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(huán)烷烴、芳香烴等，有 “工業(yè)血液"之稱(chēng)。通過(guò)對(duì)原油進(jìn)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(rùn)滑油等。水分是原油及各類(lèi)油品中常見(jiàn)的雜質(zhì)，主要以懸浮態(tài)、游離態(tài)和溶解態(tài)三種形式存在。石油產(chǎn)品具有一定程度的吸水性，會(huì)在儲(chǔ)存、運(yùn)輸、加注和使用過(guò)程中，由于種種原因而混入水分。水分會(huì)對(duì)石油產(chǎn)品的運(yùn)輸、加工、使用等各個(gè)方面造成一系列危害：首先，直接影響油品質(zhì)量及其使用性能；進(jìn)而，將對(duì)機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行造成巨大影響，嚴(yán)重時(shí)甚至釀成重大事故，危及設(shè)備和人員安全。因此，水分含量的準(zhǔn)確測(cè)定，對(duì)于石油化工行業(yè)具有非常重要的意義。
第二：測(cè)試儀器及原理
本文介紹一種先進(jìn)的，可以對(duì)水分進(jìn)行特異性識(shí)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(yè)提供快速且準(zhǔn)確的水分測(cè)試數(shù)據(jù)。Vapor Pro XL采用傳感器技術(shù)檢測(cè)水分，測(cè)試過(guò)程中無(wú)需使用任何化學(xué)試劑，測(cè)試靈敏度可達(dá)0.1ppm，測(cè)試上限為100%；Vapor Pro XL的操作十分簡(jiǎn)單易懂，僅需簡(jiǎn)單培訓(xùn)，使用人員便可輕松掌握操作要點(diǎn)，使用過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。使用VaporPro XL，僅需很少量的樣品即可完成測(cè)試，測(cè)試時(shí)間通?？梢钥刂圃?span>10分鐘左右甚至更短（測(cè)試時(shí)間與樣品量及水分含量有一定關(guān)聯(lián)），可有效提高測(cè)試效率；
在進(jìn)行水分測(cè)定時(shí)，VaporPro XL的控制面板可以實(shí)時(shí)顯示水分釋放的速率及總量（如圖3a，3b），方便用戶(hù)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)測(cè)試方法進(jìn)行合理的優(yōu)化。
Vapor Pro XL的測(cè)試原理如圖2所示：
第三：測(cè)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(dǎo)入至環(huán)形加熱腔內(nèi)（該加熱腔可*包裹樣品瓶，以提升加熱效率，及測(cè)試過(guò)程中的溫度穩(wěn)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(fā)出來(lái)的水分及其他一些易揮發(fā)的成分輸送至傳感器模塊中進(jìn)行分析；
Vapor Pro XL采用聚合物電容傳感器尖duan技術(shù)，通過(guò)電容的變化及介電常數(shù)等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水分和其他揮發(fā)性成分的區(qū)分，從而實(shí)現(xiàn)真實(shí)水分含量的測(cè)定；
溫度、水分測(cè)試的詳細(xì)數(shù)據(jù)最終被傳輸至儀器控制面板上。
第四：樣品測(cè)試
1. 原油水分含量測(cè)定
原油含水量是石油化工行業(yè)中一個(gè)非常重要的技術(shù)參數(shù)，對(duì)原油開(kāi)采，儲(chǔ)運(yùn)，脫水加工，煉制等均具有指導(dǎo)意義。同時(shí)，水分含量還是原油貿(mào)易計(jì)價(jià)的重要依據(jù)，測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確可能會(huì)引起貿(mào)易糾紛。下表1為分別使用Vapor Pro XL和KF法對(duì)四種原油水分含量測(cè)試結(jié)果的比較情況。
2. 潤(rùn)滑油水分含量測(cè)定
潤(rùn)滑油中的水分會(huì)促使油品乳化，加速油品的氧化變質(zhì)，水解其中的添加劑導(dǎo)致其失效，嚴(yán)重影響油品質(zhì)量，潤(rùn)滑效果，加速設(shè)備的磨損；另外，水分還能使鋼鐵部件產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，造成機(jī)械設(shè)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(duì)幾種潤(rùn)滑油產(chǎn)品水分含量測(cè)試結(jié)果的比較情況。
