第1章油品分析概述

教学内容及安排：

§1-1 石油及石油产品1学时

教学过程：

[板书] 第一章石油产品分析概述

§1-1 石油及石油产品

石油：是一种从地下开采出来的粘稠状可燃液体矿物油。相对密度一般介于0.8~0.98之间。

原油：未经加工的石油。

石油产品：原油经炼制加工后得到的各种商品统称为石油产品。

主要石油产品燃料：各种牌号的汽油，柴油燃料油等；润滑油：各种牌号的内燃机油和机械油有机化工原料：生产乙烯的裂解原料；工艺用油：变压器油，电缆油，液压油；沥青：铺路沥青，建筑沥青，防腐沥青；蜡：食用，化妆品，包装用，药用；石油焦碳：冶炼用焦，燃料焦

一、石油的组成

1. 元素组成

石油主要由五种元素组成。（还有一些微量元素）

碳含量为83～87%；氢含量为10～14%；硫0.05～8%；氮0.02～2%；氧0.05～2%

一、石油的组成

根据产地不同还含有微量的Cl、I、P、As、Si、Na、K、Ca、Mg、Fe、Ni、V等元素，它们均以化合物形式存在于石油中。

2.化合物组成

石油实际上是多种有机化合物的混合体。现已鉴定出上千种有机化合物。各地的石油成分不一，无确定的化学成分和物理常数。主要由烃类和非烃类组成，还有少量无机物。

（1）烃类化合物：是石油的主要成分。烃类数目庞大，主要是：烷烃、环烷烃和芳香烃石蜡基原油：含烷烃较多；环烷基原油：含环烷烃较多；中间基原油：介于两者之间。

（2）烃的衍生物：含硫、含氧、含氮有机化合物及胶状、沥青状物质（胶质、沥青质）占石油总量10%-15%，胶质一般能溶于石油醚（低沸点烷烃）及苯，也能溶于一切石油馏分。胶质有很强的着色力，油品的颜色主要来自胶质。胶质受热或在常温下氧化可以转化为沥青质。沥青质是暗褐色成深黑色脆性的非晶体固体粉末，不溶于石油醚而溶于苯。胶质和沥青质在高温时易转化为焦炭。

（3）无机物

少量无机物主要是水、Na、Ca、Mg的氯化物、硫酸盐、碳酸盐及少量淤泥。危害：增加原油储运的能量消耗、加速设备的腐蚀和磨损，影响深加工催化剂的活性。

二、石油产品分类

分类依据：GB/T 498-87《石油产品及润滑剂的总分类》，按主要用途和特性分为：六类燃料（F）溶剂和化工原料（S）润滑剂及有关产品（L）蜡（W）沥青（B）焦（C）

石油产品分类标准的命名格式

根据GB/T 498—87标准的规定，分类体系中产品是用统一的格式命名的。产品整体名称(用一组符号表示)组成如下：

类别- 品种数字

类别——石油产品的类别用一个字母表示(对润滑剂而言，该字母为“L”)，该字母应和其他符号用半字线“-”相隔。

石油产品分类标准的命名格式

品种——由一组英文字母所组成，其首字(GB 7631.1—87中的19个字母)总是表示组别，任何后面所跟的字母单独存在时有无含义，在有关组或品种的详细分类中将给予明确规定。

数字——位于产品名称的最后，其含义（如润滑剂，一般说来，其含义是粘度等级）应在有关标准中给予规定。

润滑油产品名称的一般形式举例如下

类别- 品种数字

例：L—G 68 ：L:表示润滑剂；G：表示导轨油（组别）68：表示粘度等级

二、石油产品分类

1．燃料

用来作为燃料的各种石油气体、液体，统称石油燃料。

石油燃料类分组方法按GB/T 12692.1－92《石油产品燃料类（F类）分类第一部分：总则》分为4组。

1、燃料

2．溶剂和石油化工原料

（1）溶剂油溶剂油是对某些物质起溶解、稀释、洗涤和抽提作用的轻质石油产品。溶剂油是由原油直馏轻质馏分经酸碱精制而得，或由催化重整产物经芳烃抽提后的抽余物再进行分馏、精制而成的产品，不含添加剂。

