NB/SH/T 0908-2015 重质燃料油和原油稳定性及相容性的测定 光学检测法
适用：规定了沥青质絮凝的滴定和光学检测自动方法，用于测定石油炼制的渣油物料、残渣燃料油和原油的稳定性和相容性参数。
证据说明：本页内容依据起源标物库内该标准原文整理（标注「〔待核〕」处为 〔原文不清〕），个别数值与现行状态请以标准原页和产品证书为准。
适用范围
适用：规定了沥青质絮凝的滴定和光学检测自动方法，用于测定石油炼制的渣油物料、残渣燃料油和原油的稳定性和相容性参数。 适用样品：来自常压和减压蒸馏、热加工、催化和加氢裂化过程的渣油，如符合 GB 25989—2010 产品分类中的 F-R1、F-R2、F-R3 和 F-R4 级别的样品（原文写作"F-RI、F-R2、F-R3 和 F-R4"，疑为 〔原文不清〕，〔待核〕（〔原文不清〕））；GB/T 29114—2012 产品分类中的包含石油炼制中重组分的石油燃料样品；以及原油。 不适用：沥青质质量分数小于 0.05% 的样品；对于已经发生沥青质絮凝的不稳定样品得不到滴定终点。
方法原理
稳定性和相容性参数是通过光学方法检测滴定过程中沥青质初始絮凝点来测定的。先制备三个不同比例的二甲苯-试样的备用溶液，再用正庚烷滴定促使沥青质聚沉。滴定过程中混合液在光学检测器中不断循环，通过检测可见光的散射强度变化来判断沥青质絮凝。由所使用的试样、二甲苯和正庚烷的量计算稳定性参数：二甲苯当量值 SE、P 值和 FRs1。如果已知密度，那么原油的相容性参数（SBN 和 IN）也可以计算出来。
主要仪器
PORLA 重质燃料油、原油稳定性和相容性分析仪（见图1、图2），主要组成部分： 7.1.1 样品杯：轻质、惰性材料制成，平坦光滑底部，体积约 100 mL，通常使用铝质杯。 7.1.2 样品转盘：具有 4 个位置的样品支架，将样品杯连续送到测定位置。 7.1.3 搅拌升降系统：在测定位置处组合成样品杯盖的垂直升降系统，包括到达测定位置便开始转动的机械搅拌子、用于添加正庚烷和二甲苯的液体输送管、使样品通过检测器的循环管和测定结束后清空样品池的清洗管。 7.1.4 芳烃溶剂泵：精确可调的陶瓷活塞泵，具有以 0.01 mL/s~0.5 mL/s 速度泵输二甲苯的能力。 7.1.5 正构烷烃溶剂泵：精确可调的陶瓷活塞泵，具有以 0.01 mL/s~0.5 mL/s 速度泵输正庚烷的能力。 7.1.6 循环泵：精确可调的陶瓷活塞泵，使测定溶液在检测系统中循环。 7.1.7 排空泵：精确可调的陶瓷活塞泵，测定结束时用于排空样品杯。 7.1.8 检测系统：试样连续循环通过的光学检测器（见图3）。检测器由可见光光源和记录试样中沥青质颗粒反射光的光电二极管组成。 7.1.9 加热盘：放置在样品杯下面的温控加热系统，将试样加热使滴定能在高于室温条件下完成。加热盘的温度可在 20 ℃~100 ℃ 之间调整。 7.2 计算机：控制测定和校正程序，提供操作者与分析仪器之间的交互界面。 7.3 PORLA 测定步骤显示窗口：计算机显示，允许输入样品数据和操作人员信息，同时显示每一次滴定的结果（见图4）。 7.4 PORLA 测量参数窗口：由计算机显示，允许对所有测定循环参数的默认值进行调整，也可以进行泵校准（见图5）。
试剂与标准物质