3. 燃料油水分測(cè)定
燃油中含有水分，會(huì)使其冰點(diǎn)、結(jié)晶點(diǎn)升高，導(dǎo)致油品低溫流動(dòng)性差，因冰粒析出而堵塞過(guò)濾器及輸油管道，最終造成供油中斷，釀成嚴(yán)重事故；水分還會(huì)加速燃油系統(tǒng)組件的腐蝕，促進(jìn)過(guò)濾器濾芯表面微生物生長(zhǎng)；此外，水分含量過(guò)高還會(huì)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(duì)幾種燃料油產(chǎn)品水分含量測(cè)試結(jié)果的比較情況。
第五、結(jié)果與分析
1. 使用Vapor Pro XL進(jìn)行石油產(chǎn)品水分測(cè)試，可以克服傳統(tǒng)溶劑回流法的諸多弊端，如：甲苯、二甲苯等有毒化學(xué)試劑的大量使用，操作過(guò)程繁瑣，樣品需求量大，測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)，測(cè)試準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性較差等。
2. 卡爾·費(fèi)休滴定法是一種廣泛應(yīng)用于石油化工行業(yè)水分測(cè)試的方法，其優(yōu)點(diǎn)是測(cè)試靈敏度和準(zhǔn)確度較高，既可以用于常量水分分析，也可以滿(mǎn)足痕量分析的需求。對(duì)上述各類(lèi)原油及油品中水分含量的分析結(jié)果表明，使用Vapor Pro XL可以獲得與卡爾·費(fèi)休滴定法一致的水分測(cè)試結(jié)果。
3. 相對(duì)于卡爾·費(fèi)休滴定法，Vapor Pro XL還具備其*的優(yōu)勢(shì)和亮點(diǎn)：
卡爾·費(fèi)休滴定法在測(cè)定水分時(shí)，一般需要先使用卡氏試劑對(duì)樣品進(jìn)行溶解，然后再進(jìn)行滴定測(cè)試，在測(cè)試稠油或其他在卡氏試劑中溶解度有限的油品時(shí)，經(jīng)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(jìn)行水分測(cè)定時(shí)，樣品中的水分經(jīng)加熱蒸發(fā)后由干燥空氣攜帶至傳感器中進(jìn)行分析，在測(cè)試過(guò)程中無(wú)需使用任何有機(jī)化學(xué)試劑，可以最大限度的減少對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的潛在風(fēng)險(xiǎn)以及對(duì)環(huán)境的污染。
使用卡爾·費(fèi)休滴定法測(cè)定水分時(shí)，電極與樣品直接接觸以指示點(diǎn)位的變化。因此，必須要經(jīng)常對(duì)電極進(jìn)行清潔維護(hù)及更換，以避免污染，保持測(cè)試靈敏度和準(zhǔn)確度。
通常，石油產(chǎn)品中的成分比較復(fù)雜，如：原油中可能含有還原性的含硫化合物；潤(rùn)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(zhì)都可能對(duì)測(cè)試準(zhǔn)確性產(chǎn)生負(fù)面影響。
使用Vapor Pro XL，在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中傳感器與樣品不需要直接接觸，可有效避免樣品對(duì)傳感器的污染，進(jìn)而減少儀器維護(hù)成本。同時(shí)，也可以避免石油產(chǎn)品中的雜質(zhì)或添加劑對(duì)測(cè)試的干擾，從而獲得準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。
六、結(jié)論
Vapor Pro XL水分分析儀*的傳感器技術(shù)，可以測(cè)試石油產(chǎn)品中的真實(shí)水分含量。
具有良好的測(cè)試適應(yīng)性，測(cè)試干擾因素較卡爾·費(fèi)休滴定法少；
儀器維護(hù)成本低，可有效節(jié)約使用成本；
測(cè)試過(guò)程中無(wú)需使用化學(xué)試劑，可避免對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的潛在風(fēng)險(xiǎn)以及對(duì)環(huán)境的污染；
操作簡(jiǎn)單，易于掌握，可以為石油化工行業(yè)提供快速且準(zhǔn)確的水分測(cè)試解決方案。
