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）

   Crude petroleum and Liquid or solid petroleum products-

 Determination or density or relative density-Capillary

      stoppered pyknometer and graduated bicapillary

 pyknometer method

    本标准参照采用国际标准IS0 3838-1983《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)》。

1  主题内容与适用范围

  本标准规定了测定原油和液体或固体石油产品密度或相对密度的方法。

  本标准中毛细管塞比重瓶法适用于测定固体和按GB 8017测定雷德蒸气压不大于50 kPa(0.5bar)的挥发性液体及初馏点不低于40℃的石油产品。

本标准中带刻度双毛细管比重瓶法适用于准确地测定除较粘稠产品和固体产品外的所有液体石油产品，特别适用于测定高挥发性及测定试样量少的样品，本方法只限于测定按GB 8017测定雷德蒸气压不大于130 kPa(l.3 bar)及在测定温度下按GB 265测定运动粘度小于50 mm2/s的液体。

2 引用标准

  GB 265石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法

  GB 1885石油计量换算表

  GB 2538原油试验法

  GB 8017石油产品蒸气压测定法（雷德法）

3 定义

3.1 密度；在规定温度下，单位体积内所含物质的质量数，单位为kg/m3或g/cm3 (g/mL)，用 表示。20℃时的密度称为标准密度，用表示。

3.2 空气中的表观质量：表观质量的值，即空气中称得的质量与标准质量相比，无论对标准质量或所称物体，均未作空气浮力影响的修正。

3.3相对密度：物质在给定温度下的密度与标准温度下标准物质的密度之比值，对石油液体其标准物质是水。

4 方法概要

4.1毛细管塞比重瓶法

    将试样装入比重瓶，恒温至测定温度，称出试样的质量。由这一质量除以在相同温度下预先测得的比重瓶中水的质量（水值）与其密度之比值，即可计算出试样的密度。第9章计算中包括玻璃膨胀和浮力的修正。

4.2带刘度双毛细管比重瓶法

    比重瓶双臂刻度用水校准，以比重瓶内所装水在空气中的表观质量与刻度值作图。将试样注入干燥的比重瓶中，在测定温度下达到恒温后，记下两臂中液面刻度数，并称量，用图表查出等体积水在空气中的表观质量，试样密度的计算与4-1条相同。

5 仪器

5.1毛细管塞比重瓶：a、b、c三种型号，如图1所示，其规格尺寸见附录A。

                      图1  毛细管塞比重瓶

a—防护帽型比重瓶;b—盖吕-萨克比重瓶;c—广口型比重瓶

5.1.1防护帽（磨口帽）型比重瓶（图1中a）：适用于除粘稠和固体产品外的所有样品．通常用于较易挥发的样品。防护帽可减少膨胀与挥发损失。这种形式的比重瓶可在低于室温的条件下用予测定液体样品的密度。

5.1.2 盖吕-萨克比重瓶(图1中b)：适用于除较粘稠液体外的不易挥发的液体。

5.1.3 广口型比重瓶（图l中c）：适用于较粘稠液体和固体。

5.2带刻度双毛细管比重瓶（图2） ：适用于测定高挥发性液体的密度，容量1～10 mL，总质量不超过30 g，其规格尺寸见附录A。

  图2带刻度双毛细管比重瓶

5.3 恒温水浴：水深度150 mm以上，温度可控制在0.05℃。

5.4 浴用温度计：最小分度值0.1℃，全浸式，棒状，其规格尺寸见附录B。合适范围的其他全浸式，具有相等或更高精度的温度计也可使用。

5.5 比重瓶支架：能垂直的支持比重瓶，使之位于恒温浴中合适位置，用耐腐蚀的金属或其他材料制成。

一种用于带刻度双毛细管比重瓶的支架如图3所示，它用耐腐蚀的两块金属圆板组成。用三个螺杆将两块金属圆板组成图3所示的形状，比重瓶的一个毛细管臂穿过支架两板的圆孔，并用弹簧片卡牢。