国产溶剂油有三种：航空洗涤汽油[SH 0114－92（1998）]、

溶剂油[GB/T 1992－80（88）]和6号抽提溶剂油（GB 16629－1996），广泛用作精密机件清洗、香料及油脂抽提溶剂、化学试剂、医药溶剂、橡胶溶剂、油漆溶剂等。大部分溶剂油的馏分很轻，是蒸发性很强的易燃品。

（2）化工原料

包括苯类产品、石油气和中低沸点直馏馏分（如石脑油、轻柴油）。用来生产炔烃(乙炔)、烯烃(乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯)、芳烃(苯、甲苯、二甲苯)及合成气等石油化工基础原料。

3．润滑剂及有关产品

润滑剂是一类重要的石油产品，几乎所有带有运动部件的机器都需要润滑剂。

润滑剂包括润滑油和润滑脂。

我国润滑剂和有关产品是根据GB/T7631.1－87《润滑剂和有关产品（L类）的分类第一部分：总分组》，

该标准参照采用ISO 7643/0－81《润滑剂、工业润滑油和有关产品的分类》而制定。

将润滑剂分为19 组。每组润滑剂根据其产品的主要特征、应用场合和使用对象再详细分类。

4．石油蜡、石油沥青和石油焦

（1）石油蜡石油蜡是由含蜡馏分油或渣油经加工精制而得到的一类石油产品。包括液体石蜡、凡士林（石油脂）、石蜡、微晶蜡（地蜡）和特种蜡等5个系列。石油蜡虽少，但在国民经济中却有着重要的用途，广泛应用于轻工、化工、日用化学、食品、医疗、机械、电子、冶金等许多部门。

2）石油沥青

石油沥青是以减压渣油为主要原料制成的一类石油产品，它是黑色固态或半固态黏稠状物质。石油沥青分为道路沥青、建筑沥青、专用沥青和乳化沥青4个系列。主要用于铺设道路和建筑工程，

也广泛用于水利工程、管道防腐、电器绝缘和油漆涂料等方面。

（3）石油焦

石油焦是黑色或暗灰色的坚硬固体石油产品。它带有金属光泽，呈多孔性，是由微小的石墨结晶形成的粒状、柱状或针状结构的碳素材料。

石油焦通常由减压渣油经延迟焦化而制得，广泛用于冶金、化工等部门，用于制造石墨电极、化工生产的原料或燃料。

教学内容及安排：

§1-2 石油产品分析的目的、任务及标准1学时

教学过程：

[板书] 第二节石油产品分析的目的、任务及标准

石油产品分析（油品分析）：是指用统一规定或公认的试验方法，分析检验石油产品理化性质和使用性能的试验过程。

石油产品分析课是建立在化学分析、仪器分析和石油炼制工程的基础上，以石油炼制中的原油分析、原材料分析、生产中控制分析和产品检验为主要内容的一门课程。

一、石油产品分析的目的和任务

通过一系列的分析实验，为石油从原油到石油产品的生产过程和产品质量进行有效地控制和检验。它是石油产品生产加工的“眼睛”，可为油品加工过程提供有效的科学依据。

1、石油产品分析的目的

2.石油产品分析的任务

（1）为制定加工方案提供基础数据

（2）为控制工艺条件提供数据

（3）检测石油产品质量

（4）对油品使用性能进行评定

（5）对石油产品质量进行仲裁

3.油品理化性质的特殊性

油品的理化性质是组成它的各种化合物性质的综合表现

油品理化性质的测定常采用条件性试验

常需要提供理化性质和化学组成两方面的分析数据供生产和科研参考

二.石油产品分析的标准

（一）标准及标准化

1.标准

——为取得国民经济最佳效果、广泛应用和重复使用所采纳的规定。

2.标准化

——制定、贯彻、修改标准的工作。

油品分析方法多为条件性试验方法，为了使所得数据具有可比性，在油品分析时必须严格按照方法中规定或限制的条件进行测定，及按标准化方法进行测定。这样所得数据才能被公认。

（二）石油产品分析标准的分类

1、按内容分类

（1）石油产品标准将石油产品质量规格按其性能和使用要求规定的主要指标。

石油产品标准的内容：标准的适用范围，简单说明产品的原料、生产工艺；该产品的用途、名称和代号；对该产品的质量要求，包括要求的项目，各项目的质量指标，以及测定各项目所用的试验方法编号和附注；包装和采样等规定，各产品的包装、标志、储存、运输、交货验收及采样的规定。