通则：除另有说明外，全部试验用的试剂均为分析纯试剂。若使用其他级别试剂，则以其纯度不会降低测定精确度为准。 8.1 二甲苯（C8H10，原文写作"C8I"，〔待核〕（〔原文不清〕））：警告：易燃，有害健康。甲苯通常是邻、间和对二甲苯异构体或混合物，并且可能含有一些乙苯（原文此句表述疑有误，〔待核〕（〔原文不清〕））。 8.2 正庚烷（C7H16，原文写作"C,Hio"，〔待核〕（〔原文不清〕））：警告：易燃，有害健康。 备用溶液配制：见第 14.1 条（40 g 试样 + 20 g 二甲苯）。
关键条件
测定通常是在实验室室温条件下进行。特殊性质试样（如高黏度）可在较高温度下测定，将加热板设定在合适温度，并记下测试温度。注：依靠仪器产生的热量，测定温度通常略高于室温；本标准研发过程中的测试结果表明微小温度波动不会产生任何影响。 14.11 参数窗口设定（每种试样预期最优值）： 14.11.1 清洗循环次数：至少使用两次循环，推荐使用三次循环；分析后仅在每个试样分析完后进行一次循环清洗。 14.11.2 循环时间：通常设定为 60 s~10 s（原文如此，疑为 60 s~120 s 之误，〔待核〕（〔原文不清〕）），足够的循环时间保证测定结果稳定。 14.11.3 抽空管路时间：通常设定为 30 s。 14.11.4 搅拌时间：通常设定为 60 s。 14.11.5 正构烷烃泵输速度：设定泵输速度为 0.05 mL/s（原文单位处 〔原文不清〕缺失，〔待核〕（〔原文不清〕））。 14.11.6 芳烃的泵输速度：设定泵输速度为 0.07 g/s。 14.11.7 排空泵速度：设定速度为 0.4 g/s。 14.11.8 泵输芳烃时间：设定时间为 45 s。 14.11.9 清洗时间：设定清洗时间为 60 s。 14.11.10 杯容量：尽管测量杯的实际容量为 100 mL，推荐最高杯容量设定为 55 mL。注：试样沥青质含量小于 0.05% 会达到样品杯的最大限，滴定过程会自动停止。 14.11.11 正构烷烃步长：稳定性差的试样使用如 0.3 mL~0.5 mL 小步长值；通常减黏裂化产品使用如 0.5 mL~1 mL 大一些的步长值；对于像原油、常减压蒸馏渣油这样富稳定性的试样使用 1 mL~3 mL 的步长值。 14.11.12 等待时间：设定 60 s~120 s（原文"60s~120"，单位疑缺，〔待核〕（〔原文不清〕））。 14.11.13 预加正构烷烃因子：预先加入到测量杯中的预估正庚烷总消耗量的比例值，用小数表示（如 0.4 表示 40%）。不想预添加时输入 0。大于 0.4 的起始预添加比例值可作为研究目的使用，不宜用在标准测定过程中。 14.11.14 芳烃蒸发速度（g/h）：计算见 12.2 条。 12.1 泵校准：最初安装时和使用过程中进行泵校准。连续使用仪器时，每个月进行一次泵校准。 12.2 蒸发校正系数：将盛有含二甲苯备用溶液的样品杯放在测量转盘上，称量 0.5 h、1.0 h 和 1.5 h 后样品杯的质量（精确至 0.01 g），计算出用 g/h 表示的平均溶液蒸发损失，即为二甲苯的蒸发校正系数。仪器连续使用时，每个季度校准一次蒸发校正系数。
计算与结果
计算絮凝比例（FR），体积分数（%）： FR = Varom / (Varom + Vpara) × 100 ……（1） 式中：Varom——混合溶液中芳烃的体积，mL；Vpara——正构烷烃的体积，mL。 15.1.2 计算芳烃溶剂当量值（SE），体积分数（%）： SE% = (FRs1) × 100 ……（2） 式中：FRs1——5 mL 由二甲苯和正庚烷组成的溶液与 1 g 油样稀释混合时的絮凝比例。 