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石油安全工程油氣儲運實驗技術(shù)

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油氣儲運實驗技術(shù)主講：趙書華
常州大學(xué)油氣儲運實驗中心
個人電話：13813696760；0519-83282980
     Email： zsh@em.jpu.edu.cn
課 程 內(nèi) 容 
本課程分為實驗誤差與數(shù)據(jù)處理基本理論、油氣儲運實驗技術(shù)、油氣儲運綜合實驗平臺三大部分。
實驗誤差與數(shù)據(jù)處理基本理論簡要介紹：誤差的概念、表示方法、產(chǎn)生原因以及數(shù)據(jù)的記錄和實驗結(jié)果的處理等相關(guān)內(nèi)容。
油氣儲運實驗技術(shù)部分主要講述：（1）油品分析與化驗（2）油氣分析與檢測（3）油品損耗與油氣回收等內(nèi)容。
油氣儲運綜合實驗平臺簡單介紹：（1）油品儲運管道輸送實驗平臺（2）油品蒸發(fā)損耗與油氣回收實驗平臺（3）多相流實驗平臺等大型綜合性實驗平臺的概況、性能及功能實現(xiàn)。
實驗誤差與數(shù)據(jù)處理1.1 基本概念
誤差：測量結(jié)果與真實值之間的差異，就是測量誤差。
測量結(jié)果：由測量所得到的賦予被測量的值，是研究的對象。
真值：是指某量在所處的條件下被完善地確定或嚴(yán)格定義的量值。真值是一個理想的概念，實際上，真值常用實際值——用高一等級的計量標(biāo)準(zhǔn)器具所計量的量值或一列計量結(jié)果的平均值來代替。
理論真值：只存在于純理論之中。如：三角形內(nèi)角之和恒為180o；一個整圓周角為360o。
約定真值：也稱指定值、約定值、參考值，是指對于給定用途具有適當(dāng)不確定度的、賦予特定量的值。如：國際單位制（SI）中的七個基本量：米、千克、安培、秒、開爾文、摩爾、堪德拉（光強）的約定基準(zhǔn)值，等等。
誤差公理：測量結(jié)果都具有誤差，誤差自始至終存在于一切科學(xué)實驗和測量的過程之中。誤差具有普遍性和必然性。
1.2 誤差的分類
   誤差可分為：系統(tǒng)誤差、隨機誤差、粗大誤差。
（1）系統(tǒng)誤差：在重復(fù)性條件下，對同一被測量進行無限多次測量所得結(jié)果的平均值與被測量的真值之差。系統(tǒng)誤差具有規(guī)律性，可以根據(jù)其產(chǎn)生原因，采取一定的技術(shù)措施，設(shè)法消除或減小；也可以在相同條件下對已知約定真值的標(biāo)準(zhǔn)器具進行多次重復(fù)測量的辦法，或者通過多次變化條件下的重復(fù)測量的辦法，設(shè)法找出其系統(tǒng)誤差的規(guī)律后，對測量結(jié)果進行修正。
（2）隨機誤差：又稱為偶然誤差，是指測得值與在重復(fù)性條件下對同一被測量進行無限多次測量結(jié)果的平均值之差。隨機誤差具有隨機性，沒有確定的規(guī)律。但象其它隨機變量一樣，對無限次測量，隨機誤差服從統(tǒng)計規(guī)律。
（3）粗大誤差：又稱為疏忽誤差、過失誤差或簡稱粗差，是指明顯超出統(tǒng)計規(guī)律預(yù)期值的誤差。是由測量方法不當(dāng)或錯誤，測量操作疏忽和失誤，讀數(shù)錯誤，測量條件的突變引起的誤差。由于該誤差很大，明顯歪曲了測量結(jié)果，應(yīng)予以剔除。
1.3 精密度、正確度和準(zhǔn)確度
測量誤差的大小通常用準(zhǔn)確度和精密度來評價。
精密度：在相同的條件下進行多次測量時,所得結(jié)果的一致程度。精密度反映的是隨機誤差的大小。
正確度：計量結(jié)果與真值的接近程度。正確度反映的是系統(tǒng)誤差的大小。
準(zhǔn)確度：計量結(jié)果的一致性及與真值的接近程度。準(zhǔn)確度是精密度和正確度的綜合反映。
1.4 誤差的表示方法
（1）絕對誤差
      絕對誤差表示測量值與真實值之差：
                     δ＝x-a
      絕對誤差是一個具有確定的大小、符號及單位的量，適用于同一量級的同種量的測量結(jié)果的誤差比較和單次測量結(jié)果的誤差計算。
（2） 相對誤差 
     相對誤差是指誤差在真實結(jié)果中所占的百分率。表示為：    
            γ=δ/a×100%。
         相對誤差常用來衡量測量的相對準(zhǔn)確程度。
1.4 誤差的表示方法
  （3）引用誤差
   引用誤差專用于儀器儀表誤差的描述。
         引用誤差是一種相對誤差，而且該相對誤差是引用了特定值，即標(biāo)稱 范圍上限（量程）得到的，故該誤差又稱為引用相對誤差、滿度誤差。
          如：溫度表、壓力表等的精度等級就是按照引用誤差進行分級的。這些儀表的準(zhǔn)確度等級分別為0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0七級，這些等級表明儀表的引用誤差不能超過的界限。
1.5 測量誤差的來源
測量設(shè)備誤差  是指使用測量設(shè)備所帶來的誤差，屬于系統(tǒng)誤差。
測量方法誤差  指使用的測量方法不完善，或采用近似的計算公式等原因所引起的誤差，又稱為理論誤差，也屬于系統(tǒng)誤差。
測量環(huán)境誤差  指各種環(huán)境因素與要求條件不一致而造成的誤差。
測量人員誤差  測量人員的工作責(zé)任心、技術(shù)熟練程度、生理感官與心理因素、測量習(xí)慣等的不同而引起的誤差。
被測對象變化誤差  測量對象在整個測量過程中處在不斷地變化中而引起的測量誤差。
分析誤差來源注意事項：全面分析；不遺漏；不重復(fù)；重大避小。
1.6 有效數(shù)字
有效數(shù)字是指在分析工作中實際能夠測量到的數(shù)字，用來表示含有誤差的近似數(shù)的。是指經(jīng)過修約后所得的近似數(shù)，從左邊第一個不是零的數(shù)字起到末位上的所有數(shù)字。
數(shù)字修約規(guī)則：
（1）若舍去部分的數(shù)值大于保留末位的0.5，則末位加1，（大于5進）；
（2）若舍去部分的數(shù)值小于保留末位的0.5，則末位不變，（小于5舍）；
（3）若舍去部分的數(shù)值恰等于保留末位的0.5，此時，若末位是偶數(shù)，則末位不變，若末位是奇數(shù)，則末位加1，（等于5奇進偶不進）。
近似數(shù)的運算規(guī)則 
加減運算：近似數(shù)相加或相減時，小數(shù)位數(shù)較多的近似數(shù)，只須比小數(shù)位數(shù)最少的那個數(shù)多保留1位。在計算結(jié)果里，應(yīng)保留的小數(shù)位數(shù)與原來小數(shù)位數(shù)最少的那個近似數(shù)相同。
乘除運算：有效數(shù)字較多的近似數(shù)，只須比有效數(shù)字最少的那個多保留1位，其余均舍去。計算結(jié)果應(yīng)保留的有效數(shù)字的位數(shù)，與原來近似數(shù)里有效數(shù)字最少的那個相同。
乘方和開方運算：對于近似數(shù)的乘方和開方運算可歸納為；在近似數(shù)乘方或者開方時，計算結(jié)果應(yīng)保留的有效數(shù)字與原來近似數(shù)的有效數(shù)字的位數(shù)相同。
1.7 數(shù)據(jù)處理
正確記錄測量值：記錄實驗數(shù)據(jù)時，取其可靠位數(shù)的全部數(shù)字加上第一位可疑數(shù)字，作為測量結(jié)果。
正確表達分析結(jié)果：因為分析結(jié)果是由實驗數(shù)據(jù)計算得來的，所以分析結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)是由實驗數(shù)據(jù)的有效數(shù)字決定的。如測試結(jié)果有比較穩(wěn)定的更高的重復(fù)性,則必要時也可比有效數(shù)字多取一位,以供應(yīng)用時參考。
2  油品分析與化驗 
          石油已成為世界第一能源。石油產(chǎn)品是以石油或石油某一部分做原料直接生產(chǎn)出來的各種商品的總稱。對于石油產(chǎn)品的準(zhǔn)確分析，有助于人類正確認(rèn)識和合理使用石油這一不可再生性資源。本部分主要概述石油及其產(chǎn)品的組成、分類，石油產(chǎn)品分析的任務(wù)、分析標(biāo)準(zhǔn)，石油產(chǎn)品試樣的采集方法及分析數(shù)據(jù)的處理等。
     2.1.1石油及石油產(chǎn)品
石油是一種粘稠狀的可燃性液體礦物油，顏色多為黑色、褐色或綠色，少數(shù)有黃色。地下開采出來的石油未經(jīng)加工前叫原油。
石油產(chǎn)品是以石油或石油某一部分做原料直接生產(chǎn)出來的各種商品的總稱。例如，燃料、潤滑油、潤滑脂、石蠟、瀝青、石油焦及煉廠氣等。
2.1概述 
2.1.2 油品分析的依據(jù)和意義 
油品分析的依據(jù)：用統(tǒng)一規(guī)定或公認(rèn)的試驗方法，分析檢驗石油產(chǎn)品理化性質(zhì)和使用性能的試驗過程。
石油產(chǎn)品分析的意義：
  ①對石油產(chǎn)品的生產(chǎn)進行樣品檢驗，指導(dǎo)和控制油品的生產(chǎn)過程和加工質(zhì)量。
  ②對產(chǎn)品的質(zhì)量進行有效控制和檢驗，確保進入商品市場的石油產(chǎn)品的質(zhì)量。
  ③對石油產(chǎn)品質(zhì)量進行仲裁。當(dāng)油品生產(chǎn)和使用部門對油品質(zhì)量發(fā)生爭議時，可根據(jù)國際或國家統(tǒng)一制定的標(biāo)準(zhǔn)進行檢驗，確定油品的質(zhì)量，作出仲裁，以保證供需雙方的合法利益。
2.2 石油產(chǎn)品分析的標(biāo)準(zhǔn)
2.2.1石油產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)
    所謂石油產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，是指將石油及石油產(chǎn)品的質(zhì)量規(guī)格按其性能和使用要求規(guī)定的主要指標(biāo)。石油產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)包括產(chǎn)品分類、分組、命名、代號、品種（牌號）、規(guī)格、技術(shù)要求、檢驗方法、檢驗規(guī)則、產(chǎn)品包裝、產(chǎn)品識別、運輸、貯存、交貨和驗收等內(nèi)容。
2.2.2試驗方法標(biāo)準(zhǔn)
    石油產(chǎn)品的試驗多為條件性試驗方法，為方便使用和確保貿(mào)易往來中具有仲裁和鑒定時的法律約束力，必須制定一系列的分析方法標(biāo)準(zhǔn)即試驗方法標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的適應(yīng)領(lǐng)域和有效范圍分為五類。
2.2.2 油品試驗方法標(biāo)準(zhǔn)
       石油產(chǎn)品的試驗方法的五大標(biāo)準(zhǔn)：
（1）國際標(biāo)準(zhǔn)  由共同利益國家間的合作與協(xié)商制定，是為大多數(shù)國家所承認(rèn)的，具有先進水平的標(biāo)準(zhǔn)。如國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）所制定的標(biāo)準(zhǔn)及其所公布的其他國際組織（如國際計量局）制定的標(biāo)準(zhǔn)。
（2）地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)  局限在幾個國家和地區(qū)組成的集團使用的標(biāo)準(zhǔn)。如歐盟制定和使用的標(biāo)準(zhǔn)。
（3）國家標(biāo)準(zhǔn)  是指在全國范圍內(nèi)統(tǒng)一使用的標(biāo)準(zhǔn)，一般由國家指定機關(guān)制定，頒布實施的法定性文件。國家標(biāo)準(zhǔn)號前都冠以不同字頭。例如，我國用GB表示，美國用ANSI ，英國用BSI 等。
2.2.2 油品試驗方法標(biāo)準(zhǔn)
（4）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)  是指有關(guān)各行業(yè)發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)。在無現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)而又需要在全國行業(yè)范圍內(nèi)統(tǒng)一技術(shù)要求時，要制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。如原中國石油化工總公司標(biāo)準(zhǔn)用SH 、原中華人民共和國化學(xué)工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)用HG 。
      國際上著名的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有美國的材料與試驗協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)ASTM，英國石油學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)IP 和美國石油學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)API 。它們都是世界上著名的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，是各國分析方法靠攏的目標(biāo)。
（5）企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)  在沒有相應(yīng)的國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時，企業(yè)自身所制定的試驗方法標(biāo)。企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不得與因家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相抵觸。為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，企業(yè)也可制定較國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)更為先進的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
  在我國主要執(zhí)行中華人民共和國強制性標(biāo)準(zhǔn)（GB）、推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)（GB / T）、石油和石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（SH） 和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，涉外的按約定執(zhí)行。

