浅析石油产品水分检测技术研究现状及进展
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浅析石油产品水分检测技术研究现状及进展

 
 
在油类场产品中水分主要是以3种形态存在, 分别为溶解水、游离水和悬浮水。如果油类产品中含有水分证明油的纯度不够, 会对油的燃烧效果产生不良影响, 不仅会影响其产品性能发挥, 还会对机械造成损伤, 这就要求检测人员对水分检测工作基于充分重视。通过对各种石油水分检测方式的优势和弱点进行分析, 能够极大地促进我国石油检测水平提高, 在增强检测准确性的同时加快检测的速度, 从而推动我国石油生产质量增强, 为我国石油行业发展创造有利条件。对油类产品中所含水分杂质进行检测的方法只有很多, 目前在我国油类检测工作汇中常用的方法主要有3种, 分别为实验室测定法、在线测定法和现场测定法。
1. 现场测定法
1.1 视觉检测法
 
视觉检测法是所有石油产品水分检测方法中操作最简单的一种方法, 只需要使用肉眼观察进行检测即可, 在整个检测过程中不需要借助任何检测工具。目前, 这种方式并没有被纳入石油产品检验规范相关标准中, 但其已经在部分石油产品水分检验标准的相关标注中。视觉检测方法也成为目测法, 俗称为“摇瓶子”, 在油库和机场的油料管理及油质检测工作应用较为普遍。但是由于这种方法只能观测到体现在表面上油料杂质, 对体积较小的游离物质是无法观察到的, 所以使用这种方法检测石油产品中的水分进行检测所得出的结论并不准确。这种检测方法最大的特点是操作简单, 但它同时还具有检测结果失误率大、无法完成自动化操作等劣势, 其检验的结论极易受到有产品外观状态影响。如果进行所检测的油料产品经过了长时间的沉淀, 那么该油品外观就会相对清澈, 其检测的结果的准确性就会相对较高, 而如果检测的油料产品相对浑浊其带有颜色其检测结果的精确度就会相对较低。
1.2 爆裂试验
 
爆裂实验检测方法通常在润滑油类型的油料产品水分检测中使用, 用这种方法执行操作的主要过程是使用加热的方法将油料样品加热到一定温度后辨别油品所发出的声音, 通过声音判断我们可以知道油料样品中是否含有水分, 但采用这种方法进行检测存在一定不足, 由于水分在油料中的分布位置是不均匀的, 所以在使用这种方法进行实验检测时只能检测出加热部分的油料中是否含有水分, 并不能完全确定检测的油料整体中不含有水分。使用这种方法进行监测时可以使用加热的手段将油料产品中的游离水都蒸发掉, 但却不能发现油料中是否含有溶解水, 也无法对溶解水进行处理。另外, 如果所检测的油料中防止了添加剂或有其他溶解质存在, 其检测结果会受到一定程度的影响。若油料中添加了合成纤维物质或酯类元素, 油聊样品在加热之后就不会发出响声;若果油料中含有制冷添加剂或存在一些沸点较低的液态物质, 那么油料在加热之后就会出现蒸发的现象, 这也会对爆裂检查的结果造成一定影响;如果油料中含有一些较高的物质元素其检测结果同样也会受到影响。
1.3 氢化钙实验
 
使用氢化钙作为检试剂辅助油料水分检测工作也是众多检测方法中的一种, 这种检测方法只需要准备一个氢化钙试剂盒即可, 操作起来也非常简洁。氢化钙与水反应后会产生氢气, 多以将氢化钙固体加入到油料产品中, 对其反应质量进行观察和检验能够确定油料产品中是否含有水分, 而油料与氢化钙反应后所产生的气体量与油料样品中水分含量有直接关系, 监测人员可以通过对密闭通气中的压力值变化程度来样品水含量的多少。这种检测方法是一种精确度较高的检测方法, 能够检测出油料中的游离水。然而, 在使用这种方法进行油料检测所产生的气体是由水和氢化钙发生化学反应产生的, 所以如果油料产品的密度过大、性质状态较为黏稠就会对水分和氢化钙的接触情况造成影响, 从而导致水分与氰化钙反应不充分, 进而对检定结果造成不良影响。
2. 在线测定法
 
可用于油料水分含量检测的传感器类型有很多, 而最常见的传感器类型有两种, 一种是水分传感器, 另一种是光学传感器。使用传感器进行水分检测工作可以对石油产品的温度和水含量等检测值进行测定, 且具有一定的精确性。
 
