石油產品水分檢測技術研究現(xiàn)狀及進展

王瑩

天津市產品質量監(jiān)督檢測技術研究院 天津 300384

石油產品中較為常見的雜質就是水，水的形式有三種：懸浮水、游離水、溶解水。當石油產品中存在水分時，可能會產生一系列的危害，影響到石油產品的使用性能，縮短用油設備的使用壽命。因此，要認真檢測石油產品中的水分。就當前而言，石油產品中水分的測定方式不一，種類多樣，本文主要介紹了石油產品水分檢測的研究現(xiàn)狀，分析不同方法的好壞，為今后的石油產品水分檢測技術提供一定的經驗，實現(xiàn)在石油產品水分檢測技術能夠在現(xiàn)場快速檢測的重要意義。

1 石油產品中水分檢測技術的研究現(xiàn)狀及進展

石油產品中水分檢測技術主要有三種：現(xiàn)場檢測技術；在線檢測技術；實驗室檢測技術。這三種檢測技術中具體的檢測方法各有各的優(yōu)勢和劣勢，檢測人員要明確何種情境下該運用何種檢測方法。

1.1 現(xiàn)場檢測技術

（1）通過視覺檢測。石油產品中水分檢測最簡便的方法就是視覺檢測法，即“搖瓶子”，通過在室溫的環(huán)境條件下，用肉眼觀察石油產品的外觀。該種檢測方法并未列入到石油產品的試驗標準中，但是已經列入到噴氣燃料和軍用柴油等一些產品標準的附注里面，這種檢測方法非常簡便，而且操作很簡單，它被廣泛地應用在機場和油庫里面，并不是所有的水分都能被肉眼觀測到，當水分含量在30×10^-6以上時，該水分才能被肉眼觀測到。視覺檢測技術的檢測誤差比較大，檢測的數(shù)據也不夠準確，不能夠實現(xiàn)檢測的自動化，在檢測的過程中會有一些因素影響石油產品的外觀，從而影響實驗結果。主要有兩方面影響：第一個影響是石油產品的清澈度會隨著石油產品沉降時間的長短變化，沉降的時間越長，石油產品就會越清澈，會降低石油產品的檢測級別；第二個影響是帶色的石油產品會掩蓋石油產品渾濁的特性，影響石油產品結果的判定。

（2）通過氫化鈣來進行檢測。通過氫化鈣來檢測石油產品中的水含量也較為簡便、通行。石油產品中的水會與氫化鈣（固態(tài)）發(fā)生化學反應，進而生成氫氣，氫氣的生成量和檢測的石油產品中的含水量是成正比的，被檢測的石油產品的含水量可以通過密閉容器中壓力的前后變化間接測量出。利用氫化鈣檢測的方式測量的精度比較高，能夠檢測到50ppm的游離水分。但是該實驗中的氫氣是石油產品的水和氫化鈣進行反應得到的，石油產品的粘稠會通過物理反應影響水和氫化鈣的化學反應，氫化鈣這種添加劑會在化學上分散石油產品中的水分子，讓水穩(wěn)定地溶解在石油產品中，這會影響水分是否能夠充分產生化學反應，從而影響結果的判定。

（3）通過爆裂實驗進行檢測。此種檢測方法主要是檢測潤滑油中的水分，將石油產品的式樣利用酒精燈加熱到實驗中指定的溫度，通過聽聲音，辨識出檢測的石油產品中有無水分的存在，不能定量檢測出石油產品中的水分。因為加熱方法只能蒸發(fā)石油產品中的游離水，所以，對于溶解在石油產品中的溶解水而言是不能夠定量檢測出來的。與此同時，石油產品中含有的添加劑和其他種類的溶解物，可能會表現(xiàn)出不同種的實驗結果，比如：合成纖維、酯類等會讓石油產品發(fā)出不同種的聲音；制冷劑和一些低沸點雜物很容易就蒸發(fā)，影響實驗結果的判定；如果是揮發(fā)性的有機溶劑和氣體就會讓石油產品出現(xiàn)假陽性，影響實驗結果的判定。

