BG捕鱼

卡爾·費休法測定石油產品水分的影響因素分析

目前,石油劣質化日趨嚴重,油品中的水分也不斷增多,而水分對于石油產品的性能、運輸儲存等方面具有不同程度的影響[1-3]。因此,水分含量的測定也成為評價油品性能的一個重要指標,如表 1 所列[4-9]。近年來,測定石油產品水分主要有 4 種方法:蒸餾法、干餾減量法、氣相色譜法和卡爾·費休法[10-14]。前兩種方法精度差且測定時間長,氣相色譜法測定速度快,但準備工作很長;而卡爾·費休法具有測定過程簡單、快速,專屬性強、準確度高等優點[15-18],故作為油品水分測定的**方法。該方法經各國學者進一步研究和改進已成為國際上通用的水分測定法之一,也已廣泛用于各類型石油產品水分的測定[19-21]。本文通過實驗分析,研究卡爾·費休法測定石油產品水分過程中不同因素的影響,并提出相應的措施,進一步完善和改進其在油品分析的應用效率,讓測定過程更簡單、更快速、更精確。
 
1 試驗部分
 
1.1 儀器與試劑
 
石油產品標準的水分質量指標見表 1。

JF-3 型庫侖法卡爾·費休水分儀(大慶市日上儀器制造有限公司);卡氏試劑(默克化工技術(上海)有限公司);三氯甲烷(分析純,廣州化學試劑廠) ;無水甲醇(分析純,廣州化學試劑廠);正己烷(分析純,廣州化學試劑廠)
 
標準水(UP 高純水)。
 
1.2 試驗方法
 
滴定度標定:在標定模式下,準確移取 10.0μ L 標準水**滴定池中,待反應結束后輸入標準水質量 ,儀器自動計算出卡爾·費休試劑的滴定度。選擇工作模式,用 10.0μL 標準水進行反標定,當測定濃度為(100.00±2)%(質量分數)時,滴定度可采用。
 
樣品的測定:根據油品的水分含量移取一定量的樣品,將樣品打入反應池中,待反應結束后,輸入樣品質量,儀器會自動計算出樣品的水分含量(%或 mg/kg),平行測定 3 次,取平均值。
 
2 結果與討論
 
2.1 測試環境濕度的影響
 
由于卡爾·費休試劑吸水能力較強,隨著環境濕度的變化,樣品在電解池中會出現滴定時間過長,導致測定結果偏高。
 
表 2 不同濕度對實驗測定結果的的影響
Table 2 Effects of different humidity on the measurement results of experiment
 
  項目 相對濕度,% 標樣水含量,% 測定結果,% 相對偏差,%
           
  1 45 0.046 8 0.043 9 -6.20
  2 50 0.046 8 0.044 5 -4.91
  3 65 0.046 8 0.052 2 11.54
  4 72 0.046 8 0.060 2 28.63
  5 80 0.046 8 0.067 8 44.87
           
 
由表 2 可以看出,在樣品含水量保證不變的情況下,隨著實驗環境中空氣濕度的增大,測定結果的偏差也越來越大。
 
一般情況下不會產生明顯的影響,但是在空氣濕度較大的季節,影響明顯。由于濕度大,樣品容易吸收水分,并且進入實驗系統的水汽聚集在滴定池的器壁上,使得整個滴定池壁變濕。隨著滴定的進行,滴定池壁上的水將不斷地參與反應,導致滴定終點延遲,測定結果偏高。另外,實驗環境的濕度過大,卡氏試劑若密封不好,極易與空氣中水分反應,導致其濃度變化快,測定結果不準確。
 
因此,為保證測定結果的準確性,要求實驗環境濕度需要保持干燥,并且測定系統要盡可能密閉,防止水分滲入。可在滴定管上方安裝干燥劑,并及時做好進樣墊的更換工作,防止空氣中的水分進入
 
系統,確保分析準確性。
 
2.2 樣品均勻程度的影響
 
水分在石油產品中是非均勻分布的,尤其是輕質石油產品中,由于其密度比水小,大部分的水分沉在樣品底部。因此,在使用卡爾·費休法測定水含量時,樣品均勻程度對測定結果的準確性有很大的影響。本研究主要針對液體石油產品利用卡爾·費休法測定水含量時,樣品均勻程度對其結果的影響。
 