2.3 油品的基本理化性質(zhì)及測定
油品的理化性質(zhì)是組成它的各種化合物性質(zhì)的綜合表現(xiàn)，這些性質(zhì)的測定對石油產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用具有非常重要的意義。
這里主要介紹油品的密度、粘度、閃點、餾程、凝點等理化性質(zhì)及其測定。
2.3.1石油密度及其測定
（1）石油密度
石油的密度是石油最普遍的特性、是一個最基本的質(zhì)量指標(biāo)，它可以和其它性質(zhì)綜合在一起大致判斷石油的組成，它也是目前貯運計量中的一個重要性質(zhì)。
密度：單位體積內(nèi)所含石油的質(zhì)量，稱為石油的密度，用ρ表示，用其單位為kg/m3、g／cm3。密度有視密度、標(biāo)準(zhǔn)密度、相對密度之分。
由于石油隨溫度變化而改變其體積，密度也隨之發(fā)生變化，因此石油產(chǎn)品密度的測定結(jié)果必需注明測定溫度，用ρt表示，其中ρ為測得之密度值，t為測定該值時的溫度，例如ρ20、ρ15，就是分別表示石油產(chǎn)品在20℃、15℃時的密度。
2.3.1石油密度及其測定
視密度和標(biāo)準(zhǔn)密度：我國統(tǒng)一規(guī)定測定石油產(chǎn)品密度的標(biāo)準(zhǔn)溫度為20℃，把20℃的密度規(guī)定為石油產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)密度，以ρ20表示，因此測定密度所用的石油密度都是在20℃時進行分度的，即在使用時只有在20℃時密度計的示值才是正確的。在其它溫度下測得的密度ρt，稱為視密度，需查表或計算為20℃時的密度。
相對密度（也叫做比重）：在一定條件下，一種物質(zhì)的密度與另一種參考物質(zhì)密度之比稱為相對密度，用由d表示。通常以4℃的純水做為參考物質(zhì)，由于4℃純水的密度為1，所以油品在t℃下的相對密度值就是油品在t℃時的密度值。

2.3.1石油密度及其測定
（2）石油密度測量
   石油密度測量分為在線測量和實驗室密度測量。
       a）在線測量
       在線測量大部分選用振動管式液體密度計進行測量。選用的密度計測量準(zhǔn)確度不應(yīng)超過±1kg/m3，在條件允許的憎況下，可選用測量準(zhǔn)確度±0.5kg/m3。確定密度計的數(shù)量時，每個流量計組一般安裝2臺密度什，正常運行1臺，備用1臺。
         在密度計的工藝安裝中，應(yīng)考慮設(shè)計密度計在線檢定流程。當(dāng)被測介質(zhì)有結(jié)蠟或結(jié)垢現(xiàn)象時，應(yīng)考慮設(shè)置除蠟、除垢設(shè)備，以確保密度計的測量準(zhǔn)確廢．

2.3.1石油密度及其測定
   b）實驗室測量
         石油密度的實驗室測量有密度計法和比重瓶法。密度計法是以阿基米德定律為基礎(chǔ)的。當(dāng)密度計沉入液體時，排開一部分液體，受到向上的浮力，當(dāng)自重等于浮力時，密度計飄浮于液體石油產(chǎn)品中。比重瓶法是根據(jù)密度的定義，測定比重瓶內(nèi)油品的質(zhì)量和容積的比值。在20℃時，先稱量空比重瓶，在稱量用蒸餾水充滿至標(biāo)線的比重瓶，求得瓶內(nèi)水的質(zhì)量——“水值”，再除以水的密度得到比重瓶的容積，然后將被測石油產(chǎn)品充滿至標(biāo)線求得其質(zhì)量，由此即可求出油品的密度。

2.3.1石油密度及其測定
   C）石油密度的測定標(biāo)準(zhǔn)
   GB/T1884-2000 原油和液體石油產(chǎn)品密度實驗室測定法(密度計法) ——相當(dāng)于ISO3675，ASTM D1289，
   GB/T1885視密度換算表。
   GB/T2540石油產(chǎn)品密度測定法(比重瓶法)——相當(dāng)于 ISO3838，ASTM D1217；
密度計法簡單方便，一般用于生產(chǎn)現(xiàn)場和質(zhì)量檢驗；比重瓶法精密度高，多用于科學(xué)研究中。本實驗是采用石油密度計法來測定油品的密度。
2.3.1石油密度及其測定
（3）密度計法實驗概要
   將試樣處理至合適的溫度并轉(zhuǎn)移到和試樣溫度大致一樣的密度計量筒中。再把合適的石油密度計垂直地放入試樣中并讓其穩(wěn)定，等其溫度達到平衡狀態(tài)后，讀取石油密度計刻度的讀數(shù)并記下試樣的溫度。在實驗溫度下測得的石油密度計讀數(shù)，用GB/T 1885石油密度換算表或者計算法換算到20℃下的密度。
2.3.1石油密度及其測定
（4）石油密度計的規(guī)格性能及讀數(shù)
2.3.1石油密度及其測定
（5）注意事項
1.密度計選用時，先估計所測油品的大約密度值，從小到大進行選用。
2.在取用密度計時，應(yīng)盡量減少手指對密度計的污染，并避免密度計上端細(xì)小部分折斷，輕輕拿住密度計上端，扶直，慢慢提起，嚴(yán)禁橫拿。
3.將密度計垂直侵入量筒的試油中時，應(yīng)輕輕放入，當(dāng)手感到有點浮力后才可放手，以免密度計突然沉底而碰破。密度計應(yīng)自由漂浮在量筒中心。
4.對粘稠試油(如原油)，應(yīng)當(dāng)在加熱到試油具有足夠流動性的最低溫度下測定。使用恒溫浴時，其液面要高于密度計量筒中試樣的液面。
5. 測定密度時，應(yīng)同時測定試樣的溫度。
2.3.2 閃點及其測定
（1）閃點、燃點
石油氣或油品蒸汽與空氣的混合物，在一定的濃度范圍內(nèi)，遇到明火能產(chǎn)生爆炸。
如果混合氣中可燃?xì)怏w過少或過多，則混合物不爆炸。有爆炸可能性的濃度范圍稱為爆炸極限，其上限濃度稱為爆炸上限，其下限濃度稱為爆炸下限。這個爆炸范圍決定于混合物的化學(xué)組成和物理條件，如測定方法、溫度、壓力等。
閃點是指在一定的試驗條件下，將試樣加熱蒸發(fā)，使之與空氣形成油氣混合物，遇火即發(fā)生閃火時的最低溫度。
當(dāng)超過閃點繼續(xù)升溫，能發(fā)生連續(xù)5秒鐘以上的燃燒現(xiàn)象的最低溫度就是燃點。
一般，燃點比閃點高1～5℃。閃點是微小爆炸的最低溫度?；旌蠚庵锌扇夹詺怏w含量達到一定濃度時，遇火才能爆炸。
（2）閃點的意義
閃點是油品的安全性能指標(biāo)，是鑒定油品發(fā)生火災(zāi)危險性的重要依據(jù)，是鑒定油品質(zhì)量和規(guī)定儲存、運輸和使用條件的主要指標(biāo)之一。
閃點是表示石油產(chǎn)品蒸發(fā)傾向和安全性質(zhì)的項目。油品的火災(zāi)危險等級是根據(jù)閃點劃分的，甲類閃點＜28℃，如汽油、原油。乙類閃點在28～60℃，如煤油、-35柴油。丙類閃點：＞60℃，如柴油、潤滑油等。易燃液體也是根據(jù)閃點進行分類的，閃點在45℃以下的液體叫做易燃液體，閃點在45℃以上上的液體叫做可燃液體。
按閃點的高低可確定其運輸、貯存和使用的各種防火安全措施。油品在儲存和使用中一般應(yīng)低于閃點20~30℃。
根據(jù)開口杯法閃點與閉口杯閃點之差值，可以判斷潤滑油中是否摻有微量的低沸點油品或溶劑，當(dāng)其中含有微量低沸點組分時，會使閃點差顯著增大。
對于潤滑油來說，閃點除說明其在使用中的安全性外，還反應(yīng)它在高溫時蒸發(fā)損失的可能性。 
（3）閃點的測定方法
測定油品閃點的方法有：閉口杯法和開口杯法兩種。
閉口杯法是用規(guī)定的閉口杯閃點測定器所測得的閃點，稱之為閉口閃點。
開口杯法是用規(guī)定定的開口杯閃點測定器所測得的閃點，稱之為開口閃點。
閉口杯法適用于測定煤油、柴油、潤滑油的閃點，開口杯法適用于潤滑油、深色石油產(chǎn)品（如燃料油、瀝青及原油等）的閃點。
相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如下：
1）GB/T261 石油產(chǎn)品閃點測定法（閉口杯法）,相當(dāng)于ISO2719、ASTM D93；
2）GB/T267 石油產(chǎn)品閃點和燃點測定法（開口杯法）、GB/T3536 石油產(chǎn)品閃點和燃點測定法（可利夫蘭開口杯法），相當(dāng)于ISO2592、ASTM D92。
（4）閉口閃點測定器 
2.3.3  餾程及其測定
（1）石油餾程
在一定壓力下，液體被加熱時，其蒸汽壓隨溫度升高而逐漸增大，當(dāng)蒸汽壓與外界壓力相等時，液體開始沸騰，此時溫度稱為沸點。
在一定壓力下，純物質(zhì)的沸點為一定值，如純水在一個大氣壓，其沸點為100 ℃ 。但石油及其產(chǎn)品是一個以烴類化合物為主的復(fù)雜混合物，其沸點表現(xiàn)為一個很寬的溫度范圍。
石油及其產(chǎn)品被加熱蒸餾時，沸點較低的組分最先汽化蒸餾出來，此時的溫度稱為初餾點，在不斷加熱情況下，蒸餾出來組分的沸點由低逐漸升高，直到最后沸點最高的組分也被蒸餾出來為止，此時溫度稱為終餾點。初餾點與終餾點就代表油品的沸點范圍，也叫沸程或餾程，如汽油的餾程約為40 ~200 ℃ 。
（2）餾程測定的意義
餾程是評定油品蒸發(fā)性的重要指標(biāo)，也是決定烴類產(chǎn)生潛在的爆炸蒸氣趨勢的主要決定因素。
餾程是判斷油品使用性能的重要指標(biāo)，根據(jù)餾程可判斷其起動性能、燃燒性能、加速性能、積炭傾向和磨損情況。同時也是區(qū)分不同油品的重要指標(biāo)之一。
由于石油餾程（揮發(fā)性）影響蒸發(fā)速率，因此，揮發(fā)性也是許多溶劑(特別是用于涂料的)應(yīng)用中的重要因素。
石油產(chǎn)品規(guī)格通常包括餾程范圍，以保證產(chǎn)品具有適當(dāng)?shù)膿]發(fā)性能。
餾程測定是原油評價的重要內(nèi)容，從所測石油餾分的收率和性質(zhì)來確定原油最適宜的加工方案。
餾程測定是煉油設(shè)計中必不可少的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。也是煉油裝置生產(chǎn)操作和質(zhì)量控制的重要依據(jù)。
（3）餾程測定的方法
我國石油餾程的測定采用恩氏蒸餾方法，即取100mL試油在規(guī)定的儀器中，按規(guī)定的條件和操作方法進行的蒸餾過程。常用的蒸餾過程分為常壓蒸餾、減壓蒸餾和實沸點蒸餾。
餾程的測定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有：
GB255《石油產(chǎn)品餾程測定法》、
GB/T6536《石油產(chǎn)品蒸餾測定法》相當(dāng)于ISO3405 ASTM D86，本標(biāo)準(zhǔn)可以用手工測定，也可以用自動儀器測定。
GB/T 9168《石油產(chǎn)品減壓蒸餾測定法》相當(dāng)于ASTMD1160標(biāo)準(zhǔn)。
GB/T 17280《原油蒸餾標(biāo)準(zhǔn)試驗方法》相當(dāng)于ASTM D2892標(biāo)準(zhǔn)。
（4）石油餾程測定器
2.3.4   凝點測定實驗
（1）石油低溫性能指標(biāo)

