CN111006962A - 一种重质油甲苯不溶物含量的快速测定方法 - Google Patents

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Abstract

一种重质油甲苯不溶物含量的快速测定方法，包括以下步骤；(1)材料准备：将试验所用过滤材料恒重备用；(2)样品处理：称取适量的均匀样品于干净的烧杯中，按照一定剂油比(溶剂体积：试样质量)加入热甲苯溶剂并超声使其完全溶解分散；(3)样品测试：使用溶剂过滤器将已溶解的试样通过已恒重的玻璃纤维滤膜进行减压抽滤，并用热甲苯溶剂洗涤至滤液接近无色为止，待玻璃纤维滤膜上不溶物被抽干后，停止抽滤；(4)结果计算：将抽滤后的滤膜进行干燥恒重，计算得出试样中甲苯不溶物含量。本发明具有操作简便、测试速度快、重复性好、精密度高的特点。

Description

一种重质油甲苯不溶物含量的快速测定方法
技术领域
本发明涉及重质油甲苯不溶物含量检测技术领域，特别涉及一种重质油甲苯不溶物含量的快速测定方法。
背景技术
甲苯不溶物是指石油类产品中不溶于甲苯的组分，是一种混合物，主要由碳质、矿物颗粒及少量的无机物组成。近年来，重油加氢处理工艺发展迅速，悬浮床加氢技术取得突破性的进展，但重油轻质化是在高温高压下进行的，在此过程中会出现大量的结焦结块现象，而影响其结焦结块的因素之一是甲苯不溶物的存在。甲苯不溶物含量的高低决定了重油加氢的反应性能，其准确度高、重复性好的测定结果可以指导重油加氢裂化的生产操作、工艺的改进和优化，为加氢裂化反应过程中产物油的收率提供可靠依据，因此甲苯不溶物含量检测在生产和研究中变得尤为重要。
国内常见甲苯不溶物含量测定方法还有离心法、灰化法、碳化灼烧法和重量法。离心法测定速度快，但测定精度较低，适用于胶质及沥青质含量低的油浆及炼厂油浆中固含量的及时检测；灰化法及碳化灼烧法精密度不高，仅适用于焦粉含量低的油浆，同时适用于只关心催化剂含量的情况；重量法国内测定方法有GB/T 30044-2013《煤炭直接液化液化重油产物组分分析溶剂萃取法》及GB/T 2292-1997《焦化产品甲苯不溶物含量的测定》，这两种测试方法均将试样置于滤纸筒中，使用索氏抽提器进行萃取，将甲苯不溶物干燥至质量恒定，根据干燥后不溶物的质量，计算甲苯不溶物的质量分数，这也是传统的测定甲苯不溶物含量的方法。此方法精密度较高，但对于高沥青含量类等重劣质油，测定过程耗时较长，且使用慢速定量滤纸孔径较大，造成测定结果稳定性差、准确度低，难以满足分析方法所应有的稳定精确的要求，也无法为工艺参数的调整提供及时的指导。
专利CN 103196776 B，2015.08.19中针对试样为催化裂化油浆，使用过滤材料为慢速定量滤纸，其孔径为1-3um，对于重劣质油中甲苯不溶物含量的测定存在一定的局限性。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种重质油甲苯不溶物含量的快速测定方法，以解决试验过程中样品测试周期长，分析数据稳定性差等问题，具有操作简便、测试速度快、重复性好、精密度高的特点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种重质油甲苯不溶物含量的快速测定方法，包括以下步骤；
(1)材料准备：将试验所用过滤材料恒重备用，所述过滤材料为玻璃纤维滤膜；
