王瑩

天津市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)技術(shù)研究院 天津 300384

石油產(chǎn)品中較為常見(jiàn)的雜質(zhì)就是水，水的形式有三種：懸浮水、游離水、溶解水。當(dāng)石油產(chǎn)品中存在水分時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生一系列的危害，影響到石油產(chǎn)品的使用性能，縮短用油設(shè)備的使用壽命。因此，要認(rèn)真檢測(cè)石油產(chǎn)品中的水分。就當(dāng)前而言，石油產(chǎn)品中水分的測(cè)定方式不一，種類多樣，本文主要介紹了石油產(chǎn)品水分檢測(cè)的研究現(xiàn)狀，分析不同方法的好壞，為今后的石油產(chǎn)品水分檢測(cè)技術(shù)提供一定的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)在石油產(chǎn)品水分檢測(cè)技術(shù)能夠在現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)的重要意義。

1 石油產(chǎn)品中水分檢測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展

石油產(chǎn)品中水分檢測(cè)技術(shù)主要有三種：現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)；在線檢測(cè)技術(shù)；實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)技術(shù)。這三種檢測(cè)技術(shù)中具體的檢測(cè)方法各有各的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，檢測(cè)人員要明確何種情境下該運(yùn)用何種檢測(cè)方法。

1.1 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)

（1）通過(guò)視覺(jué)檢測(cè)。石油產(chǎn)品中水分檢測(cè)最簡(jiǎn)便的方法就是視覺(jué)檢測(cè)法，即“搖瓶子”，通過(guò)在室溫的環(huán)境條件下，用肉眼觀察石油產(chǎn)品的外觀。該種檢測(cè)方法并未列入到石油產(chǎn)品的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中，但是已經(jīng)列入到噴氣燃料和軍用柴油等一些產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的附注里面，這種檢測(cè)方法非常簡(jiǎn)便，而且操作很簡(jiǎn)單，它被廣泛地應(yīng)用在機(jī)場(chǎng)和油庫(kù)里面，并不是所有的水分都能被肉眼觀測(cè)到，當(dāng)水分含量在30×10^-6以上時(shí)，該水分才能被肉眼觀測(cè)到。視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)誤差比較大，檢測(cè)的數(shù)據(jù)也不夠準(zhǔn)確，不能夠?qū)崿F(xiàn)檢測(cè)的自動(dòng)化，在檢測(cè)的過(guò)程中會(huì)有一些因素影響石油產(chǎn)品的外觀，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。主要有兩方面影響：第一個(gè)影響是石油產(chǎn)品的清澈度會(huì)隨著石油產(chǎn)品沉降時(shí)間的長(zhǎng)短變化，沉降的時(shí)間越長(zhǎng)，石油產(chǎn)品就會(huì)越清澈，會(huì)降低石油產(chǎn)品的檢測(cè)級(jí)別；第二個(gè)影響是帶色的石油產(chǎn)品會(huì)掩蓋石油產(chǎn)品渾濁的特性，影響石油產(chǎn)品結(jié)果的判定。

（2）通過(guò)氫化鈣來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)氫化鈣來(lái)檢測(cè)石油產(chǎn)品中的水含量也較為簡(jiǎn)便、通行。石油產(chǎn)品中的水會(huì)與氫化鈣（固態(tài)）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而生成氫氣，氫氣的生成量和檢測(cè)的石油產(chǎn)品中的含水量是成正比的，被檢測(cè)的石油產(chǎn)品的含水量可以通過(guò)密閉容器中壓力的前后變化間接測(cè)量出。利用氫化鈣檢測(cè)的方式測(cè)量的精度比較高，能夠檢測(cè)到50ppm的游離水分。但是該實(shí)驗(yàn)中的氫氣是石油產(chǎn)品的水和氫化鈣進(jìn)行反應(yīng)得到的，石油產(chǎn)品的粘稠會(huì)通過(guò)物理反應(yīng)影響水和氫化鈣的化學(xué)反應(yīng)，氫化鈣這種添加劑會(huì)在化學(xué)上分散石油產(chǎn)品中的水分子，讓水穩(wěn)定地溶解在石油產(chǎn)品中，這會(huì)影響水分是否能夠充分產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而影響結(jié)果的判定。

