壞。70江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》

3.5分離條件的選擇柱溫柱溫對分離度影響較大，柱溫的選擇是色譜分析的關鍵。柱溫不能高于固定液的最高使用溫度，否則固定液易揮發流失。柱溫太低，被測組分在兩相中的擴散速率大大減小，峰形變寬，柱效下降。選擇柱溫的基本原則在使最難分離的組分有盡可能好的分離的前提下，盡可能采取較低柱溫，但以保留時間適宜，峰形不拖尾為度。對于沸點范圍校寬的混臺物，宜采用程序升溫。程序升溫可以是線性的，也可以是非線性的，按需要選擇。程序升溫可以改善復雜成分樣品的分離效果，使各成分都能在較佳的溫度下分離。同時還能縮短分析周期，改善峰形，提高檢測靈敏度等。但程序升溫色譜的重復性較差是其缺點。71江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》3.5分離條件的選擇氣化室溫度選擇氣化溫度取決于樣品的揮發性、沸點及穩定性。一般可等于樣品的沸點或稍高于沸點，以保證迅速完全氣化。但一般不要超過沸點50℃以上，以防分解。對于穩定性差的樣品可用高靈敏度檢測器降低進樣量，在遠低于沸點溫度氣化。檢測室溫度為了使色譜柱的流出物不在檢測器中冷凝而污染檢測器，檢測室溫度需高于柱溫。一般可等于氣化室溫度，或高于柱溫30～50℃。若檢測室溫度太高，熱導檢測器的檢測靈敏度降低。72江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》73江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》

色譜定性分析是鑒定樣品中各組分是何種化合物。

①保留值定性色譜分析最簡單的方法。在完全相同的色譜條件下未知組分的保留值與標準物的保留值相符，即認為可能是同一組分。實際測量中可以采取與標準物對照法、利用文獻值對照法和雙柱定性法。

②整體定性通過色譜圖的比較，根據各個峰的保留時間和相對大小，判斷兩種樣品是否來自同一本體。

③利用氣相色譜與其他儀器聯機定性利用氣相色譜的分離能力與具有鑒定化合物能力的儀器結合使用，可以對復雜混合物進行定性。如氣-質聯用（GC-MS）、氣-光聯用（GC-FTIR）等。

其他的定性方法還有化學反應定性、選擇性檢測器定性等等。3.6色譜分析方法

色譜分析包括定量分析和定性分析兩部分。3.6.1定性分析74江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》用已知純物質對照定性

用已知純物質對照定性是氣相色譜定性分析中最方便，最可靠的方法。這個方法基于在一定操作條件下，各組分的保留時間是一定值的原理。如果未知樣品較復雜，可采用在未知混合物中加入已知物，通過未知物中哪個峰增大，來確定未知物中成分。75江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》3.6.2定量分析

色譜分析定量分析是如何準確測量被測組分的含量。（1）校正因子法不同的組分在不同的檢測器上響應值不同，即使在同一檢測器上也不同。除了外標法，其他定量方法必須進行相對校正因子的測定。（2）面積歸一化法當樣品組分全部出峰后，可將各組分的面積乘以校正因子校準為各組分的相應質量，然后歸一化，求出各組分的百分含量。歸一化法是色譜定量分析中最常用的一種方法，不受進樣量的影響，不必嚴格控制色譜條件。76江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》3.6.2定量分析式中xi——樣品中i組分的百分含量（%）；

fi——i組分的校正因子；

Ai——樣品i組分的峰面積；∑（fiAi）——所有組分的總質量。歸一化法是色譜定量分析中最常用的一種方法，不受進樣量的影響，不必嚴格控制色譜條件。但要求樣品中各組分需分離良好，都必須出峰，否則結果偏高。當沒有標準樣品時，或對測定結果準確度要求不十分高時，可以借鑒此方法，尤其對于復雜的混合物多組分定量時，比較簡單。歸一化法的公式為：77江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》（3）外標法

外標法是所有定量分析中最通用的一種方法，即所謂校準曲線法。就是應用欲測組分的純物質來制作標準曲線。分析試樣時，取和制作標準曲線時同樣量的試樣（固定進樣量）測得該試樣的響應信號，由標準曲線即可查出其質量分數。外標法簡便，不需要校正因子，但進樣量要求十分準確，操作條件也需嚴格控制。它適用于日常控制分析和大量同類樣品的分析。（4）內標法