(2)样品处理：称取适量的均匀重质油样品于干净的烧杯中，按照一定的剂油比加入热甲苯溶剂并超声使其完全溶解分散；
(3)样品测试：使用溶剂过滤器将已溶解分散的试样通过已恒重的玻璃纤维滤膜进行减压抽滤，并用热甲苯溶剂洗涤不溶物至滤液接近无色，待玻璃纤维滤膜上不溶物被抽干后，停止抽滤；
(4)结果计算：将抽滤后带有不溶物的玻璃纤维滤膜进行干燥恒重后，计算得出试样中甲苯不溶物含量，以质量百分数计。
所述重质油为含水量小于0.5％的重劣质油。
所述甲苯为分析纯。
所述的步骤(1)中所述使用过滤材料为0.8um玻璃纤维滤膜。
所述的步骤(1)中所述使用过滤材料的恒重过程为：将过滤材料放入已编号的称量瓶中，在105±5℃下干燥1h，置于干燥器中冷却30min后，称量其质量。再干燥30min进行恒重检查，直至连续两次称量质量之差不超过0.0005g，称准至0.0001g。
所述的步骤(2)中所述试样取样时，对于常温下可流动的试样需充分搅拌均匀后取样；对于常温下流动性差或呈固态的重质油，应将试样预热恒温100℃左右至可流动，充分搅拌均匀后取样。
所述的步骤(2)中所述试样称取量为0.2-3.0g(准确至0.0001g)，需根据试样性质及甲苯不溶物含量高低具体判断。
所述的步骤(2)中所述剂油比为甲苯体积：试样质量＝30mL：1g，加入热甲苯溶剂为水浴中恒温至80℃±1℃。
所述的步骤(2)中所述超声时间为20min。
所述的步骤(3)中所述溶剂过滤器为1000mL溶剂过滤器、使用减压抽滤设备为无油隔膜真空泵。
所述的步骤(3)中所述使用热甲苯溶剂洗涤不溶物应少量多次加入热甲苯溶剂进行洗涤。
所述的步骤(3)中所述滤膜上不溶物被抽干指待滤液接近无色后，继续抽滤使滤膜上的不溶物表面无明显溶剂存在。
所述的步骤(4)中所述对带有不溶物的玻璃纤维滤膜进行干燥恒重过程为：将带有不溶物的玻璃纤维滤膜放入试验前过滤材料恒重对应编号的称量瓶中，在105±5℃下干燥1h，置于干燥器中冷却30min后，称量其质量。再干燥30min进行恒重检查，直至连续两次称量质量之差不超过0.0005g，称准至0.0001g。
所述的步骤(4)中所述结果计算方法为：根据试验抽滤前后玻璃纤维滤膜质量变化计算得出甲苯不溶物含量，简称“TI”，质量百分含量(％)：
Figure BDA0002344390380000041
其中，设定试样质量为m(g)，试验前玻璃纤维滤膜恒重质量为m1(g),试验后玻璃纤维滤膜恒重质量为m2(g)。
本发明的有益效果：
(1)试样经0.8um玻璃纤维滤膜过滤，减少了固相流失，使得测定结果更加真实可靠。
(2)测试过程采用负压抽滤，加快了试样过滤时间，缩短了测试周期。
(3)试样溶解采用超声波振荡方式，使可溶物溶解更加充分，避免了试样出现聚集无法完全分散溶解的现象，从而缩短了抽滤时间。
(4)使用热甲苯溶剂进行抽滤，加速了试样可溶物的溶解，降低了试样粘度，使洗涤过程更加顺畅。
(5)本发明重质油甲苯不溶物含量的快速测定方法操作简便，测试周期短，具有相对安全、高效、精确的特性，解决了实际测定试验耗时长、稳定性差的问题，对重质油轻质化工艺装置的平稳运行提供了技术支持。
附图说明
图1为本发明重质油甲苯不溶物含量的快速测定方法的测试流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
一种快速测定重质油甲苯不溶物含量的方法，具体步骤为：