各種油品都可能在低溫下使用，油品的低溫性能指標(biāo)有: 結(jié)晶點、冷濾點、傾點、凝點、冰點等。
結(jié)晶點：在規(guī)定條件下油品冷卻時，最初出現(xiàn)蠟結(jié)晶時的溫度，單位以℃表示。
冰點：油品被冷卻所形成的蠟結(jié)晶，在升溫時，其結(jié)晶消失一瞬間的溫度，單位以℃表示。
冷濾點：在規(guī)定條件下。2OmL試樣開始不能通過過濾器時的最高溫度。單位以℃（按1℃的整數(shù)）表示。
傾點：在規(guī)定條件下，被冷卻的試樣能流動的最低溫度，單位以℃表示。
凝點：試樣在規(guī)定條件下冷卻至停止流動時的最高溫度，單位以℃表示。
（2）凝點、冷濾點、傾點
凝點和冷濾點是表征柴油低溫使用性能的重要指標(biāo)。凝點是表明柴油在低溫環(huán)境中失去流動性的最高溫度；冷濾點則可表明柴油通過柴油發(fā)動機供油系統(tǒng)時能造成濾網(wǎng)堵塞的最高溫度。
對輕柴油而言，冷濾點比凝點指標(biāo)在實際使用中顯得更加重要。這是因為冷濾點與柴油的低溫使用性能直接相關(guān)，而凝點主要是與柴油的貯存、運輸有關(guān)。
在柴油中加入很低濃度（1‰以下）的降凝劑就可大大改善柴油的低溫流動性。
凝點和傾點是用來衡量潤滑油等低溫流動性的常規(guī)指標(biāo)，過去常用凝點，現(xiàn)在國際通用傾點。同一油品的傾點比凝點略高。
（3）油品凝點的測定
石油產(chǎn)品的凝點的測定是指在嚴(yán)格規(guī)定的試驗條件，將盛于試管內(nèi)的試油冷卻并傾斜45 °經(jīng)過一分鐘，油品不在流動時的最高溫度。
對于純物質(zhì)來說，有一固定的凝點，而石油產(chǎn)品是一種復(fù)雜混合物，在降溫時，是在一個相當(dāng)寬的溫度范圍內(nèi)逐漸凝固的。
油品在低溫下失去流動性主要有兩種原因：
    a）對于含蠟少的油品來說，隨著溫度的降低，油品粘度迅速增大，形成均勻的玻璃狀物質(zhì)，最后由于油品粘度增大，在試驗條件下油品失去流動性。
    b) 對于含蠟多的油品來說，在溫度降低時，油品中石蠟結(jié)晶析出，在逐漸降低溫度過程中，石蠟結(jié)晶長大并逐漸形成石蠟的網(wǎng)狀“骨架”，將尚未凝固的油品包圍起來，使油品失去流動性。
從上述兩種原因中可以看到，實質(zhì)上油品在凝點時，并未真正凝固，離“固”相差很遠(yuǎn)，只是在一定條件下失去流動性而已。
石油產(chǎn)品的凝點除與油品中含蠟有關(guān)外，還與油品中所含膠質(zhì)，瀝青質(zhì)有關(guān)，由于膠質(zhì)、瀝青質(zhì)能阻礙蠟結(jié)晶網(wǎng)的形成，從而使油品凝點降低。
（2）測定方法
我國現(xiàn)采用的低溫性能測定標(biāo)準(zhǔn)有如下方法：
（1）GB/T510石油產(chǎn)品凝點測定法：相當(dāng)于ASTMD97標(biāo)準(zhǔn)。是將試樣裝在規(guī)定的試管中，冷卻到預(yù)期的溫度時，將試管傾斜45度經(jīng)1分鐘，觀察液面是否移動。
（2）GB/T3535石油產(chǎn)品傾點測定法：是將試樣預(yù)熱后，在規(guī)定速度下冷卻，每隔3℃檢查一下試樣的流動性，記錄觀察到試樣能流動的最低溫度作為傾點。
（3）GB/T2413柴油冷濾點測定法：在規(guī)定的條件下冷卻試樣，并在200mmH2O柱壓力下抽吸，使試樣通過一個363目過濾器。測定堵塞過濾器的溫度。
（4）SY/T 7551原油傾點測定法：相當(dāng)于ASTMD 5853。
（3）測試儀器
2.3.5  運動粘度及其測定 
（1） 粘度的概念
粘度是石油產(chǎn)品的主要的使用指標(biāo)之一，特別是對各種潤滑油的分類分級、質(zhì)量鑒別和確定用途等有決定性的意義，潤滑油的牌號大部分是以產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中運動粘度的平均值來劃分。在油品流動及輸送過程中，粘度對流體流態(tài)、壓力降等起重要作用，因此粘度又是計算、設(shè)計過程中不可缺少的物理常數(shù)。
液體受外力作用移動時，在液體分子間產(chǎn)生的阻力稱為粘度，它是由石油產(chǎn)品的組分決定的。石油產(chǎn)品的粘度可用動力粘度、運動粘度、條件粘度（雷氏粘度、賽氏粘度、恩氏粘度）、表觀粘度等表示。在石油產(chǎn)品指標(biāo)中，國際上最廣泛應(yīng)用的是運動粘度。
2.3.5  運動粘度及其測定
   （2）粘度的測定方法
    測定油品粘度的方法有：細(xì)管法（毛細(xì)管法、泄流法）、旋轉(zhuǎn)法（單筒、雙筒、錐－板、圓盤等）、鼓泡法、落球法、振動法、超聲波法等。國家標(biāo)準(zhǔn)有以下幾種：
GB/T265  石油產(chǎn)品運動粘度測定法和動力粘度計算法,相當(dāng)于ISO3104、ASTM D445。
GB/T11137 深色石油產(chǎn)品運動粘度測定器(逆流法)，相當(dāng)于 ASTM D445。
GB/T266  石油產(chǎn)品恩氏測定法，相當(dāng)于ASTM D1665。
GB/T506-82 潤滑油低溫動力粘度測定法。
GB/T 6538 發(fā)動機油表觀粘度測定法(冷啟動模擬機法) ASTM D2602。
GB10247-1988 粘度的測定方法。
2.3.5  粘度及其測定
流體按照流變性特征可分為牛頓流體和非牛頓流體。
牛頓液體是指剪切應(yīng)力和剪切速率之比為一常數(shù)，也就是粘度與剪切應(yīng)力和剪切速率無關(guān)，如水、甘油、空氣、酒精、燃料油等 。
非牛頓流體的粘度是隨切變應(yīng)力的變化而變化的。如油漆、油墨、顏料、橡膠、常溫原油、低溫潤滑油、油脂、血液、泥漿、高分子溶液及各種懸浮液等等。
一般地，測量牛頓流體的粘度用毛細(xì)管粘度計或者恩氏粘度計，測量非牛頓流體的表觀粘度用旋轉(zhuǎn)粘度計。
液體石油產(chǎn)品（指牛頓液體）的運動粘度是用GB/T265試驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法來測定的。其單位為m2/S，通常在實際中使用為mm2/S。
動力粘度可由測得的運動粘度乘以液體的密度求得。
2.3.5  運動粘度及其測定
（3）方法概要
在某一恒定的溫度下，測定一定體積的液體在重力下流過一個標(biāo)定好的玻璃毛細(xì)管粘度計的時間，粘度計的毛細(xì)管常數(shù)與流動時間的乘積，即為該溫度下液體的運動粘度，用符號νt表示。該溫度下運動粘度和同溫度下液體的密度之積為該溫度下液體的動力粘度，符號ηt表示。
在溫度t時，試樣的運動粘度νt（mm2/s）按下式計算：
                               νt＝C·τt
        其中：C―粘度計常數(shù)，mm2/s2  ；
                τt－流動時間，s
    在溫度t時，試樣的動力粘度ηt（ mPa·s）計算如下：
                              ηt＝νt·ρt       
        其中：ρt―試樣密度， kg/m3；