15.1.3 计算试样与溶剂比（1/X），单位 g/mL： 1/X = Moi / (Varom + Vpara) ……（3） 式中：Moi——试样的质量，g。 15.1.4 计算试样的 P 值，单位 mL/g： P = 1 + Xmin ……（4） 式中：Xmin——在 FR=0 处 1 g 未用二甲苯稀释试样出现絮凝时所消耗的正庚烷，mL/g。 15.1.5 计算沥青质的胶溶性 Pa： Pa = 1 - FRmax ……（5） 式中：FRmax——最大絮凝比例（在 1/X=0 处）。 15.1.6 计算试样基质的胶溶能力 Po： Po = FRmax × P 或 Po = (FRmax) × (1 + Xmin) ……（6） 15.2 原油试样相容性参数： IN = SE / (1 - V1/25D) ……（7）（原文公式 〔原文不清〕疑有误，〔待核〕（〔原文不清〕）） SBN = 1 × (1 + V1/5) ……（8）（原文公式 〔原文不清〕疑有误，〔待核〕（〔原文不清〕）） 式中：D——原油试样的密度，g/mL；V1——能加入到 5 mL 试样中不出现沥青质聚沉的正构烷烃的体积，mL。 术语定义（第3章）： 3.1.1 沥青质：能在特定芳烃溶剂中溶解、但添加过量特定正构烷烃溶剂会分离析出的石油组分。注：本标准中芳烃溶剂是二甲苯，正构烷烃溶剂是正庚烷。 3.1.2 相容性：两种或多种原油或燃料油按一定比例混合后不出现沥青质絮凝或相分离的现象。 3.1.3 絮凝（flocculation）：原文 〔原文不清〕严重损坏，〔待核〕（〔原文不清〕）。 3.1.4 存储稳定性：含沥青质的重质燃料油和渣油在存储或与其他油品混合时使沥青质保持胶溶（胶体分散）状态而不发生絮凝的性质。注：具有高稳定性的油品能存储较长的时间或者能在较大比例范围内与其他油品混合而不出现沥青质絮凝现象。 3.1.5 芳烃溶剂当量值（SE）：当含有芳烃和正构烷烃（二甲苯和正庚烷）的溶剂与样品混合而不出现沥青质絮凝时，溶剂中芳烃（二甲苯）含量的最小值，用体积分数表示，%。注：为 FRs1 乘以 100%，见式（2）。 3.1.6 蒸发校正系数：二甲苯在样品杯中的挥发速度，以克每小时（g/h）计。 3.1.7 絮凝比例（FR）：与样品混合时，不出现沥青质絮凝时芳烃溶剂的最低浓度，用二甲苯占芳烃和正构烷烃溶液（二甲苯+正庚烷）的比例表示。见式（1）。 3.1.8 FRs1：二甲苯和正庚烷组成的溶液与 1 g 油样稀释混合时的絮凝比例（见 3.1.7）。该比例被一些从事原油、重质燃料油稳定性和相容性研究的石油公司广泛使用。P 值等于 FRs1 等于 0（原文此句 〔原文不清〕损坏，〔待核〕（〔原文不清〕））。 3.1.9 不溶性参数（IN）：用于判定原油混合后相容性的混合模型参数之一。注：根据原油的密度、芳烃溶剂当量值和往 5 mL 样品中添加正庚烷且不出现沥青质絮凝所允许的最大体积值来计算。公式见 15.2。 3.1.10 最大絮凝比例（FRmax）：原油和重质燃料油胶体分散体系中使沥青质分散所需的最小胶溶能力，用芳烃溶剂（二甲苯）与芳烃溶剂加正构烷烃溶剂（正庚烷）体积比值表示。将浓度进行作图，向外延伸到样品无限稀释时与 y 轴的交点可计算得到 FRmax。 3.1.11 P 值：针对炼厂原油、重质燃料油和渣油沥青质聚沉现象，用于表征样品稳定性或者胶溶能力的参数。注：P 值的表达式是 P=1+Xmin，这里 Xmin 是往 1 g 油中加入正构烷烃（正庚烷）直至发生沥青质絮凝所消耗的正庚烷最小毫升数。P 值的最小值是 1，也就是说不稳定的油在不添加任何正构烷烃溶剂的情况下便已发生了沥青质聚沉。