提高—35号车用柴油冷滤点测定分析准确度

陆蓉

摘 要：在-35号车用柴油冷滤点项目测定中发现，加入较大比例降凝剂的-35号车用柴油，会导致冷滤点吸滤的次数偏多、结果差异较大。阐释了降凝剂的工作原理，以具体实例描述了冷滤点测定研究的过程，讨论了如何通过有效考察、优化测试条件规范操作手法，从而为准确测定-35号车用柴油的冷滤点提供依据。

关键词：车用柴油；冷滤点；降凝剂；三维网状结构

中图分类号：TP216 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.15.015

文章编号：2095-6835（2015）15-0015-02

冷滤点是表示柴油低温操作性能的指标。对于柴油而言，对冷滤点的技术要求比凝固点在实际使用中的要求更高，这是因为凝点是表明柴油在低温环境中失去流动性的最高温度；冷滤点则表明柴油通过柴油发动机供油系统时能造成滤网堵塞的最高温度。冷滤点与柴油的低温使用性能直接相关。由于用凝点评价柴油的低温性能与实际使用结果的偏差较大，尤其是加有流动改进剂的柴油，其凝点与实际使用结果偏差很大。因此，轻柴油的规格标准中，对各等级、各牌号的柴油都规定了用SH/T0248-92F方法测定的冷滤点的指标。

在兰州石化公司-35号车用柴油的生产中，存在加入较大比例的降凝剂时冷滤点测定结果重复性差、吸滤的次数增多的现象。因此，选择对-35号车用柴油冷滤点测定条件进行考察，优化测试条件，规范操作手法，以提高-35号车用柴油冷滤点测定的准确性。

1 降凝剂加剂效果考察

1.1 降凝剂的工作原理

油品失去流动性有以下两个方面的原因：①油品随温度下降，黏度不断增大，当黏度增大到一定程度时，就会失去流动性；②由于油中蜡的影响，含蜡油随温度的下降，油中所含的蜡逐渐结晶，当温度继续下降时，蜡晶大量生成，且相互连接，形成三维网状结构，会吸附和包住未凝固的油，进而使油品失去流动性。目前，柴油降凝剂的作用机理以共晶吸附机理最为常见。在机理中，在低温下，柴油降凝剂与柴油中析出的石蜡发生共晶或吸附在蜡晶表面上，从而破坏蜡的结晶行为和取向性，阻止蜡晶继续发育，使之无法形成三维网状结构，使加剂柴油保持良好的低温流动性能。柴油降凝剂在使用过程中，普遍存在对柴油的感受性问题，多数降凝剂对柴油凝点的降低效果明显，而对冷滤点的降低效果一般。

1.2 降凝剂的加剂效果

在不同调和比的情况下，对于降凝剂加入量与凝固点冷滤点之间的关系，可取3个样品分别加入100～700剂量的降凝剂，考察凝点和冷滤点，具体数据如表1和图1的所示。

表1 加剂后的凝点和冷滤点数据

图1 降凝剂加剂效果考察图

由图1可看出，加剂量与冷滤点实际降低值不具备线性关系，当加剂量达到一定量时，对柴油低温性的改善不再增加；凝点对降凝剂加剂量较为敏感，冷滤点对降凝剂敏感性相对较差。

在常规调和方案下，-35号降凝剂的加入量至少在500 mg/kg以上才有可能调和合格（-35号车用柴油冷滤点≤-29 ℃）。建议油品储运厂以数据背景为依据，在未加入相应剂量的前提下，不进行采样分析作业，从而节约人力、物力。

2 -35号柴油冷滤点测定影响因素研究

2.1 标准

试样在规定的条件下冷却，处于负压为200 mm水柱时，测定当试样无法流过过滤器（363目网）或20 mL试样流过过滤器的时间>60 s或试样无法完全流回试杯时的最高温度。

在测定-35号车用柴油冷滤点时，该项目的合格指标为≤-29 ℃，因此，在测定过程中需要在试样冷却到-20 ℃时，将试样从-34 ℃的金属浴移至-51 ℃的金属浴继续实验。由于进行了换浴操作，因此，在-21 ℃时候要进行一次冷滤点的测定。此时，常会出现不规律的吸入现象，即试验记录的吸入时间（试样充满吸量管的时间）缩短，甚至无法吸入，而继续试验又会出现吸入时间延长，直至达到60 s极限的情况。

用表1中的7个样品进行-21 ℃的冷滤点测定，结果如表2所示。

表2 冷滤点测定结果

如果按照表2的试验结果判定，则1，2，4，6，7冷滤点均≥-21 ℃。但继续试验时，所测冷滤点数据如表3所示。

表3 继续试验中冷滤点的数据

继续操作后，仅有2号和6号样品的实际冷滤点为-21 ℃，其余样品均低于-21 ℃。由于在换浴操作时，两次冷浴的温度差很大，当样品进入-51 ℃的冷浴瞬间，样品因温度急剧降低，其黏温性导致样品黏度突然增大，致使吸滤不成功，样品没有达到真正的冷滤点。因此，在测定-35号柴油冷滤点时，不能以首次测得的冷滤点值作为结果，要以1 ℃为单位继续降温试验，直至两次试验均无法吸滤后，可以最初测定结果为冷滤点。

2.2 提高冷滤点的准确性

冷滤点再现性对比结果如表4所示。

表4 冷滤点再现性对比结果

因此，再现性=（25-X）×0.103，X为平均值。

通过改进操作方法将再现性从4 ℃降到了1 ℃，提高了冷滤点测定的准确性。

2.3 冷滤点操作的其他影响因素

冷滤点操作的其他影响因素有以下8点：①测定时，要保证U形管的压差，使之稳定在1 961 Pa（200 mmH2O）。②按试样冷滤点的范围、规定控制好降低冷槽的温度。③为了防止堵塞过滤器，如果试样中有杂质，则必须将试样加热到15 ℃以上，用不起毛的滤纸过滤除去杂质；如果试样含水，试验前应脱水。④转动和关闭三通阀时要平稳，应同时启动和停止秒表，过滤系统振荡，同时，启动和停止秒表，保证计时准确。值得注意的是，转动三通阀时，不能使过滤系统振荡，以防止破坏结晶网。⑤过滤网的孔径直接影响着试样过滤结果，因此，不锈钢滤网经过20次测定后要更换，以保证滤网的目数为363.⑥试杯从套管中取出时，套管口咬塞上塞子，防止空气中的湿气在套管中冷凝成水。⑦夏季，操作室内的空气湿度很大，要严防设备外壁凝聚的水沿管壁流进试样中。⑧由于该试验方法为条件性试验，所以，过滤系统、减压系统要按标准规定组装，试验所用的试杯、套管和过滤器等都必须符合标准要求。

3 结论

柴油降凝剂加剂量实验考察了柴油对降凝剂的感受性。根据实际降凝剂的加剂效果发现，在常规调和方案下，加剂量≥500 mg/kg时，能满足-35号车用柴油标准的冷滤点要求。

在测定-35号柴油冷滤点时，更换冷浴后，不能以首次测得的冷滤点值作为结果，而要以1 ℃为单位继续降温，直至两次试验均无法吸滤后，可以最初测定结果为冷滤点。

通过对-35号车用柴油低温性能相关因素的研究，提高了冷滤点测定分析的准确性，有效减少了重复调和频次。

〔编辑：张思楠〕