2.3.5  粘度及其測定
（4）粘度的單位及換算
動力粘度（ηt）：國際單位（SI）為Pa·S和mPa·S，
                              物理單位（cgs）為P和Cp(厘泊)。
     換算如下：1Pa·S＝103mPa·S
                      1P＝100cP
                      1cP=1mPa·S=10-3 Pa·S
運動粘度（νt）的國際單位（SI）為m2/S和mm2/S，
                          物理單位（cgs）為cSt(厘沱、厘斯)。
      換算如下：1m2/S＝106mm2/S ，
                      1cSt＝1mm2/S=10-6 m2/S
2.3.5  運動粘度及其測定
（5）實驗儀器和材料
  l).石油產(chǎn)品運動粘度測試儀：有圓形透明玻璃缸恒溫浴、攪拌器、電加熱溫度控制裝置、粘度計固定夾、面板等。
  2).玻璃毛細(xì)管粘度計：一套，符合SY3607（玻璃毛細(xì)管粘度計技術(shù)條件）的要求。毛細(xì)管內(nèi)徑為O.4，0.6，0.8，1.0，l.2，l.5，2.O， 2.5，3.0，3.5，4.0mm。并且每支粘度計有一確定的粘度常數(shù)。毛細(xì)管粘度計結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。
  3).玻璃水銀溫度計：符合GB 514《石油產(chǎn)品試驗用液體溫度計技術(shù)條件》分格為0.1℃。
  4).橡皮管、吸耳球
2.3.5  運動粘度及其測定
（6）實驗要點
加熱、恒溫。選擇合適的溫度傳感器和溫度計。在確保恒溫浴中液體量充足的情況下進行加熱，不斷攪拌，確保溫度緩慢上升至設(shè)定好的試驗溫度，并保持在±0.1℃范圍內(nèi)。
注意：加熱有三擋：加熱300W、600W，輔助加熱1000W。一般選用300W和600W即可。溫度是由按鈕和微調(diào)來控制，當(dāng)選擇輔助加熱時，則不能進行溫度控制。
選粘度計：根據(jù)試驗的溫度和試樣的預(yù)計粘度選用適當(dāng)?shù)恼扯扔?，?wù)使試樣的流動時間在300±180s范圍內(nèi)。
吸取試樣，正確安裝粘度計。
仔細(xì)測量、準(zhǔn)確計時。
3   油氣分析與檢測
      在中國逐步進入工業(yè)化的同時，中國每年發(fā)生的工業(yè)事故也在屢屢發(fā)生。煤礦爆炸、廠房起火、工人中毒等此類新聞報道層出不窮。這些事故的發(fā)生主要因為工業(yè)環(huán)境中使用易燃易爆、有毒有害氣體不當(dāng)造成。對此中國政府不斷推出相關(guān)法令來預(yù)防工業(yè)事故的發(fā)生。對可燃?xì)怏w檢測已成為石油石化行業(yè)中保證安全生產(chǎn)、控制事故發(fā)生的必要手段。油氣儲運行業(yè)中常見的氣體分析設(shè)備主要有奧氏氣體分析儀、可燃?xì)怏w檢測報警器、烴類氣體測定儀、氣相色譜儀等。
3.1 奧氏氣體分析儀
奧氏氣體分析儀是實驗室常規(guī)氣體分析設(shè)備。用來對含有油氣、烴類氣體、酸性氣體、氧、氫、氮、一氧化碳等多組份氣體混合物進行全分析。
（1）分析原理
利用不同的吸收液，如：煤油、油氣吸收法、氧吸收液、氫氧化鈉溶液等，來處理吸收油氣、烴類氣體、酸性氣體、氧和一氧化碳；利用氫在氧化銅上燃燒，飽和烴在鉑絲上與空氣中的氧燃燒等等，來除去混合氣體中的氫氣、飽和烴氣，從而實現(xiàn)對氣體組分的分析測定。該儀器根據(jù)不同需要配置有兩只、三只、四只、五只或六只吸收瓶，適合分析天然氣、油氣、煤氣、煉廠氣、液化石油氣、酸性氣體、氧、氮等氣體組分。當(dāng)分析CH4,H2時是用爆炸燃燒法測定,也可用鉑絲緩燃燒法測定。
3.1 奧氏氣體分析儀
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（2）結(jié)構(gòu)組成
（3）奧氏氣體分析儀各部分的功能
1）梳形管  是帶有幾個活塞的梳形連通管，其右端與量氣筒2連接，左端為取樣孔7，套上膠管即與欲測氣樣相連。磨口活塞5、6各連接一個吸氣球管，它控制著氣樣進出吸氣球管?；钊?起調(diào)節(jié)進排氣或關(guān)閉作用。梳形管在儀器中起著連通樞紐的作用。
2）吸氣球管  吸氣球管3、4分甲乙兩部分，兩者底部由一個U形玻璃管連通，甲管內(nèi)裝有許多小玻璃管，以增大吸收劑與氣樣的接觸面積，甲管頂端與梳形管上的磨口活塞相連，乙管為緩沖管。吸收球管內(nèi)裝有吸收劑，作為吸收測定氣樣用。
3）量氣筒  量氣筒2為一有刻度的圓管(一般為100ml)，底口通過膠管與調(diào)節(jié)瓶1相連，用來測量氣樣體積。刻度管固定在一圓形套筒內(nèi)，套筒上下應(yīng)密封并裝滿水，以保證量氣筒的溫度穩(wěn)定。
4）調(diào)節(jié)液瓶  調(diào)節(jié)液瓶l是一個下口玻璃瓶，開口處用膠管與量氣筒底部相連，瓶內(nèi)裝蒸餾水。由于它的提高與降低，造成瓶中水位的變動而形成不同的水壓，使氣樣被吸入或排出或被壓進吸氣管使氣樣與吸收劑反應(yīng)。
5）三通活塞  它是一個帶有丁字形通孔的磨口三通活塞，轉(zhuǎn)動活塞8改變丁字形通孔的位置呈“⊥”狀、“├”狀、“∧”狀，起著取氣或關(guān)閉的作用?；钊?、6的通氣孔一般呈“⊥”狀，使氣體先后進出吸氣球管，洗滌氣體。
3.2 氣體檢測報警儀 
氣體檢測報警儀是專用的安全檢測儀，用來檢測作業(yè)場所、危險區(qū)域或設(shè)備內(nèi)部空氣中的可燃或有毒氣體和蒸氣含量并超限報警。
可燃?xì)怏w的安全檢測，主要有：泄漏檢測、檢修檢測、應(yīng)急檢測、進入檢測和巡回檢測。
石油石化產(chǎn)品要加強安全管理，完善安全措施、控制事故隱患。但是，不可能達到絕對安全，仍然會出現(xiàn)萬有一失的情況。因此，事故隱患的檢測報警，在危險場所安裝可燃?xì)怏w或液體（蒸氣）檢測報警，是非常必要的。對避免和控制事故具有重要意義。
（1）氣體檢測報警儀的分類
按檢測氣體的不同可分為：可燃?xì)怏w檢測報警器、有毒氣體檢測報警器和復(fù)合式氣體檢測報警器，氣體報警器使用不同傳感器檢測不同氣體，復(fù)合式氣體報警器可同時檢測可燃和有毒氣體。
按使用環(huán)境可分為：工業(yè)用氣體報警器和家用燃?xì)鈭缶鳌?
按自身形態(tài)可分為固定式氣體報警器和便攜式氣體檢測儀。
3.2 氣體檢測報警儀
① 便攜式有害氣體檢測報警儀 
    儀器將傳感器、測量電路、顯示器、報警器、充電電池、抽氣泵等組裝在一個殼體內(nèi)，成為一體式儀器，小巧輕便，便于攜帶，泵吸式采樣，可隨時隨地進行檢測。袖珍式儀器是便攜式儀器的一種，一般無抽氣泵，擴散式采樣，干電池供電，體積極小。
3.2 氣體檢測報警儀
② 固定式有害氣體檢測報警儀
這類儀器固定在現(xiàn)場，連續(xù)自動檢測相應(yīng)可燃?xì)怏w（蒸氣），氣體超限自動報警，有的還可自動控制排風(fēng)機等。固定式儀器分為一體式和分體式兩種。
一體式固定可燃?xì)怏w檢測報警儀：與便攜式儀器一樣，不同的是安裝在現(xiàn)場，220V交流供電，連續(xù)自動檢測報警，多為擴散式采樣。 
分體式固定有害氣體檢測報警儀：傳感器和信號變送電路組裝在一個防爆殼體內(nèi)，俗稱探頭，安裝在現(xiàn)場（危險場所）；
第二部分包括數(shù)據(jù)處理、二次顯示、報警控制和電源，組裝成控制器，俗稱二次儀表，安裝在控制室（安全場所）。探頭擴散式采樣檢測，二次儀表顯示報警。
3.2 氣體檢測報警儀
      （2）氣體傳感器
氣體檢測儀是一種氣體濃度檢測的儀器儀表，主要是利用氣體傳感器來檢測環(huán)境中存在的氣體種類。
氣體傳感器是用來檢測氣體的成份和含量的傳感器。
目前流行于市場的氣體傳感器有5類：
        a.半導(dǎo)體式氣體傳感器
        b.催化燃燒式氣體傳感器 
        c.熱導(dǎo)池式氣體傳感器 
        d.電化學(xué)式氣體傳感器 
        e.紅外線氣體傳感器   
3.2 氣體檢測報警儀
1） 半導(dǎo)體式氣體傳感器
它是利用一些金屬氧化物半導(dǎo)體材料，在一定溫度下，電導(dǎo)率隨著環(huán)境氣體成份的變化而變化的原理制造的。比如，酒精傳感器，就是利用二氧化錫在高溫下遇到酒精氣體時，電阻會急劇減小的原理制備的。
半導(dǎo)體式氣體傳感器可以有效地用于：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、酒精、甲醛、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙炔、氯乙烯、苯乙烯、丙烯酸等很多氣體地檢測。尤其是，這種傳感器成本低廉，適宜于民用氣體檢測的需求。
下列幾種半導(dǎo)體式氣體傳感器是成功的：甲烷（天然氣、沼氣）、酒精、一氧化碳（城市煤氣）、硫化氫、氨氣等。高質(zhì)量的傳感器可以滿足工業(yè)檢測的需要。
缺點：穩(wěn)定性較差，受環(huán)境影響較大；尤其，每一種傳感器的選擇性都不是唯一的，輸出參數(shù)也不能確定。因此，不宜應(yīng)用于計量準(zhǔn)確要求的場所。
3.2 氣體檢測報警儀
2）催化燃燒式氣體傳感器
這種傳感器是在白金電阻的表面制備耐高溫的催化劑層，在一定的溫度下，可燃性氣體在其表面催化燃燒，燃燒是白金電阻溫度升高，電阻變化，變化值是可燃性氣體濃度的函數(shù)。
催化燃燒式氣體傳感器選擇性地檢測可燃性氣體：凡是可以燃燒的，都能夠檢測；凡是不能燃燒的，傳感器都沒有任何響應(yīng)。
催化燃燒式氣體傳感器計量準(zhǔn)確，響應(yīng)快速，壽命較長。傳感器的輸出與環(huán)境的爆炸危險直接相關(guān)，在安全檢測領(lǐng)域是一類主導(dǎo)地位的傳感器。
缺點:在可燃性氣體范圍內(nèi)，無選擇性。暗火工作，有引燃爆炸的危險。大部分有機蒸汽對傳感器都有中毒作用。

3.2 氣體檢測報警儀
3）電化學(xué)式氣體傳感器
    大部分可燃性、有毒有害氣體都可以被電化學(xué)氧化或者還原。利用這些反應(yīng)，可以分辨氣體成份、檢測氣體濃度。電化學(xué)氣體傳感器分很多子類：
a. 原電池型氣體傳感器，原理行同我們用的干電池。以氧氣傳感器為例，氧在陰極被還原，電子通過電流表流到陽極，在那里鉛金屬被氧化。電流的大小與氧氣的濃度直接相關(guān)。這種傳感器可以有效地檢測氧氣、二氧化硫、氯氣等。
b. 恒電位電解池型氣體傳感器，這種傳感器用于檢測還原性氣體非常有效，它的電化學(xué)反應(yīng)是在電流強制下發(fā)生的，是一種真正的庫侖分析的傳感器。這種傳感器已經(jīng)成功地用于：總硫、一氧化碳、硫化氫、氫氣、氨氣等氣體的檢測之中，是目前有毒有害氣體檢測的主流傳感器。
c. 濃差電池型氣體傳感器，具有電化學(xué)活性的氣體在電化學(xué)電池的兩側(cè)，形成濃差電動勢，電動勢的大小與氣體的濃度有關(guān)，這種傳感器的成功實例就是汽車用氧氣傳感器。
3.2 氣體檢測報警儀
3.3 色譜測試技術(shù)及其應(yīng)用
色譜法，是利用物質(zhì)的沸點、極性及吸附性質(zhì)的差異來實現(xiàn)混合物的分離。同一時刻進入色譜柱中的各組分，由于在流動相和固定相之間溶解、吸附、滲透或離子交換等作用的不同，使得各組分在色譜柱中的移動速度就不同，而彼此分離開來，最后按順序流出色譜柱，進入檢測器，在記錄儀或色譜處理機上顯示出各組分的色譜行為和譜峰數(shù)值。可完成這種分離的儀器即色譜儀。
色譜法與其他方法的比較，具有分離效能高、分析速度快、靈敏度高、樣品用量少、應(yīng)用范圍廣、易于自動化等突出的特點，已成為現(xiàn)代分析方法中發(fā)展最快最、最為成熟的分析測試技術(shù)。
3.3.1  色譜法及其分類
3.3.1  色譜法及其分類
色譜法按流動相的狀態(tài)可分為氣相色譜（GC）、液相色譜（LC）和超臨界流體色譜（SFC）。
氣相色譜是以氣體為流動相，適用于分離揮發(fā)性化合物。
液相色譜是以液態(tài)為流動相，適于分離低揮發(fā)性或無揮發(fā)性、大分子量化合物、離子型化合物。
超臨界流體色譜是以超臨界流體為流動相（常用CO2），因其擴散系數(shù)大，能很快達到平衡，所以分析時間短，特別適于分離手性化合物（分子量、分子結(jié)構(gòu)相同，但左右排列相反的化合物 ）。
目前，在色譜的諸多類別中，氣相色譜法，特別是氣液色譜法應(yīng)用最為廣泛。
氣相色譜法是以氣體為流動相的柱色譜分離技術(shù)
（1）氣相色譜法的分類 
        1. 按固定相分               氣-固色譜
                                                氣-液色譜
         2. 按分離原理分            吸附色譜
                                                 分配色譜
         3. 按柱子粗細(xì)分            填充柱色譜 
                                                毛細(xì)管柱色譜