(1)将0.8um玻璃纤维滤膜放入已编号的称量瓶中，在105±5℃下干燥1h，置于干燥器中冷却30min后，称量其质量。再干燥30min进行恒重检查，直至连续两次称量质量之差不超过0.0005g，称准至0.0001g；
(2)将甲苯盛于具塞三角瓶中，置于80℃恒温水浴中恒温备用；
(3)将待测试样根据情况搅拌均匀后，称取0.2-3.0g(准确至0.0001g)于干净的烧杯中，按照剂油比(甲苯体积：试样质量)为30:1加入热甲苯(80℃±5℃)溶剂；
(4)将加有热甲苯溶剂的试样置于超声波清洗器中超声振荡20min，至试样完全溶解；
(5)取已恒重的0.8um玻璃纤维滤膜至溶剂过滤器的砂芯过滤头上，用夹子夹紧接头处，用10mL甲苯浸润玻璃纤维滤膜，开启真空泵，将已超声溶解的试样引流转移至滤杯中进行负压抽滤。
(6)待试样全部转移完毕后，用30mL热甲苯分数次洗涤烧杯，使不溶物全部转移到滤杯中，再用160mL热甲苯分多次洗涤滤杯中的不溶物，直至滤液接近无色。
(7)继续抽滤，待滤杯内不溶物中溶剂被抽干至滤膜上的不溶物表面无明显溶剂后，关闭真空泵停止抽滤。
(8)取下带有不溶物的玻璃纤维滤膜于称量瓶中，在105±5℃下干燥1h，置于干燥器中冷却30min后，称量其质量。再干燥30min进行恒重检查，直至连续两次称量质量之差不超过0.0005g，称准至0.0001g。
(9)根据试验抽滤前后玻璃纤维滤膜质量变化计算得出甲苯不溶物含量，简称“TI”，质量百分含量(％)：
Figure BDA0002344390380000061
其中设定试样质量为m(g)，试验前玻璃纤维滤膜恒重质量为m1(g),试验后玻璃纤维滤膜恒重质量为m2(g)。
传统的索式抽提法测定甲苯不溶物含量时，以慢速定量滤纸为过滤材料，慢速定量滤纸的孔径较大为(1～3)μm，对于含有较小粒径固相的重劣质油，将导致固相流失较严重，使得测试结果偏低。本发明选用0.8um玻璃纤维滤膜为最佳过滤材料，减小了固相的流失，且增加了测定方法的稳定性。
传统的索式抽提法测定甲苯不溶物含量时，需要以流水作循环冷却，且测定过程耗时较长，过多的浪费了水资源。本发明无需使用冷却循环水，直接进行负压抽滤，既节省了水资源，又缩短了测试时间。
实施例1
选取一种室温下流动性较差的试样悬浮床加氢裂化尾油，在80℃下恒温并充分搅拌均匀后，称取质量为0.2g、0.5g、1.0g、3.0g、4.0g的一系列试样于烧杯中，按照剂油比(甲苯体积：试样质量)为30:1分别加入热甲苯，超声20min后，通过0.8um玻璃纤维滤膜进行减压过滤，测定其甲苯不溶物含量。
各组试验平行测定三次，测得结果如表1所示，由公式计算甲苯不溶物含量所需试验数据如表2所示。由测定结果知，称样量为4.0g时，甲苯不溶物含量明显偏高，相对误差较大，且洗涤使用热溶剂量明显增大；称样量在0.2g-3.0g时，甲苯不溶物含量在10.36％-10.55％之间，相对误差均小于1.0％。则称取试样质量为0.2g-3.0g均可。
实施例2
选取实施例1中试样悬浮床加氢裂化尾油，在80℃下恒温并充分搅拌均匀后，称取质量为0.2g、0.5g、1.0g、3.0g的一系列试样于烧杯中，按照剂油比(甲苯体积：试样质量)为50:1分别加入热甲苯超声20min后，通过0.8um玻璃纤维滤膜进行减压过滤，测定其甲苯不溶物含量。
