淺析石油產(chǎn)品水分檢測技術(shù)研究現(xiàn)狀及進(jìn)展

崔博宇

摘 要：作為一種油類產(chǎn)品中普遍存在的雜質(zhì)，水分的存在使得石油質(zhì)量及使用功能都無法得到保證，甚至還會對用油設(shè)備造成傷害，從而導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備無法達(dá)到正常的使用年限。因此，清除油類產(chǎn)品的水分非常重要，而若想使其水分被徹底清除，首先需要相關(guān)工作人員對其中的水分進(jìn)行檢測，而水分檢測方法眾多，每種方法的性能及特點(diǎn)都有所差別，本文將通過對石油產(chǎn)品水分檢測技術(shù)研究的現(xiàn)狀其發(fā)展情況尋找高效的油品水分查找方式，為確保石油產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：石油產(chǎn)品；水分檢測；研究現(xiàn)狀

中圖分類號：TE624 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

在油類場產(chǎn)品中水分主要是以3種形態(tài)存在，分別為溶解水、游離水和懸浮水。如果油類產(chǎn)品中含有水分證明油的純度不夠，會對油的燃燒效果產(chǎn)生不良影響，不僅會影響其產(chǎn)品性能發(fā)揮，還會對機(jī)械造成損傷，這就要求檢測人員對水分檢測工作基于充分重視。通過對各種石油水分檢測方式的優(yōu)勢和弱點(diǎn)進(jìn)行分析，能夠極大地促進(jìn)我國石油檢測水平提高，在增強(qiáng)檢測準(zhǔn)確性的同時(shí)加快檢測的速度，從而推動我國石油生產(chǎn)質(zhì)量增強(qiáng)，為我國石油行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造有利條件。對油類產(chǎn)品中所含水分雜質(zhì)進(jìn)行檢測的方法只有很多，目前在我國油類檢測工作匯中常用的方法主要有3種，分別為實(shí)驗(yàn)室測定法、在線測定法和現(xiàn)場測定法。

1.現(xiàn)場測定法

1.1 視覺檢測法

視覺檢測法是所有石油產(chǎn)品水分檢測方法中操作最簡單的一種方法，只需要使用肉眼觀察進(jìn)行檢測即可，在整個(gè)檢測過程中不需要借助任何檢測工具。目前，這種方式并沒有被納入石油產(chǎn)品檢驗(yàn)規(guī)范相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，但其已經(jīng)在部分石油產(chǎn)品水分檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)標(biāo)注中。視覺檢測方法也成為目測法，俗稱為“搖瓶子”，在油庫和機(jī)場的油料管理及油質(zhì)檢測工作應(yīng)用較為普遍。但是由于這種方法只能觀測到體現(xiàn)在表面上油料雜質(zhì)，對體積較小的游離物質(zhì)是無法觀察到的，所以使用這種方法檢測石油產(chǎn)品中的水分進(jìn)行檢測所得出的結(jié)論并不準(zhǔn)確。這種檢測方法最大的特點(diǎn)是操作簡單，但它同時(shí)還具有檢測結(jié)果失誤率大、無法完成自動化操作等劣勢，其檢驗(yàn)的結(jié)論極易受到有產(chǎn)品外觀狀態(tài)影響。如果進(jìn)行所檢測的油料產(chǎn)品經(jīng)過了長時(shí)間的沉淀，那么該油品外觀就會相對清澈，其檢測的結(jié)果的準(zhǔn)確性就會相對較高，而如果檢測的油料產(chǎn)品相對渾濁其帶有顏色其檢測結(jié)果的精確度就會相對較低。

1.2 爆裂試驗(yàn)

