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摘要：石油产品的检测过程具有复杂性的特点，为满足实际生产需要，检测仪器设备智能化成为一种必然的发展趋势。基于此点，本文从石油凝点/倾点传统测定方法的不足分析入手，论述了石油倾点/凝点自动测试方法。期望通过本文的研究能够对石油产品检测工作效率的提升有所帮助。
关键词：石油；倾点/凝点；自动测试
1石油凝点/倾点传统测定方法的不足
我国现行的GT/B510标准对石油产品的凝点进行了如下定义：规定条件下油品试样冷却至停止流动时的最高温度，即石油凝点。同时，该标准中还给出石油凝点的测定方法，具体步骤如下：先在50℃的条件下，对试管中的试样处理，时间控制在20min，随后在该温度下对三个凝点试管进行预热，再插入到水浴中静置3-5min左右，将处理好的试样平稳倒入试管，使之达到两条刻度线之间，用带有温度计的橡皮塞盖上试管，对试管进行编号，分为1#、2#和3#。装好试样的试管，放入到降温水箱内的试管套中，当试样温度降至预计凝点以上8度时，将1#试管从降温水箱内取出进行观察，看是否凝固。
石油凝点的判断方法如下：将装有试样的凝点试管以水平的方式置于试验台上，如果在5s以内，液面出现明显的流动迹象，则说明并未凝固，此时可将试管重新放回到降温水箱当中，然后每隔2度观察一次。当1#试管内的试样达到凝固状态后，将3#试管取出，看是否凝固，若是凝固，则整个试验过程失败，必须重新进行试验，并提高预计凝点。如果3#试管中的试样未达到凝固状态，则可每隔1度观察一次，直至其凝固为止。最后，对2#试管进行观察，即试验过程中尽量不要动2#试管。将原油刚凝时的温度与上一次未凝时的温度相加后取平均值，据此对试样的凝点进行估计。
由上述测试过程可知，标准中给出的这种方法虽然能够对石油的凝点进行测定，但经过大量的实践操作后发现，该测定方法的操作步骤较为繁琐，由于是人为操作，从而使得影响试验结果的因素较多，分析时间也相对较长，并且不具备重复性。
2石油倾点/凝点自动测试方法
为弥补传统石油凝点测定方法的不足，本文开发一套自动测试装置，其除了能够对试样进行快速测定之外，还能完成综合分析，装置上带有RS485接口，可将测试所得的数据传给计算机，为提高检测工作效率，装置开发时，采用Modbus—RTU通讯协议，从而实现了一机对多机的通讯功能。通过上位机可实现对测试装置的远程管理。
2.1测试系统的构成
本文开发的倾点/凝点测试系统的控制核心是微处理器，显示器件为真彩触摸液晶显示器，具有中英文双语菜单，仪器控制自检和参数保存记忆等功能。通过该系统对石油进行倾点/凝点测试，整个试验过程全部能够实现智能化和自动化，并且还能对试验结果进行自动打印，系统能对100项分析结果进行记忆。本文所开发的系统，可以配合石油分析仪器综合管理平台使用，通过RS485接口和通信协议，可实现一机对多机通讯，利用上位机能够远程操作仪器的启动和检验过程，避免有毒有害物质检测过程对操作人员身体健康的危害。
2.2系统软件
软件是本系统的核心部分，具体包括以下几个模块：
2.2.1温度及差压数据采集模块。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该模块能够接收由信号处理回路传送的A/D数据，并将数据转换为国际单位制下的实际物理量，可对温压时间曲线数组数据进行实时存储。
2.2.2制冷及微压控制模块。该模块能够按照温度及差压采样数据，对测试过程中的制冷温度进行控制。同时，该模块还能对电磁阀及微压泵进行控制。
2.2.3显示及触控模块。该模块能够提供人性化的液晶显示及操控界面，对温度及相关的操作信息进行实时显示，如提示信息、报警信息等等。
2.2.4通讯模块。为确保数据通讯的实时性，本系统采用Modbus—RTU通讯协议，实现一机对多机通讯。
2.2.5数据处理与分析模块。在石油凝点/倾点测试中，需要对曲线数据进行处理和分析，在系统开发时，采用定积分法对每组曲线数组的面积进行求取，与凝点/倾点经验数据进行比对，据此获取相近的曲线数组，对试样的凝点/倾点进行确立。
2.2.6打印及存储模块。该模块主要负责对检验记录进行打印，可对100项分析结果进行记忆，便于查阅。
2.3测试过程分析
油品的凝固实质上就是整体失去了流动性，并不是真正变为固体。下面以石油的凝点为例，对自动测试过程进行分析。
利用带有温度补偿的差压传感器对试样的液位变化进行检测，平均质点的差压变化量 约为 *g*H/2，其中 代表试样密度；g代表重力加速度（9.78m/ ）；H代表试样高度。按照压力换算关系，可以对运算过程进行简化：绝缘油5mm平均差压变化 约为9.8*0.895*5=43.855pa。使用差压传感器对试样的凝点进行测试的过程中，试样流动时，试管内的空气压力基本不会对 产生影响。因玻璃试管的侧壁上无法安装差压传感器，故此需要将试管小型化和金属化，并用微压气体进行间歇施压，从而替代试管的倾斜过程。随后控制制冷温度，将试样全部凝固，温度每升高0.1℃，使用微压气体进行施压，并通过A/D对差压变化量进行采集，直至试样从原本的凝固状态彻底液化为止，由此会得到一系列的差压变化量/时间及温度曲线。通过软件采用定积分法，对每组曲线的面积进行求取，并与凝点的经验数据进行比对，得到最相近的曲线数据，进而确立试样的凝点。在对大量的样品进行对比实验后发现，本文开发的自动测试系统，不但测试速度快，而且重复性方面也要优于相关规范的要求，可见，该系统在石油凝点/倾点测试中具有良好的适用性。
结论：
综上所述，为提高石油产品倾点/凝点的检测速度，本文开发一款自动化测试系统，经过验证，该系统的重复性符合国家标准的规定要求，通过软件可对测试过程的温度及差压数据的精准度进行控制。系统的测试速度快，重复性好，结果准确，稳定可靠，操作简单方便，可满足石油产品快速检测分析的需要，具有良好的推广使用价值。
参考文献
[1]孟凡坤,熊刚,宋世远.石油产品低温性能指标检测方法的现状及发展[J].化学工程师,2018(4):34-35.
[2]余映枫,陈时远,陈丽萍,邓小媞.自动压力脉冲法测定液压油倾点的影响因素研究[J].广东化工,2017(8):78-79.
[3]达永娥.不同检测设备对倾点测定结果影响的探讨[J].润滑油,2017(6):76-77.
[4]周志琴.浅谈原油凝点测定影响因素[J].化工管理,2016(7):87-88.
论文作者:徐怿 彭波,马垚,房崇峰,滕云学 张钊,王瑜,刘雅
论文发表刊物:《科技新时代》2018年11期
论文发表时间:2019/1/11
标签：试样论文; 试管论文; 石油论文; 测试论文; 温度论文; 模块论文; 过程论文; 《科技新时代》2018年11期论文;