汽柴油掺混特性实验研究分析
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摘 要：成品油管道顺序输送中，两种油品界面必然会产生混油，选择适宜掺混比进行混油切割可充分利用油品质量潜力，提高经济效益。参照现行成品油质量标准，将汽油与柴油掺混，分析混油的密度、黏度、馏程、闭口闪点各质量指标的变化情况，得出敏感质量指标、临界掺混比，将临界掺混比的实验值与经验公式计算的理论值进行比较。结果表明，柴油中掺入少量汽油后，最敏感的质量指标是闭口闪点，其临界掺混比为0.6%。汽油中掺入少量柴油后，最敏感的质量指标是终馏点，其临界掺混比为3.5%。理论临界掺混比远低于实际临界掺混比，在实际工业应用中，需考虑临界掺混比的准确度，充分利用油品的质量潜力。
关 键 词：成品油;混油;临界掺混比;终馏点;闭口闪点
中图分类号：TE832 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2020）05-0859-04
Abstract： Contamination will inevitably occur at the interface of two kinds of oil products in sequential transportation of product pipelines. According to the accurate mixing ratio， the oil cutting can make full use of the potential quality of contaminated oil products to increase economic benefits. Referring to the current quality standard of refined oil， the gasoline and diesel oil were blended. The changes of density， viscosity， distillation range and closed flash point of the blended oil were analyzed， and the sensitive quality index and critical blending ratio were obtained. The experimental value of the critical blending ratio was compared with the theoretical value calculated by the empirical formula. The results showed that the most sensitive quality index of diesel oil with a small amount of gasoline was the closed flash point，its critical blending ratio was 0.6%. That of gasoline with a small amount of diesel was the final boiling point，its critical blending ratio was 3.5%. The theoretical value of the critical blending ratio was much lower than the actual value. In practical industrial applications， the accuracy of critical blending ratio should be considered in order to make full use of the quality potential of contaminated oil products.
Key words： Product oil; Contaminated oil; Critical blending ratio; Final boiling point; Closed flash point
在成品油順序输送过程中，难免会产生一些与前后两种油品理化性质不相同的混油，包括首站形成的初始混油、运输中的沿程混油[1-4]。对混油按照一定比例进行切割，将混油分割成混油头、混油中段、混油尾，头、尾切入纯净油品中，而混油中段切入混油罐进行处理[5]。对于批次输油量较小的管道，可将所有混油段全部切入到一个罐中。混油切割时，若不能精确确定切割比例，会增加损耗，影响油品后续的处理、使用。故需对混油的质量指标进行掺混分析，并确定最大允许掺混比例即临界掺混比。
1 柴油中掺入少量汽油
1.1 理论临界掺混比计算
1.2 掺混比的实验测定
实验室配置的掺混比例以经验公式计算值为参考，柴油中掺入汽油后相关指标随掺混比的变化如图1-3所示。
烃类的密度、黏度与其分子结构、分子量有关，一般而言，烃类分子量越大或环烷烃、芳香烃含量越大，密度、黏度就越大。与柴油相比，汽油的碳原子数较小，轻组分多，流动性好，沸点范围低于柴油。因此在柴油中掺入汽油后，密度、运动黏度均下降。柴油闭口闪点与柴油中的轻组分含量有着紧密联系，轻组分含量越多，被闪燃的温度就越低，因此在柴油中掺入汽油后，随着掺混比例增大，轻组分含量增多，柴油的闭口闪点降低。
由根据以上实验结果可知，汽油掺入柴油后对其性质影响较为明显的质量指标是闭口闪点，随着汽油比例的不断增加，柴油闭口闪点呈下降趋势，直至不合格。而黏度、密度受掺混比例影响的程度较小，在闪点不合格时仍具有质量潜力。 1.3 理论值与实验值比较
混油闪点的实验值与公式（1）计算的理论值的比较见图4所示。
由图4可知，随着掺混比例的增加，混油的实际闪点值与理论值都不断下降。当掺混比在0%～0.13%范围内，闪点理论值高于实验值。当掺混比高于0.13%时，闪点理论值小于实验值。当掺混比高于0.43%时，理论值小于45 ℃，根据现行车用柴油国标，油品闪点值指标不合格，但掺混比为0.43%～0.6%范围内，实验值却依然高于45 ℃。并且随着掺混比例的增加，理论值与实验值的差值逐渐增大。若参照经验公式控制掺混比，所得闪点值较为保守，油品仍有较大质量潜力，不能使经济利益达到最大化。
计算柴油中掺入汽油的临界掺混比即最大允许掺混比，并与实验值相比见表1。
按照该经验公式计算出-35#柴油掺入到92#汽油中的临界掺混比例为1.56%。
2.2 掺混比的实验测定
根据图6可知，馏程各指标值均随着柴油掺混比的增加而增加。汽油和柴油虽同为轻质石油产品，但是柴油中重组分含量较多，汽油中掺入柴油后，随着掺混比例的增加，重组分增多，各馏出温度逐渐升高[7]。且在此掺混比例范围内，10%、50%、90%蒸发温度均未超过国标对应规定值[8]。而终馏点随掺混比的增加而升高的幅度较大，掺混比每增加0.5%，终馏点平均升高约4 ℃，且终馏点在掺混比约3.3%时已达对应规定值，继续增加掺混比则超过其规定值。则汽油中掺入柴油后，对掺混比例较敏感的质量指标是终馏点。
2.3 理论值与实验值比较
由以上的分析得知，终馏点是汽油中掺入柴油后的较为关键的质量指标。混油终馏点的理论值与实验值进行的比较如图7所示。
由图7可知，汽油终馏点理论值始终高于实验值，隨着掺混比例的增大，理论值与实验值之间的差值也逐渐变大。当掺混比为1.5%时，理论值达到国家标准规定值，而此时的实验值仍低于国标规定值。若参照经验公式控制掺混比较为保守，油品此时仍有较大质量潜力未被利用。
对掺混比和终馏点进行趋势分析，结果见图8。
由此可知，经验公式计算值偏于保守，在工厂实际掺混时不利于经济利益的最大化。回归方程计算值略小于实验值，其准确度和精确度更均衡。
3 结论
柴油中掺入少量汽油后，混油的密度、黏度、闭口闪点均随掺混比例的增大而减小，较为敏感的质量指标是闭口闪点。经验公式计算的理论临界掺混比具有一定的保守性，但未能充分利用柴油的质量潜力。由实验可知，本地区-35#柴油中掺入92#汽油的临界掺混比为0.6%。
柴油掺入少量汽油后，混油的初馏点、10%蒸发温度、50%蒸发温度、90%蒸发温度、终馏点均随着掺混比例的增大而增大，终馏点是较为敏感的质量指标。经验公式计算的理论临界掺混比具有一定的保守性，但未能充分利用汽油的质量潜力。由实验可知，本地区92#汽油中掺入-35#柴油的临界掺混比为3.5%。
考虑到各个地区油品的质量差异，因而油品质量潜力不同，所以经验公式的使用范围和准确性也就有一定的局限性。因此，交替运输不同油品前，应先进行掺混实验，从而确定满足该区域汽柴油质量标准的最大容许混油浓度，以指导混油切割或处理流程。
参考文献：
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