爆裂實(shí)驗(yàn)檢測方法通常在潤滑油類型的油料產(chǎn)品水分檢測中使用，用這種方法執(zhí)行操作的主要過程是使用加熱的方法將油料樣品加熱到一定溫度后辨別油品所發(fā)出的聲音，通過聲音判斷我們可以知道油料樣品中是否含有水分，但采用這種方法進(jìn)行檢測存在一定不足，由于水分在油料中的分布位置是不均勻的，所以在使用這種方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢測時(shí)只能檢測出加熱部分的油料中是否含有水分，并不能完全確定檢測的油料整體中不含有水分。使用這種方法進(jìn)行監(jiān)測時(shí)可以使用加熱的手段將油料產(chǎn)品中的游離水都蒸發(fā)掉，但卻不能發(fā)現(xiàn)油料中是否含有溶解水，也無法對溶解水進(jìn)行處理。另外，如果所檢測的油料中防止了添加劑或有其他溶解質(zhì)存在，其檢測結(jié)果會受到一定程度的影響。若油料中添加了合成纖維物質(zhì)或酯類元素，油聊樣品在加熱之后就不會發(fā)出響聲；若果油料中含有制冷添加劑或存在一些沸點(diǎn)較低的液態(tài)物質(zhì)，那么油料在加熱之后就會出現(xiàn)蒸發(fā)的現(xiàn)象，這也會對爆裂檢查的結(jié)果造成一定影響；如果油料中含有一些較高的物質(zhì)元素其檢測結(jié)果同樣也會受到影響。

1.3 氫化鈣實(shí)驗(yàn)

使用氫化鈣作為檢試劑輔助油料水分檢測工作也是眾多檢測方法中的一種，這種檢測方法只需要準(zhǔn)備一個(gè)氫化鈣試劑盒即可，操作起來也非常簡潔。氫化鈣與水反應(yīng)后會產(chǎn)生氫氣，多以將氫化鈣固體加入到油料產(chǎn)品中，對其反應(yīng)質(zhì)量進(jìn)行觀察和檢驗(yàn)?zāi)軌虼_定油料產(chǎn)品中是否含有水分，而油料與氫化鈣反應(yīng)后所產(chǎn)生的氣體量與油料樣品中水分含量有直接關(guān)系，監(jiān)測人員可以通過對密閉通氣中的壓力值變化程度來樣品水含量的多少。這種檢測方法是一種精確度較高的檢測方法，能夠檢測出油料中的游離水。然而，在使用這種方法進(jìn)行油料檢測所產(chǎn)生的氣體是由水和氫化鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的，所以如果油料產(chǎn)品的密度過大、性質(zhì)狀態(tài)較為黏稠就會對水分和氫化鈣的接觸情況造成影響，從而導(dǎo)致水分與氰化鈣反應(yīng)不充分，進(jìn)而對檢定結(jié)果造成不良影響。

2.在線測定法

可用于油料水分含量檢測的傳感器類型有很多，而最常見的傳感器類型有兩種，一種是水分傳感器，另一種是光學(xué)傳感器。使用傳感器進(jìn)行水分檢測工作可以對石油產(chǎn)品的溫度和水含量等檢測值進(jìn)行測定，且具有一定的精確性。

水分傳感器隨著水的濃度的增加或減少，裝置的電容也隨之發(fā)生變化，通過將水分含量的多少轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙輸?shù)值的大小，進(jìn)而間接測得油品中水分含量。光學(xué)傳感器根據(jù)光穿過油品波長的變化，通過建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，將波長轉(zhuǎn)變?yōu)樗趾俊y試結(jié)果均采用百分比表示。

采用溫度和水分傳感器檢測變壓器油中的水分含量，并采用卡爾費(fèi)體法法進(jìn)行修正，得到傳感器與實(shí)際水分含量的關(guān)系公式，可以快速測量油品中的水分。但是該方法公式中存在經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，普適性不高。采用濕度傳感器，通過測量不同油品中油品濕度與含水量之間的關(guān)系，建立濕度與水分之間的關(guān)系式，間接快速的測量油品中的水分，測量的4種油品中，3種油品濕度與含水量之間存在較好的線性關(guān)系，其中有一種油品相關(guān)性不高，可以看出，傳感器方法的一個(gè)缺點(diǎn)就是受環(huán)境影響大，而且該方法無法精確量化的游離水含量，還需要建立標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行轉(zhuǎn)換。盡管有這些限制，但是該方法簡便、測定快速，可以實(shí)現(xiàn)水分的在線測量。

