石油产品热值测定方法的研究

刘晓燕 ，张 瑞 ，李拥军 ，贾 昕 ，杨惠琳

（1.宁夏煤化工检测重点实验室，宁夏银川 750002；2.宁夏宝塔化工中心实验室（有限公司），宁夏银川 750002）

固体燃料热值的测定一般采用压片或者直接对原样进行测定[1，2]，对于液体燃料而言，其流动性大，而且很多液体燃料有挥发性，在检测过程中要对样品进行密封称重。目前石油产品热值按照GB384-1981石油产品热值测定法[3]进行测定，该方法中用胶片和聚乙烯安瓿来密封样品，胶片和聚乙烯安瓿的制作以及样品密封操作过程相当繁琐复杂，导致检测效率较低。本文利用医用胶囊对石油产品进行密封后，再用擦镜纸包裹后测定石油产品的热值[4-8]。医用胶囊可以直接采购，石油样品装入胶囊后，将胶囊压紧就可以将样品密封，在检测过程中没有发现样品渗漏的现象，样品密封操作非常简单，从而提高了检测效率。在胶囊外面再包裹一层擦镜纸，一方面预防操作过程中胶囊没有压紧，样品有渗漏现象；另一方面防止样品在燃烧过程中飞溅，导致结果偏低。将该方法与用聚乙烯安瓿对样品进行密封方法进行比较，验证了用胶囊密封样品检测石油产品热值的方法准确度高。

1 实验部分

1.1 实验设备和材料

河南鑫科分析仪器有限公司生产的XKRL-6000微机全自动量热仪（温度分辨率：0.000 1 K），分析天平（称量精度：0.1 mg），医用胶囊，汽油，甲醇汽油，杂醇油，苯甲酸（采用国家标准物质研究中心一级燃烧热标准物质，其热值为26 456 J/g）。

表1 用苯甲酸标定量热仪

1.2 量热仪的标定

（1）苯甲酸在60℃烘箱中干燥3 h～4 h，取出后在干燥器中冷却后使用；（2）准确在镍坩埚内称取干燥过的苯甲酸 0.9 g～1.1 g（准确称至 0.000 1 g）；（3）在氧弹的电极环上固定好装有苯甲酸的坩埚，安装好点火丝，使点火丝的尖端不要接触到苯甲酸上，距离苯甲酸表面2 mm～3 mm，向氧弹中准确加入10 mL纯化水，将放好苯甲酸的氧弹头放入氧弹内，拧紧氧弹盖，给氧弹冲入氧气，压力为（3.0～3.2）MPa，保持充氧 15 s左右；（4）将氧弹小心放入量热仪的内筒内，避免晃动，以防点火丝位置改变，导致点火失败，盖好内筒盖进行测量；（5）测量结束后，将氧弹从量热仪中取出，以均匀的速度排出废气，然后打开氧弹检查苯甲酸是否燃烧完全，如发现有黑炭存在或苯甲酸未完全燃烧，则实验作废，重新实验；（6）用苯甲酸连续进行5次热容量实验，若级差＜40 J/K，则其有效热容量系统自动取平均值并保存结果，若进行8次标定热量系统仍未自动取平均值，需要对仪器、实验条件和操作方法进行检查，排除问题后再重新进行标定，标定结果（见表1）。

1.3 医用胶囊、擦镜纸和聚乙烯安瓿热值测定

在镍坩埚中分别称取团紧后的医用胶囊、擦镜纸和聚乙烯安瓿（0.4～0.6）g，称准到 0.000 2 g，将装有样品的镍坩埚放置氧弹装置上，连接好点火丝，往氧弹中加入10 mL纯化水，小心拧紧氧弹盖，往氧弹中缓缓充入氧气，直至压力到（3.0～3.2）MPa，保持充氧 15 s。将氧弹放入量热仪内筒中，测定胶囊、擦镜纸和聚乙烯安瓿的热值，三次检测结果差值不超过40 cal/g（167 J/g）[3]，结果（见表 2）。

表2 医用胶囊、擦镜纸和聚乙烯安瓿热值测试结果

1.4 石油产品热值测定

1.4.1 胶囊和擦镜纸密封样品 取一个胶囊称重，称准到 0.000 2 g，打开胶囊，用一次性滴管吸取（0.3～0.5）g石油产品滴加到胶囊中，盖好胶囊的另一半，压紧，并准确称重，称准到0.000 2 g，将胶囊放入镍坩埚中，按照1.3中的方法测定热值，测定石油产品热值时，氧弹充氧压力保持在（2.8～3.0）MPa，两次检测结果差值不超过 30 cal/g（125 J/g）[3]。检测结果（见表 3）。

1.4.2 聚乙烯安瓿密封样品 取制备好的聚乙烯安瓿[3]称重，称准到0.000 2 g，用一次性注射器往聚乙烯安瓿注射（0.3～0.5）g石油产品，用酒精灯将聚乙烯安瓿封口，并准确称重，称准到0.000 2 g，将聚乙烯安瓿放入镍坩埚中，按照1.3中的方法测定热值，测定石油产品热值时，氧弹充氧压力保持在（2.8～3.0）MPa，两次检测结果差值不超过30 cal/g（125 J/g）[3]。检测结果（见表 4）。

表3 用胶囊密封石油产品热值测试结果

表4 用聚乙烯安瓿密封石油产品热值测试结果

2 结果讨论

（1）从表3数据可以看出：用胶囊和擦镜纸密封样品的方法测试汽油、甲醇汽油、杂醇油的弹筒热值，其两次检测结果最大差值为66 J/g，没有超过GB/T384-1981中规定的30 cal/g（125 J/g），结果均符合标准要求。

（2）从表3和表4数据可以看出：用胶囊和擦镜纸对样品密封与用聚乙烯安瓿对样品密封，对同一样品进行热值测定，两种方法检测结果最大差值为91 J/g，没有超过GB/T384-1981中规定的30 cal/g（125 J/g），结果均符合标准要求。

3 结论

本文采用胶囊和擦镜纸对石油产品密封的方法分别检测了汽油、甲醇汽油、杂醇油的热值，并且与用聚乙烯安瓿对样品密封的方法进行比较，验证了用胶囊和擦镜纸对石油产品进行密封后检测其热值的方法，检测结果符合GB/T384-1981要求的重复性范围，且该方法操作简便，大大提高了检测效率。该方法也适用于其他石油产品热值的检测。