1.2 在線檢測技術

此項檢測技術對石油產品中水分含量的測定主要是借助傳感器。傳感器能夠檢測石油產品的溫度、飽和度。傳感器有很多種，較為常見的傳感器有水分傳感器、光學傳感器。水分傳感器對石油產品水分的檢測精確度很高，它會隨著水的濃度的增加或者減少來進行檢測，里面裝置的電容會隨著水濃度的變化而發(fā)生變化，將水分含量的多少變?yōu)殡娙輸?shù)值的大小，間接地檢測出石油產品中的水分含量。光學傳感器能夠依據光穿過石油產品產生的波長變化，再通過標準曲線的建立，把波長變?yōu)樗趾俊z測的結果都是采用百分比表示。有的研究人員通過溫度傳感器實現(xiàn)石油產品中微量的水分的在線檢測，能夠很好地反映出變壓器油中的水含量，實現(xiàn)在線檢測的目的；還有的研究人員通過光學傳感器檢測噴氣燃料中的游離水，實驗結果表明激光的波長和環(huán)境的濕度、噴氣燃料中的水分含量有線性關系，該種檢測方法能夠快速檢測出噴氣燃料中的游離水含量，但是該項實驗環(huán)境要求比較高。還有研究人員通過采用溫度和水分傳感器來檢測變壓器油中的水分含量，再利用卡爾費休法進行修正，能夠得到一個傳感器和石油產品中水分的實際含量的關系公式，能夠快速檢測出石油產品中的水分，但該種方法得出的關系公式有經驗參數(shù)，普適性不夠高；還有采用濕度傳感器檢測的研究人員，他通過測量不同石油產品中的濕度和含水量的關系，建立濕度和水分的關系公式，間接、快速地測量出石油產品中的水分，他檢測了四種石油產品，其中三種有線性關系，第四種的線性關系不夠明顯，這就說明普適應仍舊不高。

結合上述文字表明，傳感器有一個很大的缺點是會受環(huán)境（有溫度、大氣壓、防冰劑等）的影響，這種方法也不能精確測量游離水的含量，而且還要建立標準曲線，有很多方面的限制，雖然限制較多，但是此種檢測方法簡便且快，能夠實現(xiàn)水分的在線檢測。

1.3 實驗室檢測技術

（1）溶劑回流檢測法。溶劑回流法是指通過無水溶劑的攜帶功能和水進行緊密結合，利用二者存在的差異收集石油產品在蒸餾作用下產生的水分，再對蒸餾出的水分的體積進行測量，最后把測量結果和測量的石油產品的質量進行對比計算，最終得到檢測的石油產品中的水分含量的比例值。通過這種方法的檢測需要借助特別的容器對石油產品的樣品進行加熱處理，使石油產品中含有的水分能夠充分蒸發(fā)，對蒸發(fā)反應中的水蒸氣進行壓縮，再將它們收集到容器里面，讀取出蒸餾水的體積。該種方法的操作過程比較復雜，對樣品的需求量較大，所以，這種檢測方法檢測出水分含量的結果和現(xiàn)實情況并不同，在石油產品水分的檢測工作中這種檢測方法并不常見。

（2）熒光檢測法。對石油產品中的游離水進行檢測，運用熒光法進行檢測是很有效的一種檢測方法。運用熒光檢測法進行實驗時要先將實驗的樣品利用熒光做成膜片，游離水與熒光劑會產生反應，經紫外線照射，會讓熒光染料和游離水產生反應，游離水的含量高，產生的熒光強度就很強。熒光檢測方法能夠對1-60mg/kg的游離水進行檢測，檢測的精確度也會很高，但是校準的時間會相對花費的很多，對技術的要求也很高，所以，該項技術的應用還不夠普及。

（3）卡爾費休法?？栙M休法是針對水分測定最為準確的一種檢測方法，經常作為水分（尤其是衡量水分）的標準分析方法，經常作為一種輔助檢測法，校正其他檢測方法檢測的結果。該種方法分成容量法、庫倫法。容量法測得級數(shù)最大到104級，耗材的試劑用量大，檢測的時間也比較長。庫倫法是一種電化學方法，和容量法的區(qū)別是改變了試劑的成分，碘單質轉換成碘離子，計量方式也從試劑體積轉換成電流量，精確度大大地得到提高，能夠達到1ppm，這種檢測方法不用預先確定試劑的滴定度，可以直接進行檢測，消耗的試劑也比較少，反應快，這種檢測方法堪稱“絕對方法”。張運寶一些學者利用卡爾費休法檢測潤滑油的水分含量，不同于蒸餾法，該種檢測方法分析速度快、靈敏度高，測定時間短，能夠連續(xù)檢測多個樣品。陶萍等一些學者通過卡爾費休法建立新型水分檢測系統(tǒng)，能夠拓展該分析方法的應用領域。

將利用卡爾費休法檢測的水分結果與國家標準進行對比，測試結果非常接近，該種檢測方法試驗操作方便、簡單，檢測結果的準確度高、重復性好。但是在進行儀器操作時工序比較復雜，花費的時間會相對較多，不能對石油產品中的水分進行現(xiàn)場檢測。這種問題的存在促使微水量水分測定儀的出現(xiàn)，通過這種儀器的運用，在進行石油產品的水分含量檢測工作時，能夠極大簡化操作步驟，靈敏度也越來越高，檢測的結果也越來越快速、準確、應用價值會越來越高。

2 結語

綜上所述，當前我國石油產品水分含量的檢測工作中使用的檢測方法存在一些缺陷，檢測的方法主要是現(xiàn)場檢測技術、在線檢測技術、實驗室檢測技術。其中具體的檢測方式各有各的優(yōu)缺點，我們需要將不同的檢測方法進行對比，并不斷地創(chuàng)新、發(fā)明，運用更為先進的檢測方式檢測石油產品中的水分含量，生產出高質高量的石油產品，提升石油產品水分檢測的整體檢測水平。