3.3.2  氣相色譜法
（2）氣相色譜儀的組成
       載氣→減壓→凈化→穩(wěn)壓→ →色譜柱→檢測器→記錄儀
                                         
                                                     進樣
    載氣系統(tǒng)
    進樣系統(tǒng)
    分離系統(tǒng)
    檢測系統(tǒng)
    記錄系統(tǒng)

色譜系統(tǒng)
（3）分離系統(tǒng)
    分離系統(tǒng)由色譜柱和柱箱組成，它是色譜儀的核心部件，其作用是分離樣品。色譜柱主要有兩類：填充柱和毛細(xì)管柱。在分離系統(tǒng)中，柱箱是裝有分離柱的精密恒溫箱，可進行多階程序升溫，滿足色譜優(yōu)化分離的需要。
 
（4）色譜柱
色譜柱按粗細(xì)可分為一般填充柱和毛細(xì)管柱。一般填充柱通常為不銹鋼、石英玻璃或聚四氟乙烯制成為U型及螺旋型兩種，柱內(nèi)徑為2～4mm，柱長1～4m，內(nèi)充裝固定相。固定相又有兩種：氣固色譜固定相和氣液色譜固定相。填充柱的特點是制備簡單，可在實驗室中自行制備，但柱效能不如毛細(xì)管柱高。
毛細(xì)管柱也叫開管柱，多用不銹鋼、石英玻璃制成螺旋型，柱內(nèi)徑為0.1～0.75mm，長20～300m。常規(guī)毛細(xì)管柱采用熔融石英玻璃管，內(nèi)涂固定液，外涂聚酯亞胺作為保護層。高溫氣相色譜要求在400～450℃下工作，為耐此高溫，則需在毛細(xì)柱外鍍鋁，或者用不銹鋼毛細(xì)管柱。
由于毛細(xì)管柱具有相比大，滲透性好，分析速度快，總柱效高等優(yōu)點，因此可以解決原來填充柱色譜法不能解決或很難解決的問題。
3.3.3  氣相色譜法的有關(guān)術(shù)語 
（1）色譜圖——色譜流出曲線
基線：當(dāng)沒有組分進入檢測器時，色譜流出曲線是一條只反映儀器噪聲隨時間變化的曲線，即在正常操作條件下，僅有載氣通過檢測系統(tǒng)時所產(chǎn)生的響應(yīng)信號曲線，稱為基線。操作條件變化不大時，?？傻玫饺缤粭l直線的穩(wěn)定基線。
色譜峰：當(dāng)有組分進入檢測器時，色譜流出曲線就會偏離基線，這時檢測器輸出的信號隨檢測器中組分的濃度而改變，直至組分全部離開檢測器，此時繪出的曲線，即色譜柱流出組分通過檢測器系統(tǒng)時所產(chǎn)生的響應(yīng)信號的微分曲線，稱為色譜峰。
峰面積：組分的流出曲線與基線所包圍的面積，即峰與峰底之間的面積，稱為組分的峰面積。
峰高：色譜峰最高點至峰底的垂直距離。常用符號h表示。從峰底向上至0.5h處的峰高稱為半峰高；至0.607h處的峰高稱為拐點峰高。
峰寬、半峰寬：沿色譜峰兩側(cè)拐點處所作的曲線與峰底相交兩點之間的距離，常用符號Wb來表示。在峰高為0.5h處的峰寬稱為半峰寬，常用符號Wb/2來表示。在峰高為0.607h處的峰寬稱為拐點峰寬，常用符號W0.6h來表示。

3.3.2  色譜法的有關(guān)術(shù)語
3.3.2  色譜法的有關(guān)術(shù)語
保留時間：進樣后組分流人檢測器的濃度達到最大值的時間（即組分從進樣到出現(xiàn)峰最大值所需的時間）。常用tR（組分名）表示，單位為分（min）。
死時間tM：固定相不吸附或不溶解的組分（如氣—液色譜的空氣峰等）的保留時間（即不被固定相滯留的組分，從進樣到出現(xiàn)峰最大值所需的時間），單位為分(min)。
死體積VM：對應(yīng)于tM所流過的流動相體積。
保留體積VR：從進樣開始到樣品出現(xiàn)峰最大值時所流過的載氣體積。
3.4   色譜檢測器
           色譜檢測器，被譽為色譜儀的“眼睛”。檢測器主要性能指標(biāo)有：靈敏度（單位量的物質(zhì)通過檢測器所給的響應(yīng)值）、穩(wěn)定性（基線、噪音、漂移）、線性范圍（最大進樣量與最小進樣量的比值）、檢測限（檢測的最小量）、響應(yīng)速度和使用溫度等。
            常用檢測器的性能如下表：

（1）熱導(dǎo)池檢測器——TCD
熱導(dǎo)檢測器為通用型檢測器，對有機物和無機物都有響應(yīng)。是基于發(fā)熱體熱量損失的速率取決于其周圍的氣體組成。因此熱量損失的速率可作為氣體組成的量度。 
1）熱導(dǎo)檢測器的結(jié)構(gòu)、原理
熱導(dǎo)檢測器由池體（不銹鋼塊）和熱敏元件（錸鎢合金 ）構(gòu)成 。分雙臂熱導(dǎo)池和四臂熱導(dǎo)池2種。
雙臂熱導(dǎo)池：一臂為參考臂，連接在色譜柱之前，只通載氣 ；一臂為測量臂，連接在色譜柱之后 。
當(dāng)作為參考的純載氣和含有一定量氣態(tài)樣品組分的載氣，流經(jīng)各自的熱導(dǎo)池?zé)峤z時，由于兩者導(dǎo)熱性的不同，帶走的熱量不相等，導(dǎo)致熱導(dǎo)池兩臂熱絲的溫度不同，從而使兩臂熱絲的電阻值也不同，使電橋的平衡發(fā)生變化，產(chǎn)生相應(yīng)的電信號，得到色譜峰，反映待測物濃度。
橋路工作電流：一般橋路電流控制在100～200mA左右。
     氮氣作載氣：100～150mA；氫氣作載氣：150～200mA。
熱導(dǎo)池溫度的影響：一般池體溫度不應(yīng)低于柱溫。
載氣的影響：載氣與試樣的熱導(dǎo)數(shù)相差越大，則靈敏度越高。  一般選擇熱導(dǎo)系數(shù)大的載氣：H2、He（靈敏度較高）。
熱敏元件阻值的影響：選擇阻值高、電阻溫度系數(shù)大的熱敏元件（鎢絲）。
熱導(dǎo)池的死體積較大，靈敏度較低。應(yīng)使用具有微型池體（2.5μL）的熱導(dǎo)池。
    3）熱導(dǎo)池檢測器的特點
優(yōu)點：熱導(dǎo)檢測器具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、測定范圍廣、穩(wěn)定性好、線性范圍寬、不破壞樣品等優(yōu)點。
 缺點：靈敏度較低。測定時需要嚴(yán)格的溫度控制和載氣流量控制，需要純凈的載氣和高穩(wěn)定度的穩(wěn)壓電源。

2）影響熱導(dǎo)池檢測器靈敏度的因素
（2）氫火焰離子化檢測器——FID
        FID是利用大多數(shù)有機化臺物在氫火焰中熱解后生成能導(dǎo)電的離子流，從而改變火焰的導(dǎo)電特性。當(dāng)燃燒產(chǎn)物流經(jīng)圓筒狀的電極時，即產(chǎn)生檢測信號。當(dāng)使用此檢測器時，一般以氫氣為載氣。 
        FID是氣相色譜中運用最廣泛的一種檢測器。該檢測器由噴嘴、收集極（陽極）與極化環(huán)（陰極）及點火線圈組成。
特點：氫火焰離子化檢測器對含碳有機化合物有很高的靈敏度。適用于痕量有機物的分析。該檢測方法的靈敏度高、響應(yīng)快、線性范圍寬、穩(wěn)定性好。載氣的流速、壓力、溫度的變化對峰面積沒有影響。
缺點：對載氣中的雜質(zhì)，如水、二氧化碳等沒有響應(yīng)。測定需要三種清潔的氣源，并需要微電流放大器。檢測時樣品被破壞。
     3.5   分離條件的選擇 
柱溫  柱溫對分離度影響較大，柱溫的選擇是色譜分析的關(guān)鍵。柱溫不能高于固定液的最高使用溫度，否則固定液易揮發(fā)流失。柱溫太低，被測組分在兩相中的擴散速率大大減小，峰形變寬，柱效下降。
選擇柱溫的基本原則  在使最難分離的組分有盡可能好的分離的前提下，盡可能采取較低柱溫，但以保留時間適宜，峰形不拖尾為度。
對于沸點范圍校寬的混臺物，宜采用程序升溫。程序升溫可以是線性的，也可以是非線性的，按需要選擇。程序升溫可以改善復(fù)雜成分樣品的分離效果，使各成分都能在較佳的溫度下分離。同時還能縮短分析周期，改善峰形，提高檢測靈敏度等。但程序升溫色譜的重復(fù)性較差是其缺點。

