石化行業的原油及各類油品水分含量測定

第一：背 景

石油，是一種粘稠的深褐色液體，其主成分包括各種烷烴、環烷烴、芳香烴等，有 “工業血液"之稱。通過對原油進行煉制及加工，可以獲得各種不同用途的油品，如：汽油，柴油，煤油，航空煤油，潤滑油等。水分是原油及各類油品中常見的雜質，主要以懸浮態、游離態和溶解態三種形式存在。石油產品具有一定程度的吸水性，會在儲存、運輸、加注和使用過程中，由于種種原因而混入水分。水分會對石油產品的運輸、加工、使用等各個方面造成一系列危害：首先，直接影響油品質量及其使用性能；進而，將對機械設備的正常運行造成巨大影響，嚴重時甚至釀成重大事故，危及設備和人員安全。因此，水分含量的準確測定，對于石油化工行業具有非常重要的意義。

第二：測試儀器及原理

本文介紹一種先進的，可以對水分進行特異性識別的新一代水分分析儀Vapor Pro XL（如圖1所示），為石油化工行業提供快速且準確的水分測試數據。Vapor Pro XL采用傳感器技術檢測水分，測試過程中無需使用任何化學試劑，測試靈敏度可達0.1ppm，測試上限為100%；Vapor Pro XL的操作十分簡單易懂，僅需簡單培訓，使用人員便可輕松掌握操作要點，使用過程中可以實現無人值守。使用VaporPro XL，僅需很少量的樣品即可完成測試，測試時間通常可以控制在10分鐘左右甚至更短（測試時間與樣品量及水分含量有一定關聯），可有效提高測試效率；

在進行水分測定時，VaporPro XL的控制面板可以實時顯示水分釋放的速率及總量（如圖3a，3b），方便用戶根據實際情況對測試方法進行合理的優化。

Vapor Pro XL的測試原理如圖2所示：

第三：測試方法

攜帶少量樣品（樣品量約為0.01g-8g左右，具體視樣品水分含量而定）的玻璃樣品瓶由輸送部件導入至環形加熱腔內（該加熱腔可*包裹樣品瓶，以提升加熱效率，及測試過程中的溫度穩定性）；傳感器模塊上的穿刺針刺穿瓶蓋上的密封隔墊，穿刺針的作用是將干燥空氣注入樣品瓶，并將高溫條件下蒸發出來的水分及其他一些易揮發的成分輸送至傳感器模塊中進行分析；

Vapor Pro XL采用聚合物電容傳感器尖duan技術，通過電容的變化及介電常數等參數，實現對水分和其他揮發性成分的區分，從而實現真實水分含量的測定；

溫度、水分測試的詳細數據最終被傳輸至儀器控制面板上。

第四：樣品測試

1. 原油水分含量測定

原油含水量是石油化工行業中一個非常重要的技術參數，對原油開采，儲運，脫水加工，煉制等均具有指導意義。同時，水分含量還是原油貿易計價的重要依據，測量結果不準確可能會引起貿易糾紛。下表1為分別使用Vapor Pro XL和KF法對四種原油水分含量測試結果的比較情況。

2. 潤滑油水分含量測定

潤滑油中的水分會促使油品乳化，加速油品的氧化變質，水解其中的添加劑導致其失效，嚴重影響油品質量，潤滑效果，加速設備的磨損；另外，水分還能使鋼鐵部件產生電化學腐蝕，造成機械設備部件銹蝕，使用壽命縮短。下表2為分別使用Vapor Pro XL和KF法對幾種潤滑油產品水分含量測試結果的比較情況。

3. 燃料油水分測定

燃油中含有水分，會使其冰點、結晶點升高，導致油品低溫流動性差，因冰粒析出而堵塞過濾器及輸油管道，最終造成供油中斷，釀成嚴重事故；水分還會加速燃油系統組件的腐蝕，促進過濾器濾芯表面微生物生長；此外，水分含量過高還會阻礙燃油燃燒效率，增加能耗。下表3為分別使用Vapor Pro XL和KF法對幾種燃料油產品水分含量測試結果的比較情況。

第五、結果與分析

1. 使用Vapor Pro XL進行石油產品水分測試，可以克服傳統溶劑回流法的諸多弊端，如：甲苯、二甲苯等有毒化學試劑的大量使用，操作過程繁瑣，樣品需求量大，測試時間長，測試準確性和重現性較差等。

2. 卡爾·費休滴定法是一種廣泛應用于石油化工行業水分測試的方法，其優點是測試靈敏度和準確度較高，既可以用于常量水分分析，也可以滿足痕量分析的需求。對上述各類原油及油品中水分含量的分析結果表明，使用Vapor Pro XL可以獲得與卡爾·費休滴定法一致的水分測試結果。

3. 相對于卡爾·費休滴定法，Vapor Pro XL還具備其*的優勢和亮點：

卡爾·費休滴定法在測定水分時，一般需要先使用卡氏試劑對樣品進行溶解，然后再進行滴定測試，在測試稠油或其他在卡氏試劑中溶解度有限的油品時，經常需要添加額外的助溶劑以提升樣品溶解性。

使用Vapor Pro XL進行水分測定時，樣品中的水分經加熱蒸發后由干燥空氣攜帶至傳感器中進行分析，在測試過程中無需使用任何有機化學試劑，可以最大限度的減少對實驗人員的潛在風險以及對環境的污染。

使用卡爾·費休滴定法測定水分時，電極與樣品直接接觸以指示點位的變化。因此，必須要經常對電極進行清潔維護及更換，以避免污染，保持測試靈敏度和準確度。

通常，石油產品中的成分比較復雜，如：原油中可能含有還原性的含硫化合物；潤滑油中可能含有磷酸酯基阻燃劑及其他一些特定的添加劑，這些物質都可能對測試準確性產生負面影響。

使用Vapor Pro XL，在整個測試過程中傳感器與樣品不需要直接接觸，可有效避免樣品對傳感器的污染，進而減少儀器維護成本。同時，也可以避免石油產品中的雜質或添加劑對測試的干擾，從而獲得準確的測量結果。

六、結論

Vapor Pro XL水分分析儀*的傳感器技術，可以測試石油產品中的真實水分含量。

具有良好的測試適應性，測試干擾因素較卡爾·費休滴定法少；

儀器維護成本低，可有效節約使用成本；

測試過程中無需使用化學試劑，可避免對實驗人員的潛在風險以及對環境的污染；

操作簡單，易于掌握，可以為石油化工行業提供快速且準確的水分測試解決方案。