（2）试验方法标准根据石油产品试验多为条件性试验，为方便使用和确保贸易往来具有仲裁和鉴定法律约束力而制定的一系列分析方法标准。

2.按适用领域和有效范围分类

国际标准国际标准化组织（ISO）制定以及由其公布的其它国际组织制定的标准。

区域标准世界某一区域标准化组织制定并通过的标准。

国家标准在全国范围内统一技术要求而制定的标准，是由国家指定机关制定，发布实施的法定性文件。

2.按适用领域和有效范围分类

行业标准没有国家标准而又需要在全国行业范围内统一技术要求所制定的标准。

国际上著名的行业标准有：美国材料与试验协会标准ASTM、英国石油学会标准IP、美国石油学会标准API.是各国分析方法靠拢的目标。

地方标准没有国家标准和行业标准而又需要在省、自治区直辖市范围内统一工业产品要求所制定的标准。

企业标准没有相应的国家和行业标准时，企业自身所制定的试验方法标准。

标准的编号：编号的字母表示标准等级

中间数字为标准号

末尾二位数字为审查批准年限。

例：GB 254-87 即中国人民共和国国家标准第254号，1987年批准。

（三）石油产品标准

在我国主要执行的：

1. 中华人民共和国强制性国家标准（GB）

2. 推荐性国家标准GB/T

3. 石油和石油化工行业标准（SH）

4. 企业标准（SY）

三、我国采用国际国外先进标准的方式

1、等同采用

用符号‘≡’、缩写字母‘‘idt’’表示。其技术内容完全相同，没有或仅有编辑性修改，编写方法完全对应。

2、等效采用

用符号‘＝’、缩写字母‘‘eqv’’表示。其技术内容基本相同，个别条款少有差异，但可被国际标准接受，编写方法不完全对应。

3、非等效采用

用符号‘≠’、缩写字母‘‘nev’’表示。其技术内容有重大差异，有互不接受条款。

教学内容与课时安排

1-3 实验数据的处理1课时

教学过程

[复习] 石油组成、产品种类、石油产品分析任务及标准

[板书] 第三节实验数据的处理

一.数据总的有关术语

[讲述]1. 真实值（μ）：客观存在的真实数值，真实值是难以获得的。一般可以在消除系统误差后，用多个实验室得到的单个结果的平均值来表示。

注意：绝对真值不可测。

真值包括：

理论真值如某化合物的理论组成等。

计量学约定真值：如国际计量大会上确定的长度、质量、物质的量单位等等。

相对真值精度高一个数量级的测定值作为低一级的测量值的真值，这种真值是相对比较而言的。如科学实验中使用的标准试样及管理试样中组分的含量等。

[板书]（2）误差

[讲述]是测量值与真实值之间的差值。它反映出分析结果与真实值间的符合程度。客观存在不可避免的。所以努力减少测量误差，提高分析结果的准确性是定量分析中的一项重要课题。

据误差的产生原因及其性质的差异，分为系统误差和偶然误差。

[板书]（3）绝对误差和相对误差

绝对误差＝测定值—真实值（用“Ea”来表示）。

Ea = x－T x 为单次测定值，T：真实值

相对误差：指的是绝对误差占真实值的百分率。便于比较各种情况下测定结果的准确度，更有实际意义。

相对误差: 绝对误差占真值的百分比,用RE表示

RE =(E/μ)×100％

[板书]（4）系统误差

[讲述]系统误差是由某些必然的或经常的原因造成的。系统误差的来源：方法，仪器、试剂及操作误差等。

系统误差的特点：单向性: 实验值要么都提高，要么都偏低。重现性: 在重复测量时误差的大小常常比较接近，会反复出现。可测性：对分析结果的影响有一定的规律性

注意：增加测定次数，不能使系统误差减少，

它的大小、正负可测定出来，因而是可以校正的。

产生系统误差的主要原因

方法误差：分析方法本身造成→对照试验克服

仪器误差：仪器准确度造成

（如：容器刻度不准、砝码磨损）→校正仪器克服。

试剂误差：试剂或蒸馏水不纯引起→空白试验克服。

操作误差：操作失误或反应条件控制不当引起。

（过失误差）→对照试验克服。

个人误差：个人的主观因素造成。

[板书] (5) 随机误差(偶然误差)