3.5   分離條件的選擇
氣化室溫度  選擇氣化溫度取決于樣品的揮發(fā)性、沸點及穩(wěn)定性。一般可等于樣品的沸點或稍高于沸點，以保證迅速完全氣化。但一般不要超過沸點 50℃以上，以防分解。對于穩(wěn)定性差的樣品可用高靈敏度檢測器降低進樣量，在遠(yuǎn)低于沸點溫度氣化。
檢測室溫度  為了使色譜柱的流出物不在檢測器中冷凝而污染檢測器，檢測室溫度需高于柱溫。一般可等于氣化室溫度，或高于柱溫30～50℃。若檢測室溫度太高，熱導(dǎo)檢測器的檢測靈敏度降低。
 色譜定性分析是鑒定樣品中各組分是何種化合物。①保留值定性　色譜分析最簡單的方法。在完全相同的色譜條件下未知組分的保留值與標(biāo)準(zhǔn)物的保留值相符，即認(rèn)為可能是同一組分。實際測量中可以采取與標(biāo)準(zhǔn)物對照法、利用文獻值對照法和雙柱定性法。②整體定性　通過色譜圖的比較，根據(jù)各個峰的保留時間和相對大小，判斷兩種樣品是否來自同一本體。③利用氣相色譜與其他儀器聯(lián)機定性　利用氣相色譜的分離能力與具有鑒定化合物能力的儀器結(jié)合使用，可以對復(fù)雜混合物進行定性。如氣-質(zhì)聯(lián)用（GC-MS）、氣-光聯(lián)用（GC-FTIR）等。其他的定性方法還有化學(xué)反應(yīng)定性、選擇性檢測器定性等等。
3.6  色譜分析方法
   色譜分析包括定量分析和定性分析兩部分。
3.6.1 定性分析
  用已知純物質(zhì)對照定性 
   用已知純物質(zhì)對照定性是氣相色譜定性分析中最方便，最可靠的方法。這個方法基于在一定操作條件下，各組分的保留時間是一定值的原理。如果未知樣品較復(fù)雜，可采用在未知混合物中加入已知物，通過未知物中哪個峰增大，來確定未知物中成分。
3.6.2 定量分析 
 色譜分析定量分析是如何準(zhǔn)確測量被測組分的含量。
（1）校正因子法
不同的組分在不同的檢測器上響應(yīng)值不同，即使在同一檢測器上也不同。除了外標(biāo)法，其他定量方法必須進行相對校正因子的測定。
（2）面積歸一化法
當(dāng)樣品組分全部出峰后，可將各組分的面積乘以校正因子校準(zhǔn)為各組分的相應(yīng)質(zhì)量，然后歸一化，求出各組分的百分含量。歸一化法是色譜定量分析中最常用的一種方法，不受進樣量的影響，不必嚴(yán)格控制色譜條件。
3.6.2 定量分析
式中   xi——樣品中i組分的百分含量（%）；
         fi——i組分的校正因子；
         Ai——樣品i組分的峰面積；        
        ∑（fiAi）——所有組分的總質(zhì)量。
歸一化法是色譜定量分析中最常用的一種方法，不受進樣量的影響，不必嚴(yán)格控制色譜條件。但要求樣品中各組分需分離良好，都必須出峰，否則結(jié)果偏高。
當(dāng)沒有標(biāo)準(zhǔn)樣品時，或?qū)y定結(jié)果準(zhǔn)確度要求不十分高時，可以借鑒此方法，尤其對于復(fù)雜的混合物多組分定量時，比較簡單。
歸一化法的公式為：

（3）外標(biāo)法  
    外標(biāo)法是所有定量分析中最通用的一種方法，即所謂校準(zhǔn)曲線法。就是應(yīng)用欲測組分的純物質(zhì)來制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。分析試樣時，取和制作標(biāo)準(zhǔn)曲線時同樣量的試樣（固定進樣量）測得該試樣的響應(yīng)信號，由標(biāo)準(zhǔn)曲線即可查出其質(zhì)量分?jǐn)?shù)。外標(biāo)法簡便，不需要校正因子，但進樣量要求十分準(zhǔn)確，操作條件也需嚴(yán)格控制。它適用于日?？刂品治龊痛罅客悩悠返姆治觥?
（4）內(nèi)標(biāo)法
    為了克服外標(biāo)法的缺點，可采用內(nèi)標(biāo)校準(zhǔn)曲線法。所謂內(nèi)標(biāo)法是將一定量的純物質(zhì)作為內(nèi)標(biāo)物，加入到準(zhǔn)確稱取的試樣中，根據(jù)被測物和內(nèi)標(biāo)物的重量及其在色譜圖上相應(yīng)的峰面積比，求出某組分的含量。這種方法的特點是：選擇一內(nèi)標(biāo)物質(zhì)，以固定的濃度加入標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品溶液中，以抵消實驗條件和進樣量變化帶來的誤差。當(dāng)只需測定試樣中某幾個組分，而且試樣中所有組分不能全都出峰時，可采用此法。
3.7   氣相色譜法的應(yīng)用實例
       由于氣相色譜法具有選擇性高、靈敏度高、試樣用量少、分析速度快、可以制備高純物質(zhì)等優(yōu)點，所以氣相色譜正在日益廣泛地應(yīng)用于石油石化、有機合成、生物醫(yī)學(xué)、食品衛(wèi)生、環(huán)境保護等諸多領(lǐng)域，也是油氣儲運行業(yè)研究測試中最為權(quán)威和有效的分析手段。
（1）國家標(biāo)準(zhǔn)試驗方法中被廣泛采用
GB/T 14606-1993氣體中總烴的測定 氣相色譜法GB/T 13610-2003	天然氣的組成分析 氣相色譜法Q/SH 3215 172—2005	煉廠氣全組分的測定法（2010氣相色譜法）GB/T 8984.3-1997	氣體中一氛化碳、二氧化碳和碳?xì)浠衔锟偤康臏y定GB 11737-89	居民區(qū)大氣中苯、甲苯、二申苯衛(wèi)生檢驗標(biāo)準(zhǔn)方法GB/T 14678-93	空氣中硫化氫、甲硫醇、甲硫醚的測定GB 11934-1989	水源水中乙醛、丙烯醛衛(wèi)生檢驗標(biāo)準(zhǔn)方法
(2)在石油、石化和環(huán)境保護方面的應(yīng)用實例
（3）典型測試色譜圖—--油氣、標(biāo)準(zhǔn)氣
（3）典型測試色譜圖—液化石油氣、煉廠氣
4.  油品損耗與油氣回收 
4.1 油品損耗
     我國石油儲運從石油開采開始，經(jīng)過煉制、銷售，到終端用戶，貫穿了石油上、中、下游整個過程中，并涉及到石油、石化、化工、交通、建筑裝飾等眾多行業(yè)領(lǐng)域。
4.1.1 油品損耗 
石油從原油開采到石油產(chǎn)品的使用整個過程中，都存在著不同程度的油品損耗。
油品損耗大致可以分為兩類：事故損耗及自然損耗。
事故損耗包括油品的跑、冒、滴、漏、混，以及人為火災(zāi)所造成的油品損失。事故損耗一般是由人為因素造成的，嚴(yán)格地說，這種損耗是不應(yīng)該也不允許發(fā)生的。因此，對于事故損耗必須樹立以防為主的思想，并采取相應(yīng)措施，強化生產(chǎn)管理，將其消滅在萌芽狀態(tài)中。
自然損耗主要是油品蒸發(fā)損耗。油品易揮發(fā)，其輕組分蒸發(fā)并排放到大氣就會造成油品的蒸發(fā)損耗。此外，還包括某些作業(yè)中難以避免的油品損失，如油罐清罐、排放油罐底水等作業(yè)中損失的油品。自然損耗是一些非人為因素造成的難以避免的油品損失。
4.1.2  油品損耗具體表現(xiàn)方式
   油品損耗常以各種方式出現(xiàn)。根據(jù)石化、石油行業(yè)特點，除意外緊急放空帶來的損耗外，其主要的具體表現(xiàn)方式可歸納分為下列幾種：
（1）油品的跑冒滴漏損耗
（2）油品的混油損耗
（3）油品在脫水時的帶油損耗
（4）油品在清罐時的損耗
（5）油品蒸發(fā)損耗
4.2  油品蒸發(fā)損耗
（1）油品蒸發(fā)損耗及其危害
石油及其產(chǎn)品是由多種碳?xì)浠衔锝M成的混合物，其中的輕組分具有很強的揮發(fā)性。在石油儲運整個過程中，由于受到工藝、技術(shù)及設(shè)備的限制，經(jīng)常會有一部分液態(tài)輕烴組分汽化而逸入大氣，造成不可回收的損失，這種現(xiàn)象稱為油品蒸發(fā)損耗。
石油儲運過程沒有實現(xiàn)全密閉的儲存及裝卸時，就會出現(xiàn)不同程度的油氣排放及損耗。油品蒸發(fā)排放出的油氣不僅給企業(yè)帶來了嚴(yán)重的安全隱患及環(huán)境污染，還造成了油品數(shù)量的損失和質(zhì)量的下降。
4.2  油品蒸發(fā)損耗
油品蒸發(fā)損耗既造成油品數(shù)量損耗，又影響油品質(zhì)量。
在油品損耗各種表現(xiàn)方式中，油品蒸發(fā)損耗數(shù)量最大、最常見、涉及面最廣，控制也最復(fù)雜。油品蒸發(fā)損耗問題已成為企業(yè)急需解決的安全、節(jié)能、環(huán)保難題之一。
隨著國家對安全、環(huán)保、節(jié)能減排的重視，企業(yè)必須對油氣排放加以控制，實施治理回收。

油品蒸發(fā)損耗的現(xiàn)狀 
      （2）油品蒸發(fā)損耗的現(xiàn)狀
我國成品油運輸中，主要是由鐵路油罐車、汽車油罐車、油船承運，管道輸送的不足其總周轉(zhuǎn)量的1%。然而，我國鐵路罐車、汽車罐車、油船基本上都是敞口式上部裝油，有些企業(yè)還是上部高位噴淋裝油，因此存在著大量的裝油損耗。從目前我國油品計量結(jié)算方式來看，有用流量計計量和人工檢尺計量兩種方式。由于裝油損耗率在允許的儀表計量誤差范圍和“合理損耗”范圍，因此未引起交貨雙方的足夠重視。
油品零售環(huán)節(jié)同樣存在著油品蒸發(fā)損耗。油品從油庫用汽車罐車發(fā)送或銷售到加油站，加油站再將油品通過加油機零售給用戶，僅僅這個簡單的過程就至少存在著3次裝油損耗、3次卸油損耗（回逆損耗）。除了加油機向用戶加油的油氣損耗由用戶承擔(dān)外，其余損耗全部由油品銷售系統(tǒng)承擔(dān)，其損耗量是十分驚人的，造成的經(jīng)濟損失也是十分巨大的。隨著我國經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平提高，油品的消耗量還會有較大增長，這種蒸發(fā)損耗量及由此帶來的一系列嚴(yán)重后果務(wù)必引起人們的重視。
4.3  油氣回收技術(shù)
      我國經(jīng)濟迅猛發(fā)展，汽油生產(chǎn)、使用量劇增。但是，汽油等輕質(zhì)油易揮發(fā)，大量油氣直接排放到大氣，帶來了嚴(yán)重的安全隱患、環(huán)境污染、能源浪費以及經(jīng)濟損失等一系列問題。因此應(yīng)對油氣污染進行控制并回收有價值資源。我國新制定的《儲油庫大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB20950-2007）、《加油站大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB20952-2007）、《汽油運輸大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB20951-2007）中明確提出了油氣污染治理要求和改造期限。 
4.3.1油品蒸發(fā)損耗的防治措施
⑴ 抑制油品蒸發(fā)排放：推廣應(yīng)用浮頂罐儲油等
⑵ 焚燒油品蒸發(fā)排放氣：雖可降低油氣對大氣環(huán)境的污染，但存在著能源浪費，是不經(jīng)濟的方法。
⑶ 收集油品蒸發(fā)排放氣并加以回收處理：可為廠礦企業(yè)消除安全隱患，降低環(huán)境污染，減少能源浪費和經(jīng)濟損失。
4.3.2  油氣回收系統(tǒng)與處理模式
4.3.3 常見的油氣回收技術(shù)
   目前，常見的油氣回收技術(shù)有吸收法、吸附法、冷凝法、膜分離法、吸收+吸附集成法以及冷凝+吸附集成法等
（1） 吸收法油氣回收技術(shù)
吸收分離法是一種古老而又重要的混合物分離方法。常用，與油品儲運系統(tǒng)排放出來的油氣——空氣混合氣接觸以回收或除去其中的油氣。也有報道用低溫水噴射油氣而冷凝回收油氣技術(shù)。
吸收法油氣回收方法即通過油氣—空氣混合氣與吸收劑接觸，根據(jù)不同組分在吸收劑中的溶解度不同，即油氣組分溶解于該吸收劑形成溶液（富吸收劑），不能溶解的空氣組分則保留在氣相中，于是原混合氣體的組分得以分離。常用的吸收劑有：汽油、煤油系溶劑、輕柴油、冷乙二醇溶液、特制有機溶劑等。用煤油、輕柴油作為吸收劑，吸收回收率低（低于90％），且在常溫常壓下難以解吸再生，故無法視為獨立成套的回收技術(shù)，現(xiàn)回收裝置多應(yīng)用專用吸收劑。
4.3.3 常見的油氣回收技術(shù)
吸收法對于處理高濃度、大流量的油氣有明顯的優(yōu)勢，回收效果的好壞主要取決與吸收劑，如要控制吸收法回收系統(tǒng)尾氣中油氣濃度在很低的水平，吸收塔的高度可能很高，從而增加了投資及運行費用。
（2）吸附法油氣回收技術(shù)
吸附法油氣回收方法是利用油氣—空氣混合氣中各組分與吸附劑之間結(jié)合力強弱的差別，使難吸附的空氣組分與易吸附的油氣組分分離。
目前常用活性炭及其改性物（如活性炭纖維）來吸附油氣。
4.3.3 常見的油氣回收技術(shù)
 活性炭吸附式油氣回收設(shè)備存在的問題：
吸附熱效應(yīng)帶來一系列潛在的安全隱患。不但危及吸附操作安全。并且油氣中高含烯烴等不飽和烴及硫等雜質(zhì)易發(fā)生氧化、炭化、焦化、聚合，降低活性炭活性吸附表面積，影響使用壽命。
活性炭使用壽命短，更換費用高，更換下來的活性炭將帶來“三廢”問題。
活性炭的吸附分離的最大優(yōu)點是可以使尾氣排放濃度控制在較低的指標(biāo)內(nèi)。因此，從油氣分離回收技術(shù)的發(fā)展方向及尾氣排放指標(biāo)日趨嚴(yán)格等方面來看，對于大處理量、高濃度的進料氣，油氣吸附分離回收方法今后將主要用作其它分離方法（如吸收法、膜分離法、冷凝法）的最后把關(guān)（輔助）服務(wù)。

