4.1 密度测定方法标准比对

4.1.1 概述
原油密度是原油最基本的物理性质,与组成它的烃类的相对分子质量和分子结构有关。在进出口贸易中,密度主要用于船舱、储罐和槽车的计量。目前测定密度的方法从原理上分通常有密度计法、比重瓶法和密度仪法(U形振动管法)。
(1)密度计法
该方法依据阿基米德原理,即液体对浸在其中的物体的浮力,等于被物体所排开的同样体积液体的重力,即密度计所排开的液体重量等于密度计本身的重量,密度计处于平衡状态。将试样倒入计量筒中,放入密度计,使之平衡,读取密度计读数(视密度)和试样温度,用石油计量表把视密度换算成标准密度(20℃和15℃的密度)。该方法特点是操作简便、迅速,是目前检验工作中常采用的方法。
(2)比重瓶法
该方法用于测定相对密度,即:试样与水在相同体积、相同温度下质量的比值。其特点是操作复杂、计算复杂、时间较长,目前工作中较少采用。
(3)密度仪法(U形振动管法)
物体受激而发生振动时,其振动频率或振幅与物体本身的质量有关。如果在物体内充以一定体积的液体样品,则其振动频率或振幅的变化便反映一定体积的样品液体的质量或密度。该方法操作简便、迅速、准确,适用范围广,是目前检验工作中常采用的方法之一。
4.1.2 国内外标准
(1)俄罗斯标准
ГОСТ 3900—85《石油和石油产品 密度测定法》。
ГОСТ 51069—97《石油和石油产品密度、相对密度和API度的密度计测定法》。
(2)中国标准
GB/T 1884—2000《原油和液体石油产品密度实验室测定法(密度计法)》。
GB/T 1885—1998《石油计量表(附润滑油部分、原油部分、产品部分)》。
GB/T 13377—2010《原油和液体或固体石油产品密度或相对密度测定法》。
SH/T 0604—2000《原油和石油产品密度测定法(U形振动管法)》。
(3)国际标准
ISO 91-1—1992《石油计量表 第1部分:以15℃和60℉为参比温度基础的表》。
ISO 91-2—1991《石油计量表 第2部分:以20℃为参比温度基础的表》。
ISO 3675—1998《原油和液体石油产品 密度实验室测定 密度计法》。
ISO 3838—2004《原油和液体或固体石油产品 密度或相对密度的测定 毛细管塞比重瓶和带刻度双毛细管比重瓶法》。
ISO 12185—1996《原油和石油产品 密度的测定 振动的U形管法》。
(4)美国材料和实验协会标准
ASTM D 1250—2008《石油测量表的使用标准指南》。
ASTM D 1298—12b《比重计法测定原油和液态石油产品的密度、相对密度和API燃油密度》。
ASTM D 5002—16《数字密度分析仪用原油密度和相对密度的标准试验方法》。
4.1.3 密度计法比对
4.1.3.1 20℃温度条件下的密度
ГОСТ 3900—85《石油和石油产品 密度测定法》(方法1密度计法)是俄罗斯国家标准ГОСТ P 51858—2002规定出口石油的密度测定方法。与其同类的标准有GB/T 1884—2000《原油和液体石油产品密度实验室测定法(密度计法)》和ISO 3675—1998《原油和液体石油产品 密度实验室测定(密度计法)》,ASTM没有相对应的标准。具体内容详见表4-1。
表4-1 原油密度试验方法标准[密度计法(20℃温度条件下的密度)]比对表


这三项标准的原理和测试方法基本相同,操作步骤相似,均使用玻璃密度计测定原油和液体石油产品20℃温度条件下的密度。
ГОСТ 3900—85标准中引用ISO 3675—1998,含有20℃温度条件下的密度表,在ГОСТ P 51858—2002《原油 一般技术条件》中规定可以使用ISO 91-2—1991《石油计量表第二部分:以20℃为参比标准基础的表》。
GB/T 1884—2000等效采用ISO 3675—2000《原油和液体石油产品 密度实验室测定(密度计法)》,GB/T 1885—1998《石油计量表》等效采用ISO 91-2—1991《石油计量表第二部分:以20℃为标准的密度表》。
4.1.3.2 15℃温度条件下的密度
俄罗斯国家标准ГОСТ P 51069—97《原油和石油产品密度、相对密度和API度的密度计测定法》(等同采用ASTM D 1298—12b)是ГОСТ P 51858—2002中规定使用的密度测定方法,与之同类的标准有ISO 3675—1998《原油和液体石油产品 密度实验室测定(密度计法)》和ASTM D 1298—12b《比重计法测定原油和液态石油产品的密度、相对密度和API燃油密度》,具体内容详见表4-2。
表4-2 原油密度试验方法标准[密度计法(15℃温度条件下的密度)]比对表


表4-3 原油密度试验方法标准(毛细管塞比重瓶和带刻度双毛细管比重瓶法)比对表

表4-4 原油密度试验方法标准(U形振动管法)比对表

这三项标准的原理和测试方法基本相同,均使用玻璃密度计测定原油和液体石油产品15℃温度条件下的密度。
ГОСТ P 51069—97等同采用ASTM D 1298—12b;与ISO 3675—1998在使用原理、密度计和石油计量换算表均相同,操作步骤相似。中国标准中没有用于测定15℃温度条件下密度的方法。
4.1.4 比重瓶法标准比对
与俄罗斯国家标准ГОСТ 3900—85《石油和石油产品 密度测定法》(方法2比重瓶法)同类的标准有我国国家标准GB/T 13377—2010《原油和液体或固体石油产品密度或相对密度测定法(毛细管塞比重瓶和带刻度双毛细管比重瓶法)》和ISO 3838—2004《原油和液体或固体石油产品 密度或相对密度测定法(毛细管塞比重瓶和带刻度双毛细管比重瓶法)》,具体内容详见表4-3。
GB/T 13377—2010参照采用ISO 3838—2004,采用的比重瓶和石油计量换算表均相同。ГОСТ 3900—85方法2与ISO 3838—1983和GB/T 13377—2010在方法原理、适用范围、带刻度双毛细管比重瓶相同,操作步骤相似,但毛细管塞比重瓶不同。
4.1.5 U形振动管法标准比对
该方法没有相应的俄罗斯标准和我国国家标准,我国石油化工行业标准有相应的标准SH/T 0604—2000《原油和石油产品密度测定法(U形振动管法)》,与之同类的标准还有ISO 12185—1996《原油和石油产品 密度的测定 振动的U形管法》和ASTM D 5002—16《数字密度分析仪用原油密度和相对密度的标准试验方法》。
SH/T 0604—2000修改采用ISO 12185—1996;ISO 12185—1996与ASTM D 5002—16在方法原理、操作步骤一样,适用范围、试验温度和取样方式有差异,俄罗斯标准ГОСТ P 51858—2002《石油 一般技术条件》推荐采用ASTM D 5002—1b,具体内容详见表4-4。