整个支架置于恒温水浴上盖的圆孔中。  

                  图3带刻度双毛细管比重瓶支架

5.6 分析天平：感量0.000 1g。

5.7 实验室用真空泵：0.5～1 L/s。

5.8 真空干燥器。

6 试剂

6.1 无水乙醇：分析纯。

6.2 石油醚：30～60℃，分析纯。

7 准备工作

7.1 比重瓶的准备

    先清除比重瓶和塞子上的污染物，用铬酸洗液彻底清洗后，用水洗净，再分别用蒸馏水、无水乙醇冲洗，用干燥的空气吹干。

    注意：铬酸洗液为强酸和强氧化剂，使用时小心。

7.2 比重瓶的校准——比重瓶水位的测定

    将比重瓶干燥后，冷却至室温，消除比重瓶上可能产生的静电，称量，精确0．000 1g，此质量即为空比重瓶质量(mo)。

    注：①如果天平箱内没有静电消除器，则可以对比重瓶呼气以消除比重瓶上的静电，但要确保称量前，比重瓶已恢复到恒定质量。以后的称量均应考虑消除静电。

    ‚所有称量应在不超过5℃范围内进行，以限制空气密度的变化，使之获得最大的准确性。

    ③在以后样品密度测量过程中，也应注意消除比重瓶上的静电。

7.2.1毛细管塞比重瓶水值的测定 

本标准规定校准比重瓶的参比温度为20℃。如果需要，可以选择其他参比温度。

7.2.1.1 用新煮沸并冷却至18℃左右的蒸馏水注满比重瓶，塞上毛细管塞，注意不要压入查气泡。将比重瓶置于200.05℃的恒温水浴中，浸没至比重瓶颈中部，至少恒温1h。用滤纸片迅速擦去毛细管塞顶部多余的水分。如果用防护帽型比重瓶，则将防护帽牢牢地戴在毛细管塞上。

7.2.1.2 将比重瓶从恒温水浴中取出，使比重瓶及内盛物冷却至稍低于恒温水浴的温度。用清洁、干燥的无毛布擦干比重瓶外壁，称量，精确至0.000 1g，得装有水的比重瓶质量(me)，其与空比重瓶的质量(mo)之差即为比重瓶的水值。

7.2.1.3 比重瓶水值应至少测定五次，其极差不应大于0.000 5 g，取算术平均值作为比重瓶的水值。

7.2.2带刻度双毛细管比重瓶水值的测定

7.2.2.1 将新煮沸并冷却至18℃左右的蒸馏水以虹吸法注入比重瓶至液面到达刻线上部，将比重瓶置于200.05s℃的恒温水浴中，使比重瓶中全部液体浸没在恒温水浴液面下，恒温20 min后读取两臂液面刻度，读数读到最小分度。

7.2.2.2 将比重瓶从恒温水浴中取出，用清洁、干燥的无毛布擦干后称量，精确至0.000 lg。7.2.2.3 盛水比重瓶和空比重瓶在空气中的表观质量之差即为比重瓶的水值。陆续从比重瓶中取出一点水，重复测定上、中、下不同刻度部位一系列至少三个水值。将两臂刻线读数之和与相应的水值作图，得一条直线，从直线上可查得任一刻度下比重瓶的水值，这些点应位于直线上，如果点离直线的距禽大于两个最小分度，经重复测定仍无改变，则此比重瓶应废弃。