4.3.3 常見的油氣回收技術(shù)
 （3）冷凝法油氣回收技術(shù) 
     冷凝操作可以用增加壓力或降低溫度（除去熱量）的方法來完成。純冷凝法是利用制冷劑通過熱交換器進行冷凝，可直接回收到油品，無二次污染，但因操作溫度低，設(shè)備投資和運行成本相對都很高。根據(jù)不同的VOC，單一冷凝方法所需要的深低溫要在-40~-95℃以下，裝置較復(fù)雜，而不回收VOC時也在連續(xù)運行，故投資成本和運行費用都很高，一般用于油氣回收的初期處理。

4.3.3 常見的油氣回收技術(shù)
（4）膜分離法油氣回收技術(shù) 
     膜分離技術(shù)是在20世紀(jì)初出現(xiàn)、20世紀(jì)60年代后迅速崛起并引起各國竟相研究開發(fā)的一門現(xiàn)代化工分離技術(shù)。其原理就是根據(jù)混合氣中各組分在壓力的推動下透過膜的傳遞速率不同，從而達到分離目的。對不同結(jié)構(gòu)的膜，氣體通過膜的傳遞擴散方式不同，因而分離機理也不同。
     膜分離法油氣回收技術(shù)作為一門新技術(shù)，正處于研究開發(fā)中，尤其對高性能的膜材料開發(fā)研制。目前，國內(nèi)外有用有機膜來分離回收油氣，但膜使用壽命短，投資及運行費用較大。
4.3.4復(fù)合集成技術(shù)
     回收裝置進口的油氣含量由生產(chǎn)實際決定，因此要達到很高的回收率和很低的尾氣排放濃度，僅靠單一回收方法來實現(xiàn)，將對設(shè)備性能提出非常嚴(yán)格的要求，綜合經(jīng)濟效益反而下降。為適應(yīng)日益嚴(yán)格的環(huán)保指標(biāo)，可采用不同回收方法相結(jié)合的集成技術(shù)，取得優(yōu)勢互補。最常見的有：
（1）吸收+吸附集成回收技術(shù)：集成了吸收法和吸附法兩種回收技術(shù)，優(yōu)勢互補。本技術(shù)為在已開發(fā)的常溫常壓吸收法油氣回收技術(shù)的基礎(chǔ)上，充分利用吸收、吸附油氣回收的優(yōu)勢，提升整體技術(shù)水平，其油氣回收率可大于95%，社會效益、經(jīng)濟效益效益顯著。該技術(shù)特別適用于油庫、煉廠等大中型企業(yè)油品裝卸場所，回收的富油能直接回用的油氣回收系統(tǒng)中。
4.3.4復(fù)合集成技術(shù)
（2）冷凝+吸附集成技術(shù)：集成了冷凝法和吸附法兩種回收技術(shù)，即避免了單純冷凝技術(shù)由于低溫冷凝而引起的成本劇增，又可避免吸附法由于吸附高濃度油氣而產(chǎn)生的安全隱患，同時發(fā)揮冷凝法在冷凝高濃度油氣方面的安全、高效的優(yōu)勢以及吸附法在吸附低濃度油氣時可以將油氣濃度控制在很低范圍的優(yōu)勢，將冷凝段溫度設(shè)計為-50℃，大部分油氣在冷凝段即被冷凝回收，剩余油氣由吸附段進行深度吸附回收。該技術(shù)特別適用于加油站等中小規(guī)企業(yè)的油品裝卸場所的油氣回收，也可用于各種油庫、煉油廠等各種油氣排放的場所。
附：常用的油氣回收裝置的綜合評價表
5. 油氣儲運綜合實驗平臺 
5.1油氣儲運省級實驗中心介紹
江蘇工業(yè)學(xué)院油氣儲運實驗中心始創(chuàng)于1986年。
2002年油氣儲運專業(yè)學(xué)科已被評為江蘇省重點建設(shè)學(xué)科，江蘇省優(yōu)先發(fā)展學(xué)科專業(yè)。
2003年油氣儲運學(xué)科專業(yè)點被國務(wù)院學(xué)位辦批準(zhǔn)為碩士學(xué)位授權(quán)點。
2003年11月被批準(zhǔn)為江蘇省特色專業(yè)點。
2005年被批準(zhǔn)為江蘇省重點實驗室。
2009年6月被批準(zhǔn)為江蘇省實驗教學(xué)示范中心。
5.2 油氣儲運實驗中心的組成結(jié)構(gòu)
5.3 油氣儲運實驗平臺介紹 
（1）裝置簡介
        管道輸送是原油和成品油最重要的輸送方式，也是油氣儲運學(xué)科最主要的研究領(lǐng)域。油品儲運管道輸送實驗平臺建成于2004年，設(shè)備總值182萬多元，是財政部專款投資，自行開發(fā)設(shè)計的大型綜合性實驗系統(tǒng)，是中央與地方共建的主要部分，是目前國內(nèi)油品儲運實驗研究中管道最長、規(guī)模最大、自動化程度最高、具有仿真模擬功能的實驗裝置。
        
5.3.1 油品儲運管道輸送實驗平臺
5.3.1 油品儲運管道輸送實驗平臺
（2）裝置的基本組成      
      油品儲運管道輸送實驗平臺由罐區(qū)、泵房、工藝管線、閥組、測控儀表、DCS控制系統(tǒng)及工作站等組成。 
主要技術(shù)參數(shù)：
管線規(guī)格型號：DN65無縫鋼管，總長：2500m。
儲罐主體尺寸：φ1800mm×2500mm，數(shù)量：4只。
單泵額定流量：25m3/h，揚程：50m，數(shù)量：8只
控制系統(tǒng)：DCS
整個系統(tǒng)，管道全線總長2500m，占地1300m2，沿線設(shè)置了4個泵站，每個泵站有2臺離心泵、1座儲罐和工藝管道等，2臺泵可以單泵運行完成輸送任務(wù)，也可以雙泵串聯(lián)或并聯(lián)工作來提高輸送能力。各站可以實現(xiàn)站內(nèi)循環(huán)和外輸兩種不同工藝，在外輸工藝中可以實現(xiàn)“從罐到罐”、“旁接油罐”、“從泵到泵”三種基本輸送方式。
5.3.1 油品儲運管道輸送實驗平臺
    （3）裝置的工藝流程
在整個輸送系統(tǒng)中，四個泵站和工藝管路組成一個循環(huán)系統(tǒng)，每個泵站既可以作為首站，也可以作為末站或中間站，可實現(xiàn)五種基本流程：
接收來油：來油→進站→計量→閥組→儲罐。
站內(nèi)循環(huán)或倒罐：儲罐→泵→流量計→閥組→儲罐。
正輸：儲罐或上站來油→閥組→泵→流量計→閥組→輸油管線→下站。
反輸：儲罐或下站來油→閥組→泵→流量計→閥組→輸油管線→上站。
越站：全越站：上站→旁接管→下站。
壓力越站：上站→閥組→流量計→閥組→輸油管線→下站。

5.3.1 油品儲運管道輸送實驗平臺
  （4）實驗技術(shù)與方法
通過DCS系統(tǒng)可以對管道輸送系統(tǒng)的運行進行全面控制，也可以通過手動進行運行控制。
通過手動或自動（在DCS系統(tǒng)自帶組態(tài)軟件進行組態(tài)實現(xiàn)）調(diào)節(jié)泵房和管線上不同閥門的開啟狀態(tài)，來改變整個輸送管道的輸送工藝。
通過泵的啟動運行，提供管道輸送的能量，實現(xiàn)某一輸送工藝的輸送過程。
通過手動或自動改變泵出口調(diào)節(jié)閥的開度，來改變輸送管道中的流量，從而改變系統(tǒng)工況，改變和影響系統(tǒng)的工作點。
5.3.1 油品儲運管道輸送實驗平臺
通過變頻器改變供電頻率來改變泵的轉(zhuǎn)速，從而改變改變輸送管道中的流量，從而改變系統(tǒng)工況，改變和影響系統(tǒng)的工作點。
通過調(diào)節(jié)泄漏閥的開度，來觀察和記錄管道輸送工藝參數(shù)的變化，分析變化規(guī)律，尋找出輸送參數(shù)的變化與漏點距離的關(guān)系。
通過現(xiàn)場人工讀取，手工記錄或者通過DCS系統(tǒng)的工程師站定時記錄和儲存各運行參數(shù)（Q、H、N、F、N、T、Z、P…），來觀察分析輸送系統(tǒng)的工作情況和變化規(guī)律。