[讲述]随机误差的来源：由一系列微小变化的偶然原因造成的。

例如：称量同一物体时，室温或湿度如有微小变动都会引起偶然误差，使得称量结果不一致。

随机误差的特点：大小不定，时正时负，往往找不出确定的原因，很难被人们觉察、控制、校正和测定，也无法避免。故随机误差又称为偶然误差或不可测误差。随机误差的规律---服从统计规律：

小误差出现的概率大, 大误差出现的概率小; 正、负误差出现的概率相等。可计算某一范围内误差出现的概率。上述规律可用偶然误差的正态分布曲线表示。

减少随机误差的方法：在消除了系统误差的前提下，可适当增加平行测定的次数，然后结果取平均值的办法减少随机误差。注意：除了系统误差和随机误差之外，还存在由于分析工作者的过失而引起的误差。

[板书] (6)准确度与误差

[讲述]准确度: 指实验测定值（x）与真实值（T）相接近的程度。用误差表示，误差小，准确度高，反之，准确度低。

为多次平行测定结果的算术平均值

（7）偏差：测定值与平均值的差值

（8）精密度：指在相同条件下对同一样品测定的两个或多个结果的一致性程度。

精密度大小用偏差表示，偏差越小，精密度越高。

[板书]（9）重复性（r）

重复性限是指在同一化验室中，由同一操作者，用同一台仪器，对同一样品，于短时间内，所做的重复测定，所得结果间的(在95%概率下)的允许差值。即在重复条件下，取得的两个结果之差小于或等于r时，则认为结果合格；否则两者均可疑。

[板书] (10)再现性（R）：

[讲述]是一个数值，在不同试验条件下、按同一方法对同一样品进行测定，所得结果的平均值间的（在特定概率下，通常95%）允许差值。两个实验室取得的结果，其差值小于或等于R时，则认为结果合格；否则两者均可疑。

例题：测定铜矿中铜的含量为50.48%;若真实值为50.50%,求其绝对误差和相对误差。

解：绝对误差

E＝50.48%－50.50 % =－0.20%

相对误差:

RE＝（－0.20%/50.50%）×100 % =－0.04%

二.数据处理及试验结果报告

[讲述]（1）分析数据的处理

通过精密度的分析来判断所得的实验数据是否可靠。如果两次测定结果之差大于95%置信水平品下的r值和R值，则两个数据均可疑，此时，至少赢取得3个以上结果（包括前两个结果），然后，计算最分散结果和其余结果的平均值之差，将其差值与方法精密度相比较，如果差值超出，则应舍弃最分散的结果，直至得到一组可接受的结果为止。

例如：对道路石油沥青的针入度测定，140号沥青针入度在110～150mm范围，允许误差为最大值与最小值的差值不超过4.若5次测定结果为：125、124、126、127、127.则数据处理过程如下：最大值与最小值的差值是：127-124=3﹤4

则5个数据符合精密度要求，数据有效，其分析结果是：

（125+124+126+127+127）÷5=125.8

（2）分析结果报告

[讲述]要求将准确的分析结果及时的反馈给生产单位和生产指挥人员，一边及时调整生产工艺得到合格的石油产品和半成品。这就需要填写分析报告单，紧急情况下，可先用电话报告分析结果后送书面报告。报告单要求清楚、完整、准确填写，不得涂改或臆造数据。

实验结果报告单内容包括：采样时间、地点、试样编号、试样名称、测定次数、完成测定时间、所用仪器型号、分析项目、分析结果、备注、分析人员、技术负责人签字、实验室所在单位盖章等。

[本章内容小结]1、石油产品组成和分类：元素组成：主要C、H；少量O、N、S；微量Cl、

I、P、As、SiNa、K、Ca、Mg、Fe、Ni、V；化合物组成：主要是烃类、非烃类，少量无机物。

2、油品分类：6类。燃料、溶剂和化工原料，润滑剂及有关产品，蜡、沥青、焦。

3、石油产品分析的目的、任务及分析标准；分析数据的处理；

[作业布置] 教材第8页：6、7、8