7.2.3如果需要测定其他温度(tc)下的密度，则必须在所需温度下测定比重瓶的水值。操作方法同7.2.1和7.2.2。

7.2.4比重瓶两年校正一次。

7.3 试样的预处理

7.3.1对含水和机械杂质的试样应除去水和机械杂质。原油按GB 2538脱水，轻质试样可加无水硫酸钠，过滤脱水和除去机械杂质。

7.3.2对固体或半固体石油产品需剪制成碎块或熔化。

8 试验步骤

8.1 毛细管塞比重瓶法。

8.1.1液体试样

8.1.1.1 根据试样选择合适类型和大小的比重瓶，通常25 mL和50 mL最合适。

8.1.1.2 将干燥、清洁并测过水值的比重瓶称量。25 mL或更大容量的比重瓶精确至0.000 5 g；较小容量的比重瓶精确至0.000 1g。   

8.1.1.3 将试样注满比重瓶，放入恒温水浴中，浸没至比重瓶颈中部。比重瓶在恒温水浴中恒温20 min，使达到测定温度(tt)，并使气泡升到液面，待液面不再变动时，塞上预先处于测定温度的毛细管塞，用滤纸擦去毛细管顶部多余的试样，使毛细管中的试样在塞顶成弯月面。如用防护帽型比重瓶，则戴上防护帽。如液面仍有变动，则在恒温水浴中保持到液面稳定为止。

注：除了只要一个近似值或者混合物的体积组成和混合物组分的修正系数均为已知时，对于产品混合物。要确保测定温度和最终的报告温度一致。

8.1.1.4 将比重瓶从恒温水浴中取出，如果不是防护帽型比重瓶，则冷却到稍低于测定温度。如果测定温度高于室温，则冷却至室温。

8.1.1.5 用清洁、干燥的无毛布擦去比重瓶外壁的水和试样后称量，称至8.1.1.2规定的精度，得装有试样的比重瓶质量（mt）。

8.1.2固体或半固体试样

8.1.2.1 将清洁、干燥已测过水值的广口型比重瓶称量，精确至0. 000 5g。对石蜡、沥青类物质只能使用广口型比重瓶。

8.1.2.2 将经过预处理的试样，装入预热的比重瓶中，加入半瓶试样。放入干燥器中自然冷却至室温后称量，精确至0.000 5 g，得装有试样的比重瓶质量(m1)。

8.1.2.3 沿壁向比重瓶内注满新煮沸并冷却至18℃左右的蒸馏水，注意不要引入空气泡。对于蜡类、沥青类试样，可先加入少量蒸馏水浸没试样，用真空泵抽空的办法排出空气泡，再装清蒸馏水。将比重瓶放入已达到测定温度（tt)的恒温水浴中，浸没至比重瓶颈中部，恒温20 min，待没有空气泡，液面不再变动时，塞上毛细管塞，注意不要压入空气泡，用滤纸擦去毛细管顶部多余的水分，使毛细管顶部水面出现弯月面。

8.1.2.4 将比重瓶从恒温水浴中取出，擦干后称量，精确至0.000 5 g，得装有试样和水的比重瓶质量(m2)。

8.2 带刻度双毛细管比重瓶法

8.2.1将测过水值的清洁、干燥的比重瓶称量，精确至0．000 1g。

8.2.2用虹吸法将低于测定温度的试样装入比重瓶，直到液面达到毛细管刻度部分（以达到刻度的中、下部为宜）。

8.2.3将比重瓶放入恒温水浴中，恒温20 min．读取两臂中的液面刻度。

    注：除非只要一个近似值或者混合物的体积组成和混合物组分的修正系数均为已知时，对石油产品和非石油产品的混合物，要确保测定温度与最终报告温度一致。

8.2.4将比重瓶从恒温水浴中取出，擦干，冷却至室温后称量，精确至0. 000 1g。

8.2.5对于含有相当量的沸点低于20℃的高挥发性试样或不能肯定测定过程中由于蒸发是否能造成损失的试样，则在装样前，要将试样和比重瓶冷却到0～5℃。假如露点相当高，以致造成水蒸气在比重瓶中凝结，可在比重瓶的一臂上接一个干燥管来防止这种现象。对这类试样，应装到低刻度线，使蒸发损失减少到最小。假如未充满的毛细管臂总长超过10 cm，则扩散速度是很低的，甚至象异戊烷这样高挥发性化合物，在测定过程中蒸发损失低到可忽略不计。

9 计算