石化行业的原油及各类油品水分含量测定

第一：背 景

石油，是一种粘稠的深褐色液体，其主成分包括各种烷烃、环烷烃、芳香烃等，有 “工业血液"之称。通过对原油进行炼制及加工，可以获得各种不同用途的油品，如：汽油，柴油，煤油，航空煤油，润滑油等。水分是原油及各类油品中常见的杂质，主要以悬浮态、游离态和溶解态三种形式存在。石油产品具有一定程度的吸水性，会在储存、运输、加注和使用过程中，由于种种原因而混入水分。水分会对石油产品的运输、加工、使用等各个方面造成一系列危害：首先，直接影响油品质量及其使用性能；进而，将对机械设备的正常运行造成巨大影响，严重时甚至酿成重大事故，危及设备和人员安全。因此，水分含量的准确测定，对于石油化工行业具有非常重要的意义。

第二：测试仪器及原理

本文介绍一种先进的，可以对水分进行特异性识别的新一代水分分析仪Vapor Pro XL（如图1所示），为石油化工行业提供快速且准确的水分测试数据。Vapor Pro XL采用传感器技术检测水分，测试过程中无需使用任何化学试剂，测试灵敏度可达0.1ppm，测试上限为100%；Vapor Pro XL的操作十分简单易懂，仅需简单培训，使用人员便可轻松掌握操作要点，使用过程中可以实现无人值守。使用VaporPro XL，仅需很少量的样品即可完成测试，测试时间通常可以控制在10分钟左右甚至更短（测试时间与样品量及水分含量有一定关联），可有效提高测试效率；

在进行水分测定时，VaporPro XL的控制面板可以实时显示水分释放的速率及总量（如图3a，3b），方便用户根据实际情况对测试方法进行合理的优化。

Vapor Pro XL的测试原理如图2所示：

第三：测试方法

携带少量样品（样品量约为0.01g-8g左右，具体视样品水分含量而定）的玻璃样品瓶由输送部件导入至环形加热腔内（该加热腔可*包裹样品瓶，以提升加热效率，及测试过程中的温度稳定性）；传感器模块上的穿刺针刺穿瓶盖上的密封隔垫，穿刺针的作用是将干燥空气注入样品瓶，并将高温条件下蒸发出来的水分及其他一些易挥发的成分输送至传感器模块中进行分析；

Vapor Pro XL采用聚合物电容传感器尖duan技术，通过电容的变化及介电常数等参数，实现对水分和其他挥发性成分的区分，从而实现真实水分含量的测定；

温度、水分测试的详细数据最终被传输至仪器控制面板上。

第四：样品测试

1. 原油水分含量测定

原油含水量是石油化工行业中一个非常重要的技术参数，对原油开采，储运，脱水加工，炼制等均具有指导意义。同时，水分含量还是原油贸易计价的重要依据，测量结果不准确可能会引起贸易纠纷。下表1为分别使用Vapor Pro XL和KF法对四种原油水分含量测试结果的比较情况。

2. 润滑油水分含量测定

润滑油中的水分会促使油品乳化，加速油品的氧化变质，水解其中的添加剂导致其失效，严重影响油品质量，润滑效果，加速设备的磨损；另外，水分还能使钢铁部件产生电化学腐蚀，造成机械设备部件锈蚀，使用寿命缩短。下表2为分别使用Vapor Pro XL和KF法对几种润滑油产品水分含量测试结果的比较情况。

3. 燃料油水分测定

燃油中含有水分，会使其冰点、结晶点升高，导致油品低温流动性差，因冰粒析出而堵塞过滤器及输油管道，最终造成供油中断，酿成严重事故；水分还会加速燃油系统组件的腐蚀，促进过滤器滤芯表面微生物生长；此外，水分含量过高还会阻碍燃油燃烧效率，增加能耗。下表3为分别使用Vapor Pro XL和KF法对几种燃料油产品水分含量测试结果的比较情况。

第五、结果与分析

1. 使用Vapor Pro XL进行石油产品水分测试，可以克服传统溶剂回流法的诸多弊端，如：甲苯、二甲苯等有毒化学试剂的大量使用，操作过程繁琐，样品需求量大，测试时间长，测试准确性和重现性较差等。

2. 卡尔·费休滴定法是一种广泛应用于石油化工行业水分测试的方法，其优点是测试灵敏度和准确度较高，既可以用于常量水分分析，也可以满足痕量分析的需求。对上述各类原油及油品中水分含量的分析结果表明，使用Vapor Pro XL可以获得与卡尔·费休滴定法一致的水分测试结果。

3. 相对于卡尔·费休滴定法，Vapor Pro XL还具备其*的优势和亮点：

卡尔·费休滴定法在测定水分时，一般需要先使用卡氏试剂对样品进行溶解，然后再进行滴定测试，在测试稠油或其他在卡氏试剂中溶解度有限的油品时，经常需要添加额外的助溶剂以提升样品溶解性。

使用Vapor Pro XL进行水分测定时，样品中的水分经加热蒸发后由干燥空气携带至传感器中进行分析，在测试过程中无需使用任何有机化学试剂，可以最大限度的减少对实验人员的潜在风险以及对环境的污染。

使用卡尔·费休滴定法测定水分时，电极与样品直接接触以指示点位的变化。因此，必须要经常对电极进行清洁维护及更换，以避免污染，保持测试灵敏度和准确度。

通常，石油产品中的成分比较复杂，如：原油中可能含有还原性的含硫化合物；润滑油中可能含有磷酸酯基阻燃剂及其他一些特定的添加剂，这些物质都可能对测试准确性产生负面影响。

使用Vapor Pro XL，在整个测试过程中传感器与样品不需要直接接触，可有效避免样品对传感器的污染，进而减少仪器维护成本。同时，也可以避免石油产品中的杂质或添加剂对测试的干扰，从而获得准确的测量结果。

六、结论

Vapor Pro XL水分分析仪*的传感器技术，可以测试石油产品中的真实水分含量。

具有良好的测试适应性，测试干扰因素较卡尔·费休滴定法少；

仪器维护成本低，可有效节约使用成本；

测试过程中无需使用化学试剂，可避免对实验人员的潜在风险以及对环境的污染；

操作简单，易于掌握，可以为石油化工行业提供快速且准确的水分测试解决方案。