3.實(shí)驗(yàn)室測定法

3.1 溶劑回流法

溶劑回流法是通過將無水溶劑的攜帶功能與水密度相結(jié)合，運(yùn)用二者之間存在的差異搜集油料在蒸餾作用下所產(chǎn)生的水分，然后對蒸餾得出的水分體積進(jìn)行測量，再將測量結(jié)果與參與測量的油料質(zhì)量進(jìn)行比例計(jì)算，從而得出檢測油料中的水分含量比例值。采用這種方法進(jìn)行檢測需要使用特殊的容器對油料樣品進(jìn)行加熱處理，讓油料中含有的水分能夠充分蒸發(fā)，并對蒸發(fā)反應(yīng)得出的水蒸氣采用有效方法進(jìn)行壓縮，將其集中收納在一個(gè)有刻度的容器內(nèi)，讀取反應(yīng)得出的蒸餾水的體積。該方法也可以稱之為迪安斯塔克蒸餾法，其操作過程比較復(fù)雜，對樣品的需求量也比較大，再加上使用這種方法檢測出的水分含量結(jié)果與現(xiàn)實(shí)存在很大差異，所以在石油水分檢測工作中并不是十分常用。

3.2 熒光檢測法

通過使用熒光檢測方法檢測石油中的水分雜質(zhì)及其含量可以確定油料中的游離水含量。檢測人員通過對需要檢測的油料使用經(jīng)過熒光處置后的膜片進(jìn)行過濾實(shí)驗(yàn)，油料在經(jīng)過膜片時(shí)會與膜片上的熒光材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，探后再將過濾油料后的膜片放置在紫外線燈光下進(jìn)行觀察，如果熒光亮度較高則證明油料中的游離水含量較大，反之則證明其游離水含量較小。使用這種方法可以對油料產(chǎn)品中所含有的1ppm-60ppm游離水檢測出來，其檢測的精確度較高，然而由于其操作的過程比較復(fù)雜，所以對檢測人員的專業(yè)技術(shù)水平需求量較高，且持續(xù)時(shí)間比較長，所以并不適合在一些對檢驗(yàn)測度較高的檢測工作中使用，也沒有在油料檢測工作中得到普及和推廣。

3.3 卡爾費(fèi)體法

卡爾費(fèi)體法是一種專門用于測定水分并且測定結(jié)果最為準(zhǔn)確的化學(xué)方法，常被作為水分特別是痕量水分的標(biāo)準(zhǔn)分析方法，用以校正其他的測定方法?？栙M(fèi)體法又分為容量法和庫侖法。容量法僅能測得10-4級，耗材試劑大，測定時(shí)間偏長?？ㄊ蠋靵龇ㄊ且环N電化學(xué)方法，主要的不同之處在于改變了試劑的成分，用碘離子替換了碘單質(zhì)，計(jì)量方式由計(jì)量試劑體積到計(jì)量電流量，精確度大幅提高，可達(dá)1ppm，而且不用預(yù)先確定試劑的滴定度，可以直接測量，具有消耗試劑少，反應(yīng)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，也被稱為一種“絕對方法”。

這類檢測方法測定結(jié)果比較準(zhǔn)確，重復(fù)性較好，但是實(shí)驗(yàn)儀器操作不便，試驗(yàn)準(zhǔn)備過程復(fù)雜，不適合用于現(xiàn)場快速測定油品中的水分測量。為了實(shí)現(xiàn)油品水分含量的檢測速度，很多研究單位和機(jī)構(gòu)在采用該方法的基礎(chǔ)上開發(fā)了微量水分測定儀。

結(jié)語

總而言之，目前在我國的石油產(chǎn)品水分含量檢測工作中所使用的檢測方法普遍存在一些缺陷。通常在油品質(zhì)量檢測中使用的主要方法有卡爾費(fèi)體法、傳感器監(jiān)測法和目測法等，目測法只能通過肉眼觀察的方式對宏觀上表現(xiàn)較為明顯的水分做出判斷，無法觀察到微觀的水分子；傳感器極易受到外界因素影響導(dǎo)致檢測精確度減少；而卡爾費(fèi)體法需要通過差值計(jì)算來進(jìn)行水分游離含量檢測。這幾種方法均因受到各種因素影響而無法保證檢測的準(zhǔn)確度，所以相關(guān)工作人員需要通過對檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀的分析結(jié)果對檢測技術(shù)進(jìn)行完善和改進(jìn)，以促進(jìn)石油中水分檢測水平提高。

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