蒸馏法测定原油含水率准确性探讨
来源:用户上传
作者:
摘 要：蒸馏法原油含水率测定过程中，取样具有代表性，选择合适的溶剂，严格控制加热速度及冷凝水温度，选择全自动仪器的等可以提高原油含水率的准确性。
关键词：蒸馏法测定含水率；影响因素；改进措施
在石油加工过程中，含水过多会造成蒸馏塔操作不稳定，严重时甚至会造成冲塔事故等诸多问题，因此在原油生产中需要测定原油含水率。原油中水主要存在形式有悬浮水、游离水、溶解水。油水混合物有两种形式：油包水和水包油。目前国家和行业测定含水的方法很多，其中最通用的是原油蒸馏法。蒸馏法测定含水小于1%的油样的精密度高，但取样随机性大，在测量过程中存在多种影响测量结果准确度的因素。
1 蒸馏法测定原油含水率的原理
在循环水的冷凝下将一定量的油样与不溶于水的溶剂混合缓慢加热，控制馏出物以2～5滴/s的流速滴进接收器。油样、溶剂和水一起蒸馏，由于水的相对密度大于溶剂，从而沉降到接收器刻线管下部，溶剂与油再次进入烧瓶中继续蒸馏和分离，直至接收器刻线管下部水量不再增加，接收器上部澄清时停止加热。根据试样的用量和蒸出水的体积计算出含水率。
2 测定含水率的影响因素
2.1 取样和处理试样
原油乳化液属于不稳定体系，随着存放时间越长，油和水会不断分离，上部油样含水不断减少，下部原油含水不断增大，所以任何一个部位油样的原油含水都不能代表整罐油样的含水，这就要求严格按照三级取样，以保证油样的代表性。样品底部不含游离水说明该原油乳化液属于稳定体系原油，经摇动后有一定稳定度，短时间不会迅速分离，所以可以通过剧烈震荡后称取试样，以减小误差；油样下部含有游离水，剧烈摇动后原油乳化液还是属于不稳定体系，所以将上部乳化原油和下部游离水分开计算，把除去游离水的乳化原油剧烈摇匀，蒸馏测定原油含水率。
2.2 测量准备工作
测量仪器清洁干燥，防止水滴挂壁。加热试样到具有足够流动性时的最低温度，称取前应该剧烈振荡，使油和水混合均匀。在冷凝管上部用棉花或者干燥剂塞住，防止外部水进入冷凝管内。仪器气密性良好，阻止系统内水分的损失。
2.3 溶剂的选择
在应用GB/T8929和GB/T260标准对原油含水进行测量中，都要加一种不溶于水的溶剂，溶剂在整个过程中对原油起着溶解、稀释、分散、洗涤、携带作用。原油流动性差，存在油包水和水包油现象，含水高、含杂质导致的粘壁挂水现象决定了对溶剂的溶解性有更高要求。
从蒸馏法测定原油含水原理可看出溶剂必须具备合适溶解性、初馏点和馏程。溶剂初馏点低于水的沸点，原油中所含水分不能充分的蒸发出来；溶剂的馏程过宽，即便初馏点合适，也无法使溶剂充分蒸发循环，将水携带出来。通过表1数据可看出二甲苯的溶解性高于200#溶剂油，馏程窄，初馏点也合适，毒性小于苯和甲苯，高于200#溶剂油和普通汽油，因此在GB/T8929中二甲苯为溶剂首选。由于二甲苯有毒，不能接触皮肤，必须在通风良好或者实验仪器是完全密封情况下使用。经过大量实验得到200#溶剂油和二甲苯蒸馏出来结果与实际结果最接近，因此在一般情况下200#溶剂油可代替二甲苯作蒸馏溶剂。200#溶剂油的缺点是馏程范围宽，在测量含水率高和复杂原油时容易发生爆沸和冲样，影响分析结果准确性，还能造成火灾事故。
2.4 在含水测定中加热速度与循环水温度对测定结果的影响
由于原油组成、类型不同，原油和溶剂混合在一起的沸腾情况不同。对加热和循环水温度的要求也不同。加热速度过快或者过慢都容易造成原油发生爆沸，导致无法进行测定。加热速度过慢，测定时间长，在样品含水率高时，水滴可能在蒸馏烧瓶上凝结，增加爆沸风险，增加控制难度，所以控制加热速度也是减少误差的方法之一，一般控制馏出物以2～5滴/s的流速滴进接收器为宜。循环水温度过高，冷凝效果差，蒸发的水气无法完全冷却凝结，增加了突沸的可能和在系统中可能存在水分损失的风险；循环水温度过低，会提高测定成本，增加能耗。所以为了提高准确性，因根據外界温度调节冷凝液的温度，使冷凝液始终保持在冷凝器冷却水口处，至此冷却水应保持在20～25℃为宜。
2.5 仪器选择
目前蒸馏法测定含水的仪器主要有两种：一种是全自动仪，包括集加热控制，磁力搅拌，自动定时，自动制冷循环水；一种是可控电热套蒸馏仪。可控电热套的缺点是，第一无磁力搅拌，由于原油组成复杂性，可能造成爆沸；第二无可控循环冷却水，当外界温度变化大时，无法控制冷却水温度，容易造成大量水由系统中带出。
综上所述，为提高蒸馏法原油水含量测定的准确度，可采取以下措施：①采样必须具有代表性，在称量样品时必须剧烈摇匀；②可选择溶解性好的200#溶剂油，使用时竟可能防止爆沸；③蒸馏严格控制加热速度和循环水温度；④使用有搅拌装置，可控冷却水温度的全自动仪。
参考文献：
[1]于素青.蒸馏法测定原油含水量的影响因素探讨[J].工业.2017，13（1）：12-13.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14851089.htm