水分传感器随着水的浓度的增加或减少, 装置的电容也随之发生变化, 通过将水分含量的多少转变为电容数值的大小, 进而间接测得油品中水分含量。光学传感器根据光穿过油品波长的变化, 通过建立标准曲线, 将波长转变为水分含量。测试结果均采用百分比表示。
 
采用温度和水分传感器检测变压器油中的水分含量, 并采用卡尔费体法法进行修正, 得到传感器与实际水分含量的关系公式, 可以快速测量油品中的水分。但是该方法公式中存在经验参数, 普适性不高。采用湿度传感器, 通过测量不同油品中油品湿度与含水量之间的关系, 建立湿度与水分之间的关系式, 间接快速的测量油品中的水分, 测量的4种油品中, 3种油品湿度与含水量之间存在较好的线性关系, 其中有一种油品相关性不高, 可以看出, 传感器方法的一个缺点就是受环境影响大, 而且该方法无法精确量化的游离水含量, 还需要建立标准曲线进行转换。尽管有这些限制, 但是该方法简便、测定快速, 可以实现水分的在线测量。
3. 实验室测定法
3.1 溶剂回流法
 
溶剂回流法是通过将无水溶剂的携带功能与水密度相结合, 运用二者之间存在的差异搜集油料在蒸馏作用下所产生的水分, 然后对蒸馏得出的水分体积进行测量, 再将测量结果与参与测量的油料质量进行比例计算, 从而得出检测油料中的水分含量比例值。采用这种方法进行检测需要使用特殊的容器对油料样品进行加热处理, 让油料中含有的水分能够充分蒸发, 并对蒸发反应得出的水蒸气采用有效方法进行压缩, 将其集中收纳在一个有刻度的容器内, 读取反应得出的蒸馏水的体积。该方法也可以称之为迪安斯塔克蒸馏法, 其操作过程比较复杂, 对样品的需求量也比较大, 再加上使用这种方法检测出的水分含量结果与现实存在很大差异, 所以在石油水分检测工作中并不是十分常用。
3.2 荧光检测法
 
通过使用荧光检测方法检测石油中的水分杂质及其含量可以确定油料中的游离水含量。检测人员通过对需要检测的油料使用经过荧光处置后的膜片进行过滤实验, 油料在经过膜片时会与膜片上的荧光材料发生化学反应, 探后再将过滤油料后的膜片放置在紫外线灯光下进行观察, 如果荧光亮度较高则证明油料中的游离水含量较大, 反之则证明其游离水含量较小。使用这种方法可以对油料产品中所含有的1ppm-60ppm游离水检测出来, 其检测的精确度较高, 然而由于其操作的过程比较复杂, 所以对检测人员的专业技术水平需求量较高, 且持续时间比较长, 所以并不适合在一些对检验测度较高的检测工作中使用, 也没有在油料检测工作中得到普及和推广。
3.3 卡尔费体法
 
卡尔费体法是一种专门用于测定水分并且测定结果最为准确的化学方法, 常被作为水分特别是痕量水分的标准分析方法, 用以校正其他的测定方法。卡尔费体法又分为容量法和库仑法。容量法仅能测得10-4级, 耗材试剂大, 测定时间偏长。卡氏库仑法是一种电化学方法, 主要的不同之处在于改变了试剂的成分, 用碘离子替换了碘单质, 计量方式由计量试剂体积到计量电流量, 精确度大幅提高, 可达1ppm, 而且不用预先确定试剂的滴定度, 可以直接测量, 具有消耗试剂少, 反应时间短等优点, 也被称为一种“绝对方法”。
 
这类检测方法测定结果比较准确, 重复性较好, 但是实验仪器操作不便, 试验准备过程复杂, 不适合用于现场快速测定油品中的水分测量。为了实现油品水分含量的检测速度, 很多研究单位和机构在采用该方法的基础上开发了微量水分测定仪。
 
结语
 
总而言之, 目前在我国的石油产品水分含量检测工作中所使用的检测方法普遍存在一些缺陷。通常在油品质量检测中使用的主要方法有卡尔费体法、传感器监测法和目测法等, 目测法只能通过肉眼观察的方式对宏观上表现较为明显的水分做出判断, 无法观察到微观的水分子;传感器极易受到外界因素影响导致检测精确度减少;而卡尔费体法需要通过差值计算来进行水分游离含量检测。这几种方法均因受到各种因素影响而无法保证检测的准确度, 所以相关工作人员需要通过对检测技术的研究现状的分析结果对检测技术进行完善和改进, 以促进石油中水分检测水平提高。