為了克服外標法的缺點，可采用內標校準曲線法。所謂內標法是將一定量的純物質作為內標物，加入到準確稱取的試樣中，根據被測物和內標物的重量及其在色譜圖上相應的峰面積比，求出某組分的含量。這種方法的特點是：選擇一內標物質，以固定的濃度加入標準溶液和樣品溶液中，以抵消實驗條件和進樣量變化帶來的誤差。當只需測定試樣中某幾個組分，而且試樣中所有組分不能全都出峰時，可采用此法。78江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》3.7氣相色譜法的應用實例

由于氣相色譜法具有選擇性高、靈敏度高、試樣用量少、分析速度快、可以制備高純物質等優點，所以氣相色譜正在日益廣泛地應用于石油石化、有機合成、生物醫學、食品衛生、環境保護等諸多領域，也是油氣儲運行業研究測試中最為權威和有效的分析手段。79江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》（1）國家標準試驗方法中被廣泛采用GB/T14606-1993氣體中總烴的測定氣相色譜法

GB/T13610-2003 天然氣的組成分析氣相色譜法

Q/SH3215172—2005 煉廠氣全組分的測定法

（2010氣相色譜法）

GB/T8984.3-1997 氣體中一氛化碳、二氧化碳和碳氫化合物總含量的測定

GB11737-89 居民區大氣中苯、甲苯、二申苯衛生檢驗標準方法

GB/T14678-93 空氣中硫化氫、甲硫醇、甲硫醚的測定

GB11934-1989 水源水中乙醛、丙烯醛衛生檢驗標準方法80江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》(2)在石油、石化和環境保護方面的應用實例81江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》（3）典型測試色譜圖—--油氣、標準氣82江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》（3）典型測試色譜圖—液化石油氣、煉廠氣83江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》4.油品損耗與油氣回收4.1油品損耗

我國石油儲運從石油開采開始，經過煉制、銷售，到終端用戶，貫穿了石油上、中、下游整個過程中，并涉及到石油、石化、化工、交通、建筑裝飾等眾多行業領域。84江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》4.1.1油品損耗石油從原油開采到石油產品的使用整個過程中，都存在著不同程度的油品損耗。油品損耗大致可以分為兩類：事故損耗及自然損耗。事故損耗包括油品的跑、冒、滴、漏、混，以及人為火災所造成的油品損失。事故損耗一般是由人為因素造成的，嚴格地說，這種損耗是不應該也不允許發生的。因此，對于事故損耗必須樹立以防為主的思想，并采取相應措施，強化生產管理，將其消滅在萌芽狀態中。自然損耗主要是油品蒸發損耗。油品易揮發，其輕組分蒸發并排放到大氣就會造成油品的蒸發損耗。此外，還包括某些作業中難以避免的油品損失，如油罐清罐、排放油罐底水等作業中損失的油品。自然損耗是一些非人為因素造成的難以避免的油品損失。85江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》4.1.2油品損耗具體表現方式油品損耗常以各種方式出現。根據石化、石油行業特點，除意外緊急放空帶來的損耗外，其主要的具體表現方式可歸納分為下列幾種：（1）油品的跑冒滴漏損耗（2）油品的混油損耗（3）油品在脫水時的帶油損耗（4）油品在清罐時的損耗（5）油品蒸發損耗86江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》4.2油品蒸發損耗（1）油品蒸發損耗及其危害石油及其產品是由多種碳氫化合物組成的混合物，其中的輕組分具有很強的揮發性。在石油儲運整個過程中，由于受到工藝、技術及設備的限制，經常會有一部分液態輕烴組分汽化而逸入大氣，造成不可回收的損失，這種現象稱為油品蒸發損耗。石油儲運過程沒有實現全密閉的儲存及裝卸時，就會出現不同程度的油氣排放及損耗。油品蒸發排放出的油氣不僅給企業帶來了嚴重的安全隱患及環境污染，還造成了油品數量的損失和質量的下降。87江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》4.2油品蒸發損耗油品蒸發損耗既造成油品數量損耗，又影響油品質量。在油品損耗各種表現方式中，油品蒸發損耗數量最大、最常見、涉及面最廣，控制也最復雜。油品蒸發損耗問題已成為企業急需解決的安全、節能、環保難題之一。隨著國家對安全、環保、節能減排的重視，企業必須對油氣排放加以控制，實施治理回收。88江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》油品蒸發損耗的現狀

