論石油密度的測量及影響要素
論文關(guān)鍵詞：石油 密度測量 影響要素
論文摘要：石油密度的檢測是石油在生產(chǎn)及運輸過(guò)程中的重要質(zhì)量控制手段，只有保證石油產(chǎn)品貿易中的密度計量的準確性，才能更好的維護貿易雙方的合法權益。石油密度有著(zhù)其特殊的測量方法及其特點(diǎn)，本文對此進(jìn)行了探討。
密度是物質(zhì)的一個(gè)重要物理常數，尤其是對有機化合物而言，根據其密度值，可以區分化學(xué)組成類(lèi)似的化合物、鑒定液態(tài)化合物的純度，定量分析單一溶質(zhì)溶液的濃度。而測量石油的密度有各種各樣的方法，但大體分為兩大方面，即：一是導源密度基本原理公式的直接測量法；二是利用密度量與某些物理量關(guān)系的間接測量法。本文主要是間接測量法，間接測量法種類(lèi)很多，較為成熟的方法有：振蕩管式密度計、浮子法、防爆超聲波密度儀、靜壓法、γ射線(xiàn)法、雙法蘭式差壓變送器法以及浸沒(méi)式金屬浮子數顯密度計等。
1石油產(chǎn)品的密度檢測
石油產(chǎn)品液體密度檢測應用的標準方法為GB/T1884－2000，其基本理論依據是阿基米德定律。盡管基本原理相同，但由于儀器技術(shù)手段不同，適用范圍不同，又有很多不同的測定方法。
1.1振蕩管式密度計
振蕩管密度計的敏感元件是管式彈性體（振子）。當被測介質(zhì)流經(jīng)密度計時(shí)，振子的自由震動(dòng)頻率隨介質(zhì)的密度而變化。當液體密度增大時(shí)，振動(dòng)頻率下降。反之，當液體密度減
小，振動(dòng)頻率增加。因此，通過(guò)測量振子振動(dòng)頻率的變化，就可以間接的測量液體的密度。這種密度計測量的密度的范圍在0～3 000 kg/m3，產(chǎn)品測量精度可達±0.15 kg/m3。與傳統的玻璃浮子密度計的測量方式比較，具有樣品用量少、結果準確、重復性好、沒(méi)有人為的讀數誤差的優(yōu)點(diǎn)。但是其價(jià)格昂貴，加上控溫和自動(dòng)清洗系統，一般費用約3萬(wàn)美元以上。
1.2浮子法
本方法通過(guò)將浸在液體中的浮子位移和浮力變化，變換成各種電或機械檢測信號來(lái)測量液體密度。依據浮子浸在液體中的情況又可分為漂浮式和全浸式，其中漂浮式受環(huán)境溫度影響較大，精度、靈敏度較低。全浸式的浮子全部浸入被測液體，當液體密度改變時(shí)，浮子受到的浮力隨之改變。全浸式較漂浮式受液體表面張力的影響小，浮子又位于溫度比較穩定的待測液體中，測量精度較高�，F使用的全浸浮子式密度計在應用中存在的主要問(wèn)題是：①實(shí)時(shí)性差。②測量精度對油品流速敏感。加油和發(fā)油過(guò)程中管道中油品流速快，沒(méi)有一定的防護措施，浮子將處于極不穩定的抖動(dòng)狀態(tài)，難以準確讀數和采集信號。③會(huì )出現冒油現象。
1.3防爆超聲波密度儀測量原理
該儀器利用超聲波在不同介質(zhì)中傳播速度不同這一原理，通過(guò)超聲波換能器在測量室內發(fā)射及接受超聲波，然后檢測超聲波脈沖通過(guò)規定的聲程（超聲波傳播距離）所消耗的時(shí)間，最終通過(guò)預先確定的相關(guān)方程計算出油品的相應密度值。超聲波測量方法有很多其他方法不可比擬的優(yōu)點(diǎn)：①測量精度高；②響應時(shí)間短，可以方便實(shí)現無(wú)滯后的實(shí)時(shí)測量；③非接觸測量，性能穩定可靠，對液體的物理化學(xué)性質(zhì)的適應極強，如不怕酸堿等強腐蝕性液體等。
1.4靜壓法
由于一定高度待測液柱的靜壓力與其密度成正比，通過(guò)對液柱的靜壓力的測量，就可以求出待測液體的密度，這是靜壓法的基本思想。常用的靜壓法密度計有固定液位的膜片式密度計和連續吹氣的液體靜力式密度計兩種。采用靜壓法測量液體密度計的優(yōu)點(diǎn)在于：①儀器的可動(dòng)部分不必浸入液體，所以可用它測量黏度大的和被空氣飽和的液體，而且這種測量無(wú)論對于打開(kāi)的儲槽或封閉的儲槽都是有用的；②儀器的示值與液體的流速和表面張力無(wú)關(guān)。這類(lèi)密度計在加油、發(fā)油中應用的主要問(wèn)題有：其一，如果滿(mǎn)足計量精度要求，其液柱要求很高，使其體積龐大且笨重；其二，密度測量受儀器結構影響較大，測量誤差較大；其三，采用指針記錄，刻度標定有困難。
1.5γ射線(xiàn)法