（3）通過(guò)爆裂實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè)。此種檢測(cè)方法主要是檢測(cè)潤(rùn)滑油中的水分，將石油產(chǎn)品的式樣利用酒精燈加熱到實(shí)驗(yàn)中指定的溫度，通過(guò)聽(tīng)聲音，辨識(shí)出檢測(cè)的石油產(chǎn)品中有無(wú)水分的存在，不能定量檢測(cè)出石油產(chǎn)品中的水分。因?yàn)榧訜岱椒ㄖ荒苷舭l(fā)石油產(chǎn)品中的游離水，所以，對(duì)于溶解在石油產(chǎn)品中的溶解水而言是不能夠定量檢測(cè)出來(lái)的。與此同時(shí)，石油產(chǎn)品中含有的添加劑和其他種類的溶解物，可能會(huì)表現(xiàn)出不同種的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，比如：合成纖維、酯類等會(huì)讓石油產(chǎn)品發(fā)出不同種的聲音；制冷劑和一些低沸點(diǎn)雜物很容易就蒸發(fā)，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的判定；如果是揮發(fā)性的有機(jī)溶劑和氣體就會(huì)讓石油產(chǎn)品出現(xiàn)假陽(yáng)性，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的判定。

1.2 在線檢測(cè)技術(shù)

此項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)對(duì)石油產(chǎn)品中水分含量的測(cè)定主要是借助傳感器。傳感器能夠檢測(cè)石油產(chǎn)品的溫度、飽和度。傳感器有很多種，較為常見(jiàn)的傳感器有水分傳感器、光學(xué)傳感器。水分傳感器對(duì)石油產(chǎn)品水分的檢測(cè)精確度很高，它會(huì)隨著水的濃度的增加或者減少來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，里面裝置的電容會(huì)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(cè)出石油產(chǎn)品中的水分含量。光學(xué)傳感器能夠依據(jù)光穿過(guò)石油產(chǎn)品產(chǎn)生的波長(zhǎng)變化，再通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立，把波長(zhǎng)變?yōu)樗趾俊z測(cè)的結(jié)果都是采用百分比表示。有的研究人員通過(guò)溫度傳感器實(shí)現(xiàn)石油產(chǎn)品中微量的水分的在線檢測(cè)，能夠很好地反映出變壓器油中的水含量，實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)的目的；還有的研究人員通過(guò)光學(xué)傳感器檢測(cè)噴氣燃料中的游離水，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明激光的波長(zhǎng)和環(huán)境的濕度、噴氣燃料中的水分含量有線性關(guān)系，該種檢測(cè)方法能夠快速檢測(cè)出噴氣燃料中的游離水含量，但是該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境要求比較高。還有研究人員通過(guò)采用溫度和水分傳感器來(lái)檢測(cè)變壓器油中的水分含量，再利用卡爾費(fèi)休法進(jìn)行修正，能夠得到一個(gè)傳感器和石油產(chǎn)品中水分的實(shí)際含量的關(guān)系公式，能夠快速檢測(cè)出石油產(chǎn)品中的水分，但該種方法得出的關(guān)系公式有經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，普適性不夠高；還有采用濕度傳感器檢測(cè)的研究人員，他通過(guò)測(cè)量不同石油產(chǎn)品中的濕度和含水量的關(guān)系，建立濕度和水分的關(guān)系公式，間接、快速地測(cè)量出石油產(chǎn)品中的水分，他檢測(cè)了四種石油產(chǎn)品，其中三種有線性關(guān)系，第四種的線性關(guān)系不夠明顯，這就說(shuō)明普適應(yīng)仍舊不高。

結(jié)合上述文字表明，傳感器有一個(gè)很大的缺點(diǎn)是會(huì)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(cè)量游離水的含量，而且還要建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，有很多方面的限制，雖然限制較多，但是此種檢測(cè)方法簡(jiǎn)便且快，能夠?qū)崿F(xiàn)水分的在線檢測(cè)。

1.3 實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)技術(shù)

（1）溶劑回流檢測(cè)法。溶劑回流法是指通過(guò)無(wú)水溶劑的攜帶功能和水進(jìn)行緊密結(jié)合，利用二者存在的差異收集石油產(chǎn)品在蒸餾作用下產(chǎn)生的水分，再對(duì)蒸餾出的水分的體積進(jìn)行測(cè)量，最后把測(cè)量結(jié)果和測(cè)量的石油產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比計(jì)算，最終得到檢測(cè)的石油產(chǎn)品中的水分含量的比例值。通過(guò)這種方法的檢測(cè)需要借助特別的容器對(duì)石油產(chǎn)品的樣品進(jìn)行加熱處理，使石油產(chǎn)品中含有的水分能夠充分蒸發(fā)，對(duì)蒸發(fā)反應(yīng)中的水蒸氣進(jìn)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(guò)程比較復(fù)雜，對(duì)樣品的需求量較大，所以，這種檢測(cè)方法檢測(cè)出水分含量的結(jié)果和現(xiàn)實(shí)情況并不同，在石油產(chǎn)品水分的檢測(cè)工作中這種檢測(cè)方法并不常見(jiàn)。

