冰點降低法是測定礦物絕緣油的分子量的行業標準,然而該方法能否用於測定類似渣油和瀝青這類高分子量物質的分子量,尚需作進一步的研究。在渣油深度加工和瀝青生產及使用過程中,渣油和瀝青的分子量數據是重要的參數,也是控制產品質量、最佳化工藝操作條件、計算渣油及瀝青結構族組成以及物性關聯所必需的參數。
基本介紹
- 中文名：冰點降低法
- 外文名：Cryoscopic method
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 測定：滲透壓
- 選樣：瀝青
概念,重複性,精密度,可靠性,準確性,實際套用,總結,
概念
在渣油深度加工和瀝青生產及使用過程中,渣油和瀝青的分子量數據是重要的參數,也是控制產品質量、最佳化工藝操作條件、計算渣油及瀝青結構族組成以及物性關聯所必需的參數。儘管測定分子量的方法有多種,然而適用於石油渣油和瀝青分子量測定的方法卻不多。最常用的是蒸氣壓滲透法(V apour PressureOsmometry )。國外曾對沸點升高、冰點下降、粘度、滲透壓、超離心、電子顯微鏡等方法對瀝青質的分子量進行過研究國內對這方面的研究甚少。雖有冰點降低法測定礦物絕緣油的分子量的行業標準,然而該方法能否用於測定類似渣油和瀝青這類高分子量物質的分子量,尚需作進一步的研究。為此,特選用大慶減壓渣油和單家寺、歡三聯及勝利直餾瀝青為試樣,考察了冰點降低法測定渣油和瀝青分子量的可行性,重點考察了方法的重複性、精密度、準確度和實用性,並對所有試驗數據的可靠性進行了檢驗。
重複性
冰點降低法測定渣油和瀝青分子量的重複性
為考察冰點降低法測定渣油和瀝青試樣分子量的重複性,用溶劑苯將每種試樣配製成濃度不等的4個稀溶液。在凝固點測定儀上分別測定出各個試樣濃度時的冰點降低值,並用式( 1)計算出相應的分子量數據。再利用最小二乘法原理,在計算機上求得各種渣油和瀝青試樣的分子量。各種試樣4個濃度、5次重複測定的分子量數據：除個別數據外各種試樣在4個不同濃度下的分子量數據的線性相關係數,在95% 置信度下均大於臨界線性相關係數( 0. 950) ,表明分子量數據與濃度間存在良好的線性關係。在本試驗範圍內,各個試樣濃度下溶劑苯的冰點降低值為0. 010—0. 080℃ ,隨試樣濃度的降低, 所測得的分子量數據逐漸趨近於試樣的分子量,這與理論分析完全一致。各次重複測定的分子量數據比較接近,說明本方法的重複性較好。
精密度
冰點降低法測定渣油和瀝青分子量的精密度
4種試樣、5次重複測定的分子量數據以及表征本方法精密度的數據。可見,冰點降低法測定渣油和瀝青分子量的標準偏差( S )小於65, 相對標準偏差(變異係數gC )小於10% , 在95% 置信度下置信區間(± M )小於65,說明本方法的精密度較好。
可靠性
冰點降低法測定渣油和瀝青分子量的可靠性
為考察冰點降低法測定渣油和瀝青試樣分子量數據的可靠性,採用Grubbs檢驗法在95%置信度下,對試驗所測得的全部分子量數據進行檢驗,以確定有無可疑值。4種試樣分子量重複測定數據的檢驗結果是：在95%置信度下5次重複(平行)測定渣油和瀝青試樣分子量的G( G1 和G2 )值均小於臨界值(GC= 1. 67)。因此,本方法所測渣油和瀝青試樣的分子量數據均為可靠數據。
準確性
冰點降低法測定渣油和瀝青分子量的準確性
為考察冰點降低法測定渣油和瀝青試樣分子量的準確性,用蒸氣壓滲透法( V PO)對上述4種渣油和瀝青試樣的分子量進行了測定。冰點降低法測定渣油和瀝青試樣分子量數據與蒸氣壓滲透法接近,其相對誤差小於10% ,能滿足渣油和瀝青這類試樣高分子量測定的要求。
實際套用
在冰點降低法測定渣油和瀝青分子量可行性研究的基礎上,實際測定了2種減壓渣油、4種由減壓渣油裂化不同時間所得到的裂化殘渣油和6種裂化瓦斯油、3種柴油和8種連續吸氧氧化不同時間的氧化柴油等23種試樣的分子量,線性相關係數在95%置信度下均大於其臨界值,說明本方法的適用範圍較寬。
冰點降低法測定的11種渣油、瀝青和瓦斯油試樣的分子量數據與蒸氣壓滲透法測定的分子量數據的對比,可知,前者與後者接近,其相對誤差小於10%。說明本方法在較寬的範圍內具有較好的準確性。
冰點降低法測定渣油和瀝青的分子量,與蒸氣壓滲透法相比,具有儀器簡單、操作簡便、測定費用低、易推廣使用等優點。如能將測溫元件的精度提高到0. 001℃ ,本方法的精密度和準確性還可以進一步提高。
總結
( 1 ) 冰點降低法測定渣油和瀝青的分子量是可行的。方法的重複性較好,精密度和準確性較高,且具有儀器簡單、操作簡便、測定成本低、易推廣使用等優點。
( 2 ) 冰點降低法重複測定渣油和瀝青分子量數據的標準偏差小於65,相對標準偏差(變異係數)小於10%。本方法與蒸氣壓滲透法相比,相對誤差小於10%。
( 3 ) 在95%置信度下,經Grubbs檢驗結果表明,所測分子量數據均為可靠數據。