γ射線(xiàn)法是一種非接觸的密度測量方法，它的敏感元件不放在被測介質(zhì)中，而是利用介質(zhì)對射線(xiàn)輻射的吸收作用來(lái)測量密度。因γ射線(xiàn)有很強的穿透能力，所以工業(yè)上用于密度測量的射線(xiàn)法密度計大多采用γ射線(xiàn)，主要適用于浸蝕性和高黏度的液體的密度測量。γ射線(xiàn)法測量密度的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、精度高、抗干擾能力強。其缺點(diǎn)是使用射線(xiàn)性物質(zhì)，使用場(chǎng)合受限制，一般不能安裝在人員常出現的現場(chǎng)加油、收發(fā)油系統中。
1.6浸沒(méi)式金屬浮子數顯密度計
浸沒(méi)式金屬浮子數顯密度計原理是浸在液體里的金屬浮子受到被測樣品的浮力，通過(guò)高靈敏傳感器，經(jīng)過(guò)有效換算，可在顯示屏上直接顯示被測液體的密度值，另一傳感探頭同時(shí)測定樣品的溫度。其原理和玻璃浮子密度計相同。該密度計主要有以下特點(diǎn)：①無(wú)人員操作誤差。由于是數字顯示，消除了人眼讀數帶來(lái)的誤差；②量程寬，不需要更換浮子即可完成樣品的測量，玻璃浮子密度計是由10根不同量程的密度計組成的；③攜帶方面，不易損壞；④精度高，分析測定速度快。
2溫度對石油密度測量的影響
我們知道密度計的工作原理是基于阿基米德定律，就是密度計在液體中平衡時(shí)，密度計所排開(kāi)的液體重量等于密度計本身的重量。漂浮在液體中的密度計是根據它所浸沒(méi)的體積（或者說(shuō)刻度位置）知其液體密度的，而實(shí)際使用中的密度計是在標準溫度（20 ℃）下刻劃的。在實(shí)際工作中，特別是在生產(chǎn)現場(chǎng)用密度計測量，被測液體的溫度有相當的變動(dòng)范圍，這時(shí)的密度計的體積已不是它標準溫度下的體積，因此，在密度計刻度上所得到的數值也不是測定溫度下液體的實(shí)際密度值，這只能稱(chēng)為密度計示值，要從密度計示值得到在測定溫度下液體的實(shí)際密度，就必須對密度計示值加以溫度影響的修正。如果不作溫度的修正，會(huì )因密度的原因給消費者造成損失；同樣的道理，如果高于標準溫度而不作溫度修正，就會(huì )給企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟損失。
在石油產(chǎn)品密度測量工作中，由于溫度的修正工作很重要，因此在使用密度計時(shí)，為了使密度計能夠反映被測石油產(chǎn)品真實(shí)密度，必須要進(jìn)行溫度修正。有密度換算表的一定要查密度換算表，沒(méi)有密度換算表的一定要進(jìn)行溫度修正計算，只有這樣，才能保證石油產(chǎn)品貿易中的密度計量的準確性，維護貿易雙方的合法權益。
3對毛細常數的修正
在檢定玻璃浮計工作中發(fā)現這樣的情況：有些人認為檢定石油密度計時(shí)，在酒精水溶液這一段，毛細常數影響量不大，可以不做毛細常數修正。但事實(shí)上并不盡然。筆者做了統計計算，發(fā)現在不同范圍，毛細常數修正影響量是不一致的。二等石油密度計和工作用石油密度計的毛細常數修正影響量也是不一致的。檢定工作中一定要加以重視。
毛細現象是將玻璃浮計浸入液體中時(shí)，與其液面接觸處液體表層發(fā)生某種彎曲，環(huán)繞著(zhù)浮計干管周?chē)纬梢后w上升現象，這是由于存在于液體中的表面壓力和表面張力的作用。不同液體，毛細作用常數是不一樣的。當同一玻璃浮計浸沒(méi)于相同密度但毛細作用常數不同的兩種液體中，浮計讀數是不一樣的。因此。在檢定工作中，進(jìn)行毛細常數修正是基于檢定用液與實(shí)際使用溶液不一致的原因，將玻璃浮計修正到實(shí)際使用液。對于石油密度計而言，在（0.81～0.95）g/cm3這一段，檢定時(shí)是用酒精水溶液，而實(shí)際使用時(shí)是在石油產(chǎn)品混合液中，因此，要將毛細常數修正到石油產(chǎn)品混合液，在（0.96～1.01）g/m3這一段，檢定時(shí)是用硫酸氫乙酯溶液，而實(shí)際使用的是石油產(chǎn)品混合液，因此也要將毛細常數修正到石油產(chǎn)品混合液中。
4結束語(yǔ)
總之，密度是原油的一項最基本而重要的性質(zhì)參數，與各類(lèi)油品的計量、管輸、貿易結算均有重要的聯(lián)系，因而無(wú)論從技術(shù)還是從經(jīng)濟方面來(lái)看，對油品的密度測量方法進(jìn)行探討是十分有必要的。
參考文獻
1 孫建紅、楊璐.諧振式燃油密度測量系統中振動(dòng)筒的頻率特性分析［J］.南京理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2008（01）
2 劉煒松.原油水分和密度測定誤差分析［J］.遼寧化工，2010（05）
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