P 值越高表明油中的沥青质越稳定。 3.1.12 油基质：原油和重质燃料油中围绕在沥青质周围形成胶体分散体系的部分。注：为了达到测定目的，将样品分成油基质（有时也称为油介质）和沥青质。 3.1.13 沥青质的 P 值：沥青质保持胶溶的能力。 3.1.14 油基质的 P 值：油基质的胶溶能力。 3.1.15 胶溶（pepuze，疑为 peptize，〔待核〕（〔原文不清〕））：溶解沥青质或使沥青质保持胶体分散状态。 3.1.16 混合溶解性参数（SBN）：判定原油混合后相容性的混合模型参数之二。根据原油的密度、芳烃溶剂等当量值和往 5 mL 样品中添加正庚烷且不出现沥青质聚沉的正庚烷最大体积值来测定和计算。公式见 15.2。 3.1.17 步长（step size）：测定过程中一次加入到备用溶液（stock solution）中一定量二甲苯中的样品溶液（原文此条 〔原文不清〕损坏，〔待核〕（〔原文不清〕））。 3.2 符号：FR——絮凝比例；FRs1——5 mL 芳烃+正构烷烃溶液（二甲苯和正庚烷）与 1 g 油样稀释混合时的絮凝比例；FRmax——最大絮凝比例；IN——不溶性参数；P——油样的 P 值；Pa——沥青质的 P 值；Po——油基质的 P 值或者胶溶能力；SBN——混合溶解性参数；SE——芳烃溶剂当量；Xmin——稀释油消耗正庚烷的量，用 mL/g 表示。
质量控制
精密度：按下述规定判断试验结果的可靠性（95% 置信水平）。 注1：P、Pa、Po 和 FRs1 的精密度是由多个实验室对 11 个试样（重质燃料油，常压、减黏裂化渣油和原油）的测定结果得来，这些样品用 SH/T 0266 方法测定的沥青质质量分数范围是 0.7%~22.5%。同一地点由五位操作者、使用三台仪器得出该重复性精密度。 注2：该测定方法的精密度可能不适用于与本研究报告以外的样品。 17.1.1 重复性：在同一实验室，由同一操作者使用同一仪器，按相同方法对同一样品连续测定所得的两个试验结果之差，不应超过表1的要求。 表1 重复性要求 | 参数 | 重复性 r | 推荐的精密度适用范围 | |---|---|---| | P | 0.103X | 1.28~4.54 | | Pa | 0.03 | 0.33~0.83 | | Po | 0.2 | 0.43~1.31 | | FRs1 | 0.03 | 0.05~0.62 | 注1：X——两次测定结果的平均值。 注2：推荐的精密度范围确定方法：（最小样品平均值-重复性）到（最大样品平均值+重复性）。 17.1.2 再现性：未考察方法的再现性，因为这与本方法的应用无关。本方法所测定的是一些不稳定的特殊样品，这些样品在不同的实验室、在不同的暴露环境下放置不同时间所测结果将是不一致的。 17.2 偏差：由于本标准的测定结果仅在本标准中定义，因此本标准无偏差。
引用文件
GB/T 4756 石油液体手工取样法 GB 25989—2010 炉用燃料油 GB/T 27867 石油液体管线自动取样法 GB/T 29114—2012 燃气轮机液体燃料 SH/T 0266 石油沥青质含量测定法 NB/SH/T 0843 石化行业分析测试系统的评价统计技术法
公开关联商品
按公开目录中的方法号关联；未标年份不代表已确认适用此版本，具体适用性须核对产品证书。
暂无关联货，欢迎咨询具体用品与供货。
核验说明
〔待核〕和〔原文不清〕标明仍需核对标准原文的具体位置，并不表示已经核实。请勿将这些数值或步骤直接用于作业依据。