（2）熒光檢測(cè)法。對(duì)石油產(chǎn)品中的游離水進(jìn)行檢測(cè)，運(yùn)用熒光法進(jìn)行檢測(cè)是很有效的一種檢測(cè)方法。運(yùn)用熒光檢測(cè)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)要先將實(shí)驗(yàn)的樣品利用熒光做成膜片，游離水與熒光劑會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)，經(jīng)紫外線照射，會(huì)讓熒光染料和游離水產(chǎn)生反應(yīng)，游離水的含量高，產(chǎn)生的熒光強(qiáng)度就很強(qiáng)。熒光檢測(cè)方法能夠?qū)?-60mg/kg的游離水進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)的精確度也會(huì)很高，但是校準(zhǔn)的時(shí)間會(huì)相對(duì)花費(fèi)的很多，對(duì)技術(shù)的要求也很高，所以，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用還不夠普及。

（3）卡爾費(fèi)休法?？栙M(fèi)休法是針對(duì)水分測(cè)定最為準(zhǔn)確的一種檢測(cè)方法，經(jīng)常作為水分（尤其是衡量水分）的標(biāo)準(zhǔn)分析方法，經(jīng)常作為一種輔助檢測(cè)法，校正其他檢測(cè)方法檢測(cè)的結(jié)果。該種方法分成容量法、庫(kù)倫法。容量法測(cè)得級(jí)數(shù)最大到104級(jí)，耗材的試劑用量大，檢測(cè)的時(shí)間也比較長(zhǎng)。庫(kù)倫法是一種電化學(xué)方法，和容量法的區(qū)別是改變了試劑的成分，碘單質(zhì)轉(zhuǎn)換成碘離子，計(jì)量方式也從試劑體積轉(zhuǎn)換成電流量，精確度大大地得到提高，能夠達(dá)到1ppm，這種檢測(cè)方法不用預(yù)先確定試劑的滴定度，可以直接進(jìn)行檢測(cè)，消耗的試劑也比較少，反應(yīng)快，這種檢測(cè)方法堪稱“絕對(duì)方法”。張運(yùn)寶一些學(xué)者利用卡爾費(fèi)休法檢測(cè)潤(rùn)滑油的水分含量，不同于蒸餾法，該種檢測(cè)方法分析速度快、靈敏度高，測(cè)定時(shí)間短，能夠連續(xù)檢測(cè)多個(gè)樣品。陶萍等一些學(xué)者通過(guò)卡爾費(fèi)休法建立新型水分檢測(cè)系統(tǒng)，能夠拓展該分析方法的應(yīng)用領(lǐng)域。

將利用卡爾費(fèi)休法檢測(cè)的水分結(jié)果與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，測(cè)試結(jié)果非常接近，該種檢測(cè)方法試驗(yàn)操作方便、簡(jiǎn)單，檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度高、重復(fù)性好。但是在進(jìn)行儀器操作時(shí)工序比較復(fù)雜，花費(fèi)的時(shí)間會(huì)相對(duì)較多，不能對(duì)石油產(chǎn)品中的水分進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。這種問(wèn)題的存在促使微水量水分測(cè)定儀的出現(xiàn)，通過(guò)這種儀器的運(yùn)用，在進(jìn)行石油產(chǎn)品的水分含量檢測(cè)工作時(shí)，能夠極大簡(jiǎn)化操作步驟，靈敏度也越來(lái)越高，檢測(cè)的結(jié)果也越來(lái)越快速、準(zhǔn)確、應(yīng)用價(jià)值會(huì)越來(lái)越高。

2 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)前我國(guó)石油產(chǎn)品水分含量的檢測(cè)工作中使用的檢測(cè)方法存在一些缺陷，檢測(cè)的方法主要是現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)、在線檢測(cè)技術(shù)、實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)技術(shù)。其中具體的檢測(cè)方式各有各的優(yōu)缺點(diǎn)，我們需要將不同的檢測(cè)方法進(jìn)行對(duì)比，并不斷地創(chuàng)新、發(fā)明，運(yùn)用更為先進(jìn)的檢測(cè)方式檢測(cè)石油產(chǎn)品中的水分含量，生產(chǎn)出高質(zhì)高量的石油產(chǎn)品，提升石油產(chǎn)品水分檢測(cè)的整體檢測(cè)水平。