石油產品熱值測定方法的研究

劉曉燕 ，張 瑞 ，李擁軍 ，賈 昕 ，楊惠琳

（1.寧夏煤化工檢測重點實驗室，寧夏銀川 750002；2.寧夏寶塔化工中心實驗室（有限公司），寧夏銀川 750002）

固體燃料熱值的測定一般采用壓片或者直接對原樣進行測定[1，2]，對于液體燃料而言，其流動性大，而且很多液體燃料有揮發性，在檢測過程中要對樣品進行密封稱重。目前石油產品熱值按照GB384-1981石油產品熱值測定法[3]進行測定，該方法中用膠片和聚乙烯安瓿來密封樣品，膠片和聚乙烯安瓿的制作以及樣品密封操作過程相當繁瑣復雜，導致檢測效率較低。本文利用醫用膠囊對石油產品進行密封后，再用擦鏡紙包裹后測定石油產品的熱值[4-8]。醫用膠囊可以直接采購，石油樣品裝入膠囊后，將膠囊壓緊就可以將樣品密封，在檢測過程中沒有發現樣品滲漏的現象，樣品密封操作非常簡單，從而提高了檢測效率。在膠囊外面再包裹一層擦鏡紙，一方面預防操作過程中膠囊沒有壓緊，樣品有滲漏現象；另一方面防止樣品在燃燒過程中飛濺，導致結果偏低。將該方法與用聚乙烯安瓿對樣品進行密封方法進行比較，驗證了用膠囊密封樣品檢測石油產品熱值的方法準確度高。

1 實驗部分

1.1 實驗設備和材料

河南鑫科分析儀器有限公司生產的XKRL-6000微機全自動量熱儀（溫度分辨率：0.000 1 K），分析天平（稱量精度：0.1 mg），醫用膠囊，汽油，甲醇汽油，雜醇油，苯甲酸（采用國家標準物質研究中心一級燃燒熱標準物質，其熱值為26 456 J/g）。

表1 用苯甲酸標定量熱儀

1.2 量熱儀的標定

（1）苯甲酸在60℃烘箱中干燥3 h～4 h，取出后在干燥器中冷卻后使用；（2）準確在鎳坩堝內稱取干燥過的苯甲酸 0.9 g～1.1 g（準確稱至 0.000 1 g）；（3）在氧彈的電極環上固定好裝有苯甲酸的坩堝，安裝好點火絲，使點火絲的尖端不要接觸到苯甲酸上，距離苯甲酸表面2 mm～3 mm，向氧彈中準確加入10 mL純化水，將放好苯甲酸的氧彈頭放入氧彈內，擰緊氧彈蓋，給氧彈沖入氧氣，壓力為（3.0～3.2）MPa，保持充氧 15 s左右；（4）將氧彈小心放入量熱儀的內筒內，避免晃動，以防點火絲位置改變，導致點火失敗，蓋好內筒蓋進行測量；（5）測量結束后，將氧彈從量熱儀中取出，以均勻的速度排出廢氣，然后打開氧彈檢查苯甲酸是否燃燒完全，如發現有黑炭存在或苯甲酸未完全燃燒，則實驗作廢，重新實驗；（6）用苯甲酸連續進行5次熱容量實驗，若級差＜40 J/K，則其有效熱容量系統自動取平均值并保存結果，若進行8次標定熱量系統仍未自動取平均值，需要對儀器、實驗條件和操作方法進行檢查，排除問題后再重新進行標定，標定結果（見表1）。

1.3 醫用膠囊、擦鏡紙和聚乙烯安瓿熱值測定

在鎳坩堝中分別稱取團緊后的醫用膠囊、擦鏡紙和聚乙烯安瓿（0.4～0.6）g，稱準到 0.000 2 g，將裝有樣品的鎳坩堝放置氧彈裝置上，連接好點火絲，往氧彈中加入10 mL純化水，小心擰緊氧彈蓋，往氧彈中緩緩充入氧氣，直至壓力到（3.0～3.2）MPa，保持充氧 15 s。將氧彈放入量熱儀內筒中，測定膠囊、擦鏡紙和聚乙烯安瓿的熱值，三次檢測結果差值不超過40 cal/g（167 J/g）[3]，結果（見表 2）。

表2 醫用膠囊、擦鏡紙和聚乙烯安瓿熱值測試結果

1.4 石油產品熱值測定

1.4.1 膠囊和擦鏡紙密封樣品 取一個膠囊稱重，稱準到 0.000 2 g，打開膠囊，用一次性滴管吸取（0.3～0.5）g石油產品滴加到膠囊中，蓋好膠囊的另一半，壓緊，并準確稱重，稱準到0.000 2 g，將膠囊放入鎳坩堝中，按照1.3中的方法測定熱值，測定石油產品熱值時，氧彈充氧壓力保持在（2.8～3.0）MPa，兩次檢測結果差值不超過 30 cal/g（125 J/g）[3]。檢測結果（見表 3）。

1.4.2 聚乙烯安瓿密封樣品 取制備好的聚乙烯安瓿[3]稱重，稱準到0.000 2 g，用一次性注射器往聚乙烯安瓿注射（0.3～0.5）g石油產品，用酒精燈將聚乙烯安瓿封口，并準確稱重，稱準到0.000 2 g，將聚乙烯安瓿放入鎳坩堝中，按照1.3中的方法測定熱值，測定石油產品熱值時，氧彈充氧壓力保持在（2.8～3.0）MPa，兩次檢測結果差值不超過30 cal/g（125 J/g）[3]。檢測結果（見表 4）。

表3 用膠囊密封石油產品熱值測試結果

表4 用聚乙烯安瓿密封石油產品熱值測試結果

2 結果討論

（1）從表3數據可以看出：用膠囊和擦鏡紙密封樣品的方法測試汽油、甲醇汽油、雜醇油的彈筒熱值，其兩次檢測結果最大差值為66 J/g，沒有超過GB/T384-1981中規定的30 cal/g（125 J/g），結果均符合標準要求。

（2）從表3和表4數據可以看出：用膠囊和擦鏡紙對樣品密封與用聚乙烯安瓿對樣品密封，對同一樣品進行熱值測定，兩種方法檢測結果最大差值為91 J/g，沒有超過GB/T384-1981中規定的30 cal/g（125 J/g），結果均符合標準要求。

3 結論

本文采用膠囊和擦鏡紙對石油產品密封的方法分別檢測了汽油、甲醇汽油、雜醇油的熱值，并且與用聚乙烯安瓿對樣品密封的方法進行比較，驗證了用膠囊和擦鏡紙對石油產品進行密封后檢測其熱值的方法，檢測結果符合GB/T384-1981要求的重復性范圍，且該方法操作簡便，大大提高了檢測效率。該方法也適用于其他石油產品熱值的檢測。