（2）油品蒸發損耗的現狀我國成品油運輸中，主要是由鐵路油罐車、汽車油罐車、油船承運，管道輸送的不足其總周轉量的1%。然而，我國鐵路罐車、汽車罐車、油船基本上都是敞口式上部裝油，有些企業還是上部高位噴淋裝油，因此存在著大量的裝油損耗。從目前我國油品計量結算方式來看，有用流量計計量和人工檢尺計量兩種方式。由于裝油損耗率在允許的儀表計量誤差范圍和“合理損耗”范圍，因此未引起交貨雙方的足夠重視。油品零售環節同樣存在著油品蒸發損耗。油品從油庫用汽車罐車發送或銷售到加油站，加油站再將油品通過加油機零售給用戶，僅僅這個簡單的過程就至少存在著3次裝油損耗、3次卸油損耗（回逆損耗）。除了加油機向用戶加油的油氣損耗由用戶承擔外，其余損耗全部由油品銷售系統承擔，其損耗量是十分驚人的，造成的經濟損失也是十分巨大的。隨著我國經濟發展和人民生活水平提高，油品的消耗量還會有較大增長，這種蒸發損耗量及由此帶來的一系列嚴重后果務必引起人們的重視。89江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》4.3油氣回收技術

我國經濟迅猛發展，汽油生產、使用量劇增。但是，汽油等輕質油易揮發，大量油氣直接排放到大氣，帶來了嚴重的安全隱患、環境污染、能源浪費以及經濟損失等一系列問題。因此應對油氣污染進行控制并回收有價值資源。我國新制定的《儲油庫大氣污染物排放標準》（GB20950-2007）、《加油站大氣污染物排放標準》（GB20952-2007）、《汽油運輸大氣污染物排放標準》（GB20951-2007）中明確提出了油氣污染治理要求和改造期限。90江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》4.3.1油品蒸發損耗的防治措施⑴抑制油品蒸發排放：推廣應用浮頂罐儲油等⑵焚燒油品蒸發排放氣：雖可降低油氣對大氣環境的污染，但存在著能源浪費，是不經濟的方法。⑶收集油品蒸發排放氣并加以回收處理：可為廠礦企業消除安全隱患，降低環境污染，減少能源浪費和經濟損失。91江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》4.3.2油氣回收系統與處理模式92江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》4.3.3常見的油氣回收技術目前，常見的油氣回收技術有吸收法、吸附法、冷凝法、膜分離法、吸收+吸附集成法以及冷凝+吸附集成法等（1）

吸收法油氣回收技術吸收分離法是一種古老而又重要的混合物分離方法。常用，與油品儲運系統排放出來的油氣——空氣混合氣接觸以回收或除去其中的油氣。也有報道用低溫水噴射油氣而冷凝回收油氣技術。吸收法油氣回收方法即通過油氣—空氣混合氣與吸收劑接觸，根據不同組分在吸收劑中的溶解度不同，即油氣組分溶解于該吸收劑形成溶液（富吸收劑），不能溶解的空氣組分則保留在氣相中，于是原混合氣體的組分得以分離。常用的吸收劑有：汽油、煤油系溶劑、輕柴油、冷乙二醇溶液、特制有機溶劑等。用煤油、輕柴油作為吸收劑，吸收回收率低（低于90％），且在常溫常壓下難以解吸再生，故無法視為獨立成套的回收技術，現回收裝置多應用專用吸收劑。93江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》4.3.3常見的油氣回收技術吸收法對于處理高濃度、大流量的油氣有明顯的優勢，回收效果的好壞主要取決與吸收劑，如要控制吸收法回收系統尾氣中油氣濃度在很低的水平，吸收塔的高度可能很高，從而增加了投資及運行費用。（2）吸附法油氣回收技術吸附法油氣回收方法是利用油氣—空氣混合氣中各組分與吸附劑之間結合力強弱的差別，使難吸附的空氣組分與易吸附的油氣組分分離。目前常用活性炭及其改性物（如活性炭纖維）來吸附油氣。94江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》4.3.3常見的油氣回收技術活性炭吸附式油氣回收設備存在的問題：吸附熱效應帶來一系列潛在的安全隱患。不但危及吸附操作安全。并且油氣中高含烯烴等不飽和烴及硫等雜質易發生氧化、炭化、焦化、聚合，降低活性炭活性吸附表面積，影響使用壽命。活性炭使用壽命短，更換費用高，更換下來的活性炭將帶來“三廢”問題。活性炭的吸附分離的最大優點是可以使尾氣排放濃度控制在較低的指標內。因此，從油氣分離回收技術的發展方向及尾氣排放指標日趨嚴格等方面來看，對于大處理量、高濃度的進料氣，油氣吸附分離回收方法今后將主要用作其它分離方法（如吸收法、膜分離法、冷凝法）的最后把關（輔助）服務。95江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》4.3.3常見的油氣回收技術