各组试验平行测定三次，测得结果如表1所示，由公式计算甲苯不溶物含量所需试验数据如表2所示。由各组甲苯不溶物含量测定结果知，称样量为0.2g-3.0g时，甲苯不溶物含量范围为10.41％-10.51％，与实施例1中剂油比为30:1下测得甲苯不溶物含量接近、洗涤使用热溶剂量基本一致，且相对误差较小，说明在试验前处理样品时，按照剂油比为30:1加入热溶剂就足以将试样完全溶解。
实施例3
选取实施例1中试样悬浮床加氢裂化尾油，在80℃下恒温并充分搅拌均匀后，称取三组质量为1.0g试样于100mL烧杯中，按照剂油比(甲苯体积：试样质量)为30:1分别加入75℃热甲苯、80℃热甲苯、85℃热甲苯，超声20min后，通过0.8um玻璃纤维滤膜进行减压过滤，测定其甲苯不溶物含量。
各组试验平行测定三次，测得结果如表1所示，由公式计算甲苯不溶物含量所需试验数据如表2所示。由测定结果知，在加热甲苯温度为75℃-85℃的甲苯不溶物含量基本相同，相对误差均小于1.0％。
实施例4
选取实施例1中试样悬浮床加氢裂化尾油，不做任何处理称取1.0g试样于100mL烧杯中，按照剂油比(甲苯体积：试样质量)为30:1加入80℃热甲苯，超声20min后，通过0.8um玻璃纤维滤膜进行减压过滤，测定其甲苯不溶物含量。
平行测定三次试验，测得结果如表1所示，由公式计算甲苯不溶物含量所需试验数据如表2所示。由测定结果知，不做加热搅拌取样，因试样发生了自然沉降，使得取样不均匀，测定结果相对误差较大。
实施例5
选取实施例1中试样悬浮床加氢裂化尾油，在80℃下恒温并充分搅拌均匀后，称取1.0g试样于100mL烧杯中，按照剂油比(甲苯体积：试样质量)为30:1加入80℃热甲苯，轻轻摇晃后，通过0.8um玻璃纤维滤膜进行减压过滤，测定其甲苯不溶物含量。
平行测定三次试验，测得结果如表1所示，由公式计算甲苯不溶物含量所需试验数据如表2所示。由测定结果知，甲苯不溶物含量明显偏高，测定结果相对误差较大，且在试验过程中进行减压抽滤时有试样堵塞玻璃纤维滤膜孔的现象。
实施例6
选取实施例1中试样悬浮床加氢裂化尾油，在80℃下恒温并充分搅拌均匀后，称取1.0g试样于100mL烧杯中，按照剂油比(甲苯体积：试样质量)为30:1加入80℃热甲苯，超声20min后，通过慢速定量滤纸进行减压过滤，测定其甲苯不溶物含量。
平行测定三次试验，测得结果如表1所示，由公式计算甲苯不溶物含量所需试验数据如表2所示。由测定结果知，甲苯不溶物含量明显偏低，且测定结果相对误差较大，主要由于试样过滤材料使用慢速定量滤纸的孔径为1-3um，而使试样中小于2um反应催化剂等杂质结焦物流失，使得结果偏低。
实施例7
选取一种悬浮床加氢裂化尾油、煤焦油、减压渣油三种试样，将各试样在80℃下恒温并充分搅拌均匀后，分别称取各试样1.0g于100mL烧杯中，按照剂油比(甲苯体积：试样质量)为30:1分别加入热甲苯超声20min后，通过0.8um玻璃纤维滤膜进行减压过滤，测定其甲苯不溶物含量。
各试样平行测定三次试验，测得结果如表1所示，由公式计算甲苯不溶物含量所需试验数据如表2所示。由测定结果知，三种试样甲苯不溶物含量测定结果相对误差均小于1.0％，重复性好，精密度高。
表1不同试验条件下测定试样中甲苯不溶物含量结果表
Figure BDA0002344390380000101
Figure BDA0002344390380000111
表2各试验测定甲苯不溶物含量计算数据表
Figure BDA0002344390380000112
Figure BDA0002344390380000121

Claims (9)