由表 3 可以看出,在樣品含水量、取樣點和進樣量保證不變的情況下,隨著搖勻時間的延長,水分被均勻地分布樣品中,測定結果的誤差也越來越小,越接近樣品的真實值。
 
表 3 不同搖勻時間對實驗測定結果的影響
 
Table 3 Effects of different shake time on measurement results
 
  搖勻時間/min 標樣水含 測定結果,% 相對偏差,%
  量,%
       
  1 0.046 8 0.025 8 -44.87
  3 0.046 8 0.035 7 -23.72
  5 0.046 8 0.039 8 -14.96
  8 0.046 8 0.043 1 -7.91
  10 0.046 8 0.044 3 -5.34
         
 
表 4 未搖勻不同取樣點下對實驗測定結果的影響
Table 4 Effects of different sampling points on the determination result when not shak
 
  取樣點 標樣水含量,% 測定結果,%
       
  上部 0.046 8 0.019 8
  中部 0.046 8 0.031 1
  下部 0.046 8 0.068 1
       
 
油品中的水分主要以游離態的形式存在,以粗顆粒非均勻分布,或漂浮于表面或沉于底部。由表 4 可知,油品在未搖勻情況下取樣,取樣點在樣品上部時,由于水分沉于底部,測定結果會偏小,而取樣點在樣品下部時,結果會遠遠大于真實值。由此可見,樣品的搖勻程度與**終結果的準確性有很大的關系。
 
因此,取樣前要把樣品充分混合均勻,取樣點必須保證具有代表性。取樣要迅速,避免樣品因在空氣中暴露過長而影響結果的準確性。
2.3 卡氏試劑的影響
 
卡氏試劑的濃度會因化學穩定性不好而發生變化,導致其滴定度也跟著變化,而卡氏試劑的滴定度是卡爾·費休測定水含量的關鍵參數。
 
由表 5 可以看出,隨著時間的推移,卡氏試劑滴定度下降,是因為卡氏試劑受空氣中水的影響,即測試環境的濕度的增大。由于卡式試劑穩定性隨時間不斷變化,所以測定新樣品時,需要重新標定滴定度,并用卡氏試劑循環沖洗滴定管。
2.4 電極污染的影響
 
儀器使用電極為鉑電極,其表面清潔度直接影響水含量的測定。在油品分析過程中,由于油質易附著在電極表面,造成電極污染,使儀器靈敏度降低,終點判斷滯后,影響測定準確度。
 
從表 7 可以看出,電極被污染后儀器的測定準確度差,**大相對偏差達 53.17%,準確度偏低。而污染電極經過丙酮浸泡擦拭處理后,測定結果**小相對偏差為 1.5%,測量準確度明顯提升。
 
表 7  電極處理前后測定結果
 
Table 7 Measurement results of electrode before and after
 
  標樣 污染電極處理前 污染電極處理后
         
  測定結 相對偏差 測定結果 相對偏差
  水含量/%
    果% /% /% /%
  0.005 3 0.007 8 47.17 0.005 6 5.66
  0.012 6 0.019 3 53.17 0.012 9 2.38
  0.046 8 0.062 4 33.33 0.047 5 1.50
  1.251 3 1.752 3 40.04 1.281 5 2.41
 
3 結 論
 
(1)電極是影響實驗結果關鍵因素,為了使儀器處于**佳狀態,平時應注意電極的維護和保養。
 
(2)由于卡爾·費休試劑有較強吸水能力和毒性,因此儀器應放置于通風、干燥的地方。
 
(3)樣品分析應嚴格控制進樣速度一致,取樣要迅速,避免樣品因在空氣中暴露過長而影響結果的準確性。
 
(4)本方法具有操作簡單,分析速度快,檢測精度高等特點,適合于輕質石油產品中微量水的實時監控。
聯系我們
客服電話
  • 17051050460
  • 0571-58120942
中国竞彩网 山西福彩网 七星彩票网 青海福彩网 西藏福彩网 西藏福彩网 上海福彩网 湖南福彩网