（3）裝置圖片
5.3.2  油氣回收實驗平臺 
    （1）簡介
油庫是接收、儲存、輸轉(zhuǎn)和供應(yīng)石油及石油產(chǎn)品的專業(yè)性倉庫。油品的裝卸作業(yè)是油庫生產(chǎn)的主要工藝，油庫的節(jié)能降耗、安全防護是油庫管理的重要工作。
石油、石化、油漆（涂料）、交通等領(lǐng)域由于汽油等輕質(zhì)油品在生產(chǎn)、儲存、運輸、銷售、使用等過程中極易揮發(fā)而產(chǎn)生嚴(yán)重的油品損耗，這種油品大量蒸發(fā)直接排放不僅造成嚴(yán)重的數(shù)量損失和質(zhì)量下降而帶來了重大的經(jīng)濟損失，而且嚴(yán)重地污染了大氣環(huán)境，并留下重大的火災(zāi)隱患。因此，了解并防止和控制油品蒸發(fā)損耗一直是石油儲運和環(huán)境保護工作者一個十分重要而又艱巨的任務(wù)。
5.3.2  油氣回收實驗平臺
   （2）用途和組成
油品蒸發(fā)損耗與油氣回收實驗平臺是在我院自行開發(fā)、設(shè)計的大型綜合性測試平臺。該實驗平臺可實現(xiàn)油品的裝車和卸車的工藝操作和實際作業(yè)。可以進行油品蒸發(fā)損耗的測定和研究，同時也可對蒸發(fā)排放油氣進行回收處理，進而學(xué)習(xí)和掌握油庫的各種工藝操作和過程，研究并探討油品儲存、裝卸過程中油品損耗及油氣回收的特性和規(guī)律，為科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。
整套裝置主要由空氣壓縮機，儲油罐，油槽車、吸收塔、吸附塔、回收塔、解吸臥罐、機泵管路和電氣控制柜以及測量儀器儀表等組成。
5.3.2  油氣回收實驗平臺
      （3）工藝流程
5.3.2  油氣回收實驗平臺
     （4）原理和功能
油品損耗及油氣回收實驗平臺按實驗功能可分為：油品蒸發(fā)損耗部分和油氣回收兩部分。油氣回收部分包括吸附法和吸收法兩種工藝路線。
油品損耗部分主要用來模擬油品儲運過程大、小呼吸蒸發(fā)損耗并測試有關(guān)熱力學(xué)參數(shù)和相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，了解認(rèn)識油品大、小呼吸蒸發(fā)損耗及其變化規(guī)律。
油氣回收部分主要是利用最新科研成果和技術(shù)，可用來觀測油品蒸發(fā)排放混合氣回收工藝并實測油氣回收前后混合氣流量、溫度、壓力變化，吸附劑的吸附特性及規(guī)律研究，吸收劑噴淋密度、解吸真空度變化，以及各環(huán)節(jié)油氣濃度變化規(guī)律等等，從而可測算出油氣回收率并可作進一步技術(shù)經(jīng)濟評價，了解認(rèn)識油氣回收工藝（技術(shù)）及其重要性。
5.3.2  油氣回收實驗平臺
      1）油品蒸發(fā)損耗部分
   a、實驗方法
       油品蒸發(fā)損耗主要有小呼吸損耗和大呼吸損耗兩種形式。小呼吸損耗是油罐靜止儲油時，由于罐內(nèi)氣體空間溫度和油氣濃度的晝夜變化而引起的損耗即油罐的靜儲損耗。大呼吸損耗是在油品的收發(fā)作業(yè)中由于液面高度的變化而造成的油品損耗即油罐動液面損耗。影響油品蒸發(fā)損耗的主要因素有：液面的蒸氣壓，儲罐的溫度及其變化幅度，儲罐的留空高度及直徑，油罐的進出油料的程序及時間安排，儲罐的氣密狀況和儲罐類型等。
      本實驗是在實驗室內(nèi)對油槽車進行的系列測定。用熱電阻溫度計測定罐內(nèi)溫度場分布規(guī)律；用氣相色譜儀測定罐內(nèi)氣體空間不同位置呼出的混合氣中油蒸氣濃度而確定其分布規(guī)律；用玻璃液位計觀察測量罐內(nèi)油品的液位；用U型管差壓計測定罐內(nèi)外壓差；用氣體流量計測定油罐排放氣體體積（流量），同時并測定環(huán)境溫度和大氣壓，油品密度和蒸氣壓。
5.3.2  油氣回收實驗平臺
    b、油槽車結(jié)構(gòu)和檢測點分布
   油槽車裝油過程可選擇上、中、下3種不同的進油方式進油，用來測量和分析溫度場和濃度和呼吸量的變化規(guī)律；在油槽車內(nèi)不同位置布置5個測溫點以觀察罐內(nèi)溫度場分布變化規(guī)律；在油槽車內(nèi)不同位置布置5個取樣點來觀察罐內(nèi)濃度場分布變化規(guī)律。

5.3.2  油氣回收實驗平臺
  c、蒸發(fā)損耗的測定過程
油品小呼吸蒸發(fā)損耗是通過常溫或升溫，觀察給定裝滿系數(shù)下油槽車內(nèi)氣體空間溫度及壓力變化、油氣混合氣排放量及其濃度，從而測算出油品小呼吸損耗量。
油品大呼吸蒸發(fā)損耗通過常溫常壓下對油槽車進行裝卸油作業(yè)，觀察裝卸油過程油氣濃度及混合氣排放量變化規(guī)律，從而可測算出油品大呼吸損耗量。
5.3.2  油氣回收實驗平臺
d、可開展的試驗項目
油槽車溫度場分布（變化規(guī)律）的測定；
油槽車氣體空間油蒸氣分布（變化規(guī)律）的測定；
大、小呼吸混合排放流量變化規(guī)律的測定；
油罐大、小呼吸損耗量的測定；
油罐大、小呼吸放氣流量與進油流量關(guān)系的測定油罐裝滿系數(shù)與油罐小呼吸損耗量之間關(guān)系的測定；
油罐大、小呼吸損耗量與各有關(guān)影響因素的關(guān)聯(lián)及相關(guān)程度（相關(guān)系數(shù)）的測定等。
5.3.2  油氣回收實驗平臺
       2）油氣回收實驗部分
油氣回收測試主要是利用最新科研成果和技術(shù)，可用來觀測油品蒸發(fā)排放混合氣回收工藝并實測油氣回收前后混合氣流量、溫度、壓力變化，吸附劑的吸附特性及規(guī)律研究，吸收劑噴淋密度、解吸真空度變化，以及各環(huán)節(jié)油氣濃度變化規(guī)律，從而可測算出油氣回收率并可作進一步技術(shù)經(jīng)濟評價。
本裝置設(shè)置的回收方式有活性炭吸附法和常溫常壓吸收法兩種技術(shù)與工藝可供實驗單獨選擇或聯(lián)合運行，并進行不同方面的性能測試和綜合評價。
    
5.3.2  油氣回收實驗平臺
   a、吸附法回收油氣系統(tǒng)
   空壓機向油罐吹氣鼓泡，人為地制造出設(shè)定流量、濃度的空氣和油蒸氣混合氣，從吸附塔底部引到塔內(nèi)經(jīng)活性炭吸附后，尾氣從塔頂排入大氣。當(dāng)吸附塔吸附的吸附能力趨于飽和或者尾氣的油氣濃度接近或超過排放標(biāo)準(zhǔn)時，進行工藝切換該為真空解吸工藝，進行吸附劑的再生，解吸出的高濃度油蒸氣進入回收塔被液態(tài)汽油本體所吸收，從而實現(xiàn)油蒸氣的回收。解吸后的吸附塔可以重新進行油氣的吸收。
 
5.3.2  油氣回收實驗平臺
    b、吸收法回收油氣系統(tǒng)
     空壓機向油罐吹氣鼓泡，人為地制造出設(shè)定流量、濃度的空氣和油蒸氣混合氣，引入到吸收塔進行吸收回收?；旌蠚鈴奈账撞窟M入，而來自臥式解吸罐的新鮮吸收劑從吸收塔上部進入并向下噴淋來吸收油蒸氣，不能被吸收的符合排放要求的空氣則從吸收塔頂部直接排入大氣。吸收油蒸氣后的吸收劑流入臥式解吸罐而被水環(huán)真空泵真空薄膜閃蒸解吸。真空泵出口高濃度油蒸氣進入回收塔被液態(tài)汽油本體所吸收，從而實現(xiàn)油蒸氣的回收?；厥账杏胁糠治幢晃盏挠驼魵夂涂諝饣旌蠚馕矚鈩t重新進入吸收塔而被循環(huán)吸收。整個回收過程可分為三部分：吸收→解吸→回收。
5.3.2  油氣回收實驗平臺-裝置照片
5.3.3 多相流實驗平臺
   （1）多相流
流體按相態(tài)可以分為氣、液、固三相。
單獨一種流體的流動叫單相流。
兩種或兩種以上的流體同時流動叫兩相流或多相流。
兩種互不相溶的液體混合在一起的流動也稱兩相流。
兩相流或多相流的種類有：氣-液、氣—固、液-液、液—固、氣-液-固、氣-液-液等。例如：氣-水、油-水、油-氣-水、水-泥-沙等等。
輸送兩相或多相流體的管路叫兩相或多相混輸管路。
5.3.3 多相流實驗平臺
   （2）研究意義
在油田礦場條件下，混輸管路在經(jīng)濟上往往優(yōu)于用兩條管路分別輸送輸量不大的原油和天然氣，因而在油田的地面集輸系統(tǒng)中，混輸管路的應(yīng)用日益廣泛。
在某些特定環(huán)境下，混輸管路更有單相管路不可比擬的優(yōu)點，例如，在不便于安裝油氣分離、初加工設(shè)備的地區(qū)（城市地區(qū)、沙漠、湖泊、生態(tài)保護區(qū)、沼澤地等），就必需采用混輸管路把油井所產(chǎn)油氣輸送至附近的工業(yè)區(qū)進行加工。又如近海石油開采、海洋油氣開采中，采用油氣混輸管路就可大大降低降低建造和生產(chǎn)成本。
5.3.3 多相流實驗平臺
  （3）兩相流的典型流型
在單相管路研究中，為了研究流體的特性和規(guī)律，將流體分為層流、紊流。
在氣-液混輸管路研究中，根據(jù)管段內(nèi)氣液比有小到大將兩相流分為7種流型：氣泡流、氣團流、分層流、波浪流、段塞流、環(huán)裝流和彌散流。
5.3.3 多相流實驗平臺
   （4）裝置介紹
多相流實驗平臺是財政部?？钔顿Y，自行設(shè)計，于2006年7月建成投用的大型綜合性實驗平臺，造價65萬元。該平臺由儲罐、輸送設(shè)備、分離設(shè)備、管道、閥門、測量儀表和MCGS控制系統(tǒng)等組成。管道實驗測量段采用旋轉(zhuǎn)支架支撐，可對管道進行不同坡度的傾斜調(diào)節(jié)；并設(shè)有觀察窗和快速切斷閥，便于流型觀察和含液率計量。儲存設(shè)備設(shè)有加熱系統(tǒng)和保溫層，實驗管道設(shè)有電伴熱裝置，可實現(xiàn)溫度的調(diào)節(jié)與控制。其流程如圖所示。
主要技術(shù)參數(shù)：
    實驗管道規(guī)格：Φ32×3  ；管道傾角調(diào)節(jié)范圍：0～15°
    最大輸量：氣：8Nm3/h，水：4m3/h，油：3m3/h
5.3.3 多相流實驗平臺
（5）工藝流程
5.3.3 多相流實驗平臺
            （6）原理、功能
水和空氣分別通過泵和壓縮機引入混合器，流經(jīng)實驗測量段，進入分離器，將空氣分離并排掉，水返回水罐可重復(fù)使用。實驗的氣液比例可以通過閥門進行調(diào)節(jié)，管內(nèi)流型可以通過實驗管段上的玻璃管來進行觀察。實驗管段的壓降可以通過壓力表或者壓力傳感器的數(shù)據(jù)進行測量計算，截面含液率（管內(nèi)放出水的質(zhì)量與管內(nèi)充滿水的質(zhì)量之比）可以通過稱重法來測量計算得到，即通過快速切斷閥，同時快速地關(guān)閉實驗管段兩端閥門，放出并計量截留在管內(nèi)的液體量，并與實驗管段總體積進行比較，從而計算出截面含液率。
本實驗平臺可用于：
油、氣、水兩相或多相混輸水平流動時流型觀測、特性分析和實驗研究。
兩相或多相流，在大落差，不同坡度情況下的流型觀測、特性分析和實驗研究。
油、氣、水分離技術(shù)與油水分離器的研究開發(fā)。
5.3.3 多相流實驗平臺—裝置照片

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