1.一种重质油甲苯不溶物含量的快速测定方法，其特征在于，包括以下步骤；
(1)材料准备：将试验所用过滤材料恒重备用，所述过滤材料为玻璃纤维滤膜；
(2)样品处理：称取适量的均匀重质油样品于干净的烧杯中，按照一定剂油比加入热甲苯溶剂并超声使其完全溶解分散；
(3)样品测试：使用溶剂过滤器将已溶解分散的试样通过恒重好的玻璃纤维滤膜进行减压抽滤，并用热甲苯溶剂洗涤不溶物至滤液接近无色，待玻璃纤维滤膜上不溶物被抽干后，停止抽滤；
(4)结果计算：将抽滤后带有不溶物的玻璃纤维滤膜进行干燥恒重后，计算得出试样中甲苯不溶物质量百分数。
2.根据权利要求1所述的一种重质油甲苯不溶物含量的快速测定方法，其特征在于，所述重质油为含水量小于0.5％的重劣质油，所述甲苯为分析纯。
3.根据权利要求1所述的一种重质油甲苯不溶物含量的快速测定方法，其特征在于，所述的步骤(1)中所述使用过滤材料为0.8um玻璃纤维滤膜。
4.根据权利要求1所述的一种重质油甲苯不溶物含量的快速测定方法，其特征在于，所述的步骤(1)中所述使用过滤材料的恒重过程为：将过滤材料放入已编号的称量瓶中，在105±5℃下干燥1h，置于干燥器中冷却30min后，称量其质量，再干燥30min进行恒重检查，直至连续两次称量质量之差不超过0.0005g，称准至0.0001g。
5.根据权利要求1所述的一种重质油甲苯不溶物含量的快速测定方法，其特征在于，所述的步骤(2)中所述试样取样时，对于常温下可流动的试样需充分搅拌均匀；对于常温下流动性差或呈固态的重质油应将容器中的试样预热恒温100℃左右至可流动，充分搅拌均匀；
所述的步骤(2)中所述试样称取量为0.2-3.0g，需根据试样性质及甲苯不溶物含量高低具体判断；
所述的步骤(2)中所述剂油比为甲苯体积：试样质量＝30：1、加入热甲苯溶剂为水浴中恒温至80℃±5℃；
所述的步骤(2)中所述超声时间为20min。
6.根据权利要求1所述的一种重质油甲苯不溶物含量的快速测定方法，其特征在于，所述的步骤(3)中所述溶剂过滤器为1000mL溶剂过滤器、使用减压抽滤设备为无油隔膜真空泵；
所述的步骤(3)中所述使用热甲苯溶剂洗涤试样应少量多次加入热甲苯溶剂进行洗涤。
7.根据权利要求1所述的一种重质油甲苯不溶物含量的快速测定方法，其特征在于，所述的步骤(3)中所述滤膜上不溶物被抽干指待滤液接近无色后，继续抽滤使滤膜上的不溶物表面无明显溶剂。
8.根据权利要求1所述的一种重质油甲苯不溶物含量的快速测定方法，其特征在于，所述的步骤(4)中所述对抽滤后带有不溶物的玻璃纤维滤膜进行干燥恒重过程为：将带有不溶物的玻璃纤维滤膜放入试验前过滤材料恒重对应编号的称量瓶中，在105±5℃下干燥1h，置于干燥器中冷却30min后，称量其质量，再干燥30min进行恒重检查，直至连续两次称量质量之差不超过0.0005g，称准至0.0001g。
9.根据权利要求1所述的一种重质油甲苯不溶物含量的快速测定方法，其特征在于，所述的步骤(4)中所述结果计算方法为：根据试验抽滤前后玻璃纤维滤膜质量变化计算得出甲苯不溶物含量，简称“TI”，质量百分含量(％)：
Figure FDA0002344390370000031
其中，设定试样质量为m(g)，试验前玻璃纤维滤膜恒重质量为m1(g),试验后玻璃纤维滤膜恒重质量为m2(g)。
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