[发明专利]石油产品全自动真空式饱和蒸气压测定器及测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油产品物理性质测定技术领域，特指一种利用真空技术来改进测定石油产品饱和蒸气压的方法及装置。

背景技术

在一定温度下，液体在密闭的真空容器中蒸发并与它上方的蒸气达到平衡状态时，蒸气分子撞击器壁在单位面积上产生的压力称为液体的饱和蒸气压，常简称为蒸气压；蒸气压的高低表明液体中分子汽化或蒸发的能力，同一温度下，液体蒸气压越高，液体越容易汽化；饱和蒸气压是物质的基础热力学数据，它不仅在化学、化工领域，而且在无线电、电子、冶金、医药、环境工程乃至航空航天领域都具有重要的地位，因而在工程计算中是必不可少的数据。

石油产品饱和蒸气压（简称为石油产品蒸气压）是指在特定的条件下，石油产品在适当的实验仪器中气液两相达到平衡时，液面蒸气所显示的最大压力；石油产品蒸气压是表示其蒸发性能、启动性能、生成气阻的倾向及储运时蒸发损失的重要指标之一，一般来讲，蒸气压越大，挥发性越大，生成气阻的倾向越大，在储存时的蒸发损失也越大，蒸气压过低会影响燃料启动性能，并减少燃烧性能良好的轻组分；蒸气压过高的石油产品或烃类物质，由于其挥发性较高，在轻组分损失的同时也造成环境的污染；近年来环保法律法规和石油产品规格都对烃类或燃油提出了越来越高的要求，对烃类和燃油蒸气压的测量也日显重要，因此，石油产品的蒸气压测定是必需的。

目前蒸气压的测定方法很多，但对于特定的物质，并非所有的方法都能提供精确的测定数据；石油产品蒸气压的评估，通常有两种情况：一种是其气化率为零时的蒸气压，也就是泡点蒸气压，或者称为真实蒸气压；另一种即广泛应用的雷德蒸气压，石油产品的雷特蒸气压是按照空气室的容积约为500 mL，燃料室约为125 mL，即气、液相体积比为4:1，温度为37.8 ℃条件下用专门的雷特蒸气压测定器测得的最大蒸气压即饱和蒸气压（参见国标GB/T 8017—87《石油产品蒸气压测定法（雷德法）》）；该实验方法有以下缺陷：（1）在测定过程中，即使将试样冷却充入蒸气压测定器的燃料室，油样中也有一部分轻质馏分蒸发出来，达到气—液相平衡时试样组分已发生变化，因此测出的数值实际上是已经发生变化的试样的饱和蒸气压，而低于原始试样的饱和蒸气压或真实蒸气压；（2）雷德法适用于测定汽油、易挥发性原油及其他易挥发性石油产品的蒸气压，不适用于测定液化石油气的蒸气压，且这种方法必须有l L的取样器，并通过热水清洗保证测量室100％湿度即进行空气饱和，因此不适合测试含氧化合物（如乙醇，MTBE）汽油、醇、酮等极性溶剂；（3）雷德法测定饱和蒸气压时，空气室容积内包含空气、水蒸气及油蒸气三种气体，在最初室温下安装时，空气室虽有空气与水蒸气，但并不显示出压力，当放入37.8 ℃水浴后，由于温度升高，除了轻组分汽化外，还引起空气和水蒸气压力增大，所以压力表上指示的值，实际上是空气、水蒸气和油蒸气三个压力的和，称为未修正的试油饱和蒸气压，该值减去空气和水蒸气压力的增大值即修正值ΔP，才得到试油的饱和蒸气压，由于空气和水蒸气压力的压力难以准确确定，因此用雷德法测定石油产品的饱和蒸气压时存在误差；（4）雷德法所测的蒸气压可用作商品原油是否经过稳定处理的质量评价数据，当需要液体在不同温度下的精确原始蒸气压数据时，一般不能采用雷德法，因为用雷德法测定原油在不同温度下的饱和蒸气压时，误差大，而且随测定温度的升高误差增大；（5）传统的手动操作，测试时间较长，振荡过程中的温度变化以及用肉眼观察压力表读数等测定影响因素较多，大量人工操作不仅易带来实验误差，而且增加了实验员的压力。

根据本发明技术特点检索了国内外数据库，发现国内外有人在研究蒸气压的测量方法，并且大多是按照不同的测试对象和测量技术而开展的；我国现行使用的蒸气压测量方法标准是GB/T 257《发动机燃料饱和蒸气压测定法（雷德法）》和GB/T 8017《石油产品蒸气压测定法（雷德法）》；近年来，我国为与国外先进标准接轨，也推出了相应的SH/T 0794和SH/T 0796；国外先进的测试技术促进了更新的蒸气压测量测定方法的开发，如STM D5191《石油产品蒸气压测定法（微型法）》和ASTM D6378《石油产品、烃类及氧化烃类混合物蒸气压测定法（三级膨胀法）》等。