昌吉石油仪器测定石油产品微量残炭
导读:昌吉分析石油产品微量残炭测定仪的工作原理，参考相应的国家技术规范，建立石油产品微量残炭测定仪的校准方法，提出了示值误差、重复性等校准项目。采用残炭值为 2.03% 的油品残
来源：未知
发布日期：2020-03-28 10:05【大 中 小】
胶质、沥青质及多环芳烃等是石油产品中形成 残炭的主要物质。当油品中含硫、氮、氧化合物较多 时，残炭值较大，因此残炭值是石油产品中胶质、不 稳定化合物和多环芳烃含量的间接指标 。油品残 炭不仅反映油品结焦的倾向性，而且能够直接或间 接反映重油轻质化过程中的产品分布比率和加工损 失，在评定油品质量高低和优化炼油工艺方面具有 重要意义 。通常情况下，烷烃只起分解反应，完 全不参加聚合反应，所以不会形成残炭，因此通过残 炭值可以粗略判断石油产品的精制程度。
上海昌吉石油仪器油品残炭是将油品放入残炭测定仪中，在不通 入空气的条件下，加热使其蒸发和分解，排出燃烧 气体后所剩余的焦黑色残余物 。目前测量残炭值的方法有康氏法 (GB／T 268)、电炉法 (SH／T 170)、兰氏法 (SH／T 160) 和微量法 (GB／T 17144) 等 。康氏法是世界各国普遍采用的标准方法； 电炉法源于苏联，使用的国家较少；兰氏法的残炭 数据因与康氏残炭间只存在近似关系，较少采用； 微量法是近年来国内外普遍采用的一种简便高效 的测定方法。昌吉石油产品微量残炭测定仪因其取样量少、重复性和再现性好、工作效率高、劳动强度 低等优点，在石油化工领域得到广泛应用。然而由 于残炭测定仪加热温度较高，一般需加热至 500℃， 超出普通温度计测量范围，而且石油产品微量残炭 测定仪的炉腔为封闭空间，温度计无法深入炉腔进 行测量，给该仪器的检定或校准带来困难。在石油 产品微量残炭测定仪样品盘中均匀放置的 12 个样 品管，其自带的温度传感探头无法准确感知每个区 域的试验温度，而且温度传感探头拆卸安装困难， 因此使用标准物质对该仪器进行检定或校准能够 体现仪器的整机性能。此外，石油产品微量残炭测 定仪试验过程较长，需要使用电子天平、干燥器等 配套设备和工具，使用标准物质对仪器进行检定或 校准，也能更好地反应方法和人员操作过程中的问 题。油品残炭标准物质研制成功并上市几年来，石 油产品微量残炭测定仪的检定或校准仍无相应的 规程规范，导致该仪器的性能无法评价，量值无法 溯源，测量准确性无法保证。笔者采用残炭值为 2.03% 的油品残炭标准物质对石油产品微量残炭测 定仪进行校准，并对示值误差测定结果的不确定度 进行了评定。
环境温度
10～35℃；相对湿度：不大于 80% ； 供电电压：(220±22) V ；频率：(50±1) Hz ；周围无 强烈震动，无强电、磁场干扰。
仪器
昌吉石油产品微量残炭测定仪，上海 昌吉地质仪器有限公司； 电子天平：I 级，感量为 0.1 mg，瑞士梅特勒 – 托利多公司； 油品残炭标准物质：残炭值为 2.03%，扩展不确 定度为 0.08%(k=2)，编号为 GBW(E) 110097，中国 石化股份有限公司石油化工科学研究院；
不确定度的来源
影响测定结果不确定度的因素包括标准物质 量值的不确定度、称量引入的不确定度、测量环境条 件引入的不确定度、人员操作引入的不确定度、被检 计量器具分辨率引入的不确定度等。 测量过程中环境条件的变化、人员操作以及仪 器分辨率引入的不确定度可以认为体现在测量的重 复性中。
样品称量引入的不确定度分量 u3
用分度为 0.1 mg 的电子天平称取 0.5 g 左右的 油品残炭标准物质，称量引入的不确定度来源有 2 个方面：一是称量变动性，根据历史记录，在 10 g 以 内，变动性标准偏差为 0.000 1 g ；二是计量检定部 门给出的天平示值误差引入的不确定度 ( 按均匀分 布，等于示值最大允许误差绝对值除以 3 )，即 0.5 mg／ 3 =0.000 29 g。将两项合并，得天平称量引入 的不确定度为 0.000 31 g。则样品称量引入的标准 不确定度：u 100% 2.03% 0.0 3% 0 5 0 000 3
合成标准不确定度
以上各不确定度分量互相独立，则 示值误差的合成标准不确定度： u c c X = + 1 2 2 u c X 2 2 2 u u s + +3 2 u4 2 = 0.075% 4.4 扩展不确定度 U=kuc 取 k=2，则 U=0.15%。 从上述各不确定度分量来看，称量引入的不确 定度分量最大，尤其是残渣称量时的不确定度分量， 对合成标准不确定度的贡献最大。因此选择精度合 适、检定合格的电子天平非常重要。另外，重复性也 是不确定度的重要来源，称量、冷却、转移等各个环 节均会影响测量结果，因此对操作人员的熟练程度 和检测水平均有较高要求。在测定时要保证样品管 清洁，样品管的移取一定要用试管钳夹取，避免污 染。称量时，电子天平提前预热稳定，称量要迅速， 避免空气中水分的影响 。在石油产品微量残炭 测定仪校准过程中，考虑到试验时间较长，建议采用 3 次测量的绝对误差和极差法来评价仪器的示值误 差和重复性。残炭值以百分含量表示，相对误差容 易造成认识和计算上的偏差，3 次测量基本能够准 确反映仪器的性能，因此上述校准方法在实际检定 或校准工作中更为实用。
上海昌吉地质仪器有限公司根据石油产品微量残炭测定仪的工作原理，结 合实际测试工作需求，建立了一种针对石油产品微 量残炭测定仪的校准方法，实现了对石油产品微量残炭测定仪示值误差、重复性的综合评价，并对校 准结果进行了不确定度评定。该方法可以准确评 价该类仪器的计量特性，为此类仪器的校准提供参 考。