（3）冷凝法油氣回收技術

冷凝操作可以用增加壓力或降低溫度（除去熱量）的方法來完成。純冷凝法是利用制冷劑通過熱交換器進行冷凝，可直接回收到油品，無二次污染，但因操作溫度低，設備投資和運行成本相對都很高。根據不同的VOC，單一冷凝方法所需要的深低溫要在-40~-95℃以下，裝置較復雜，而不回收VOC時也在連續運行，故投資成本和運行費用都很高，一般用于油氣回收的初期處理。96江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》4.3.3常見的油氣回收技術（4）膜分離法油氣回收技術

膜分離技術是在20世紀初出現、20世紀60年代后迅速崛起并引起各國竟相研究開發的一門現代化工分離技術。其原理就是根據混合氣中各組分在壓力的推動下透過膜的傳遞速率不同，從而達到分離目的。對不同結構的膜，氣體通過膜的傳遞擴散方式不同，因而分離機理也不同。膜分離法油氣回收技術作為一門新技術，正處于研究開發中，尤其對高性能的膜材料開發研制。目前，國內外有用有機膜來分離回收油氣，但膜使用壽命短，投資及運行費用較大。97江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》4.3.4復合集成技術

回收裝置進口的油氣含量由生產實際決定，因此要達到很高的回收率和很低的尾氣排放濃度，僅靠單一回收方法來實現，將對設備性能提出非常嚴格的要求，綜合經濟效益反而下降。為適應日益嚴格的環保指標，可采用不同回收方法相結合的集成技術，取得優勢互補。最常見的有：（1）吸收+吸附集成回收技術：集成了吸收法和吸附法兩種回收技術，優勢互補。本技術為在已開發的常溫常壓吸收法油氣回收技術的基礎上，充分利用吸收、吸附油氣回收的優勢，提升整體技術水平，其油氣回收率可大于95%，社會效益、經濟效益效益顯著。該技術特別適用于油庫、煉廠等大中型企業油品裝卸場所，回收的富油能直接回用的油氣回收系統中。98江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》4.3.4復合集成技術（2）冷凝+吸附集成技術：集成了冷凝法和吸附法兩種回收技術，即避免了單純冷凝技術由于低溫冷凝而引起的成本劇增，又可避免吸附法由于吸附高濃度油氣而產生的安全隱患，同時發揮冷凝法在冷凝高濃度油氣方面的安全、高效的優勢以及吸附法在吸附低濃度油氣時可以將油氣濃度控制在很低范圍的優勢，將冷凝段溫度設計為-50℃，大部分油氣在冷凝段即被冷凝回收，剩余油氣由吸附段進行深度吸附回收。該技術特別適用于加油站等中小規企業的油品裝卸場所的油氣回收，也可用于各種油庫、煉油廠等各種油氣排放的場所。99江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》附：常用的油氣回收裝置的綜合評價表100江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》5.油氣儲運綜合實驗平臺5.1油氣儲運省級實驗中心介紹江蘇工業學院油氣儲運實驗中心始創于1986年。2002年油氣儲運專業學科已被評為江蘇省重點建設學科，江蘇省優先發展學科專業。2003年油氣儲運學科專業點被國務院學位辦批準為碩士學位授權點。2003年11月被批準為江蘇省特色專業點。2005年被批準為江蘇省重點實驗室。2009年6月被批準為江蘇省實驗教學示范中心。101江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》5.2油氣儲運實驗中心的組成結構102江蘇工業學院《油氣儲運實驗技術》5.3油氣儲運實驗平臺介紹（