石油产品中的水分

２００６年增刊Ｖ０１．１６Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ检验检疫科学ＩＮＳＰＥＣⅡ０ＮＡＮＤＱＵＡＲＡＮⅡＮＥＳＣＩＥＮＣＥ石油产品中的水分李春雄（湛江出入境检验检疫局，广东湛江，５２４０２２）在石油产品的生产、储运及使用等各个环节中，由于操作技术及环境条件的限制，造成水分渗入，同时，石油产品本身具有一定程度的吸水性，能从大气中或在与水接触时，吸收溶解一部分水。

石油产品中水分的存在，使石油产品的数量、品质受到直接影响。

因此，对石油产品中水分的深入认识，在与石油化工有关的行业中显得尤为重要。

１水在石油产品中存在的状态１．１悬浮状：水分以水滴状态悬浮于油中。

１．２乳化状：水分以极细小的水滴状均匀分散于油中，这种分散很细的乳浊液，由于水滴微粒极小，比悬浮状水份更难自石油中分出。

１．３溶解状：水分以溶解于油中之状态存在，其能溶解在油中的量，决定于石油产品的化学成分和温度，通常烷烃、环烷烃及烯烃溶解水的能力较弱，芳香烃能溶解较多的水分；温度越高，水能溶解于油品的数量越多。

１．４游离状：水分已从油品中分离出来，沉积于油品的底部。

２石油产品中水分的危害性２．１侵占有限罐容，增大运费，给储、运都造成浪费，使油品的实际数量减少。

２．２石油产品中水分蒸发时要吸收热量，会使发热量降低，同时会加速油品的氧化和胶化。

圭回合通过的《实施卫生与植物卫生措施协定》建议使用国际标准，规定成员国政府有权采取措施，保护人类与动植物的健康，确保人畜食物免遭污染物、毒素、添加剂和进口动植物携带疾病的影响和伤害，发达国家以此作为控制发展中国家产品进口的重要工具，严格限制食品中相对敏感的安全卫生指标，防止超标产品进入国内市场。

６）绿色补贴制度。

绿色补贴是为了保护环境和资源，将环境和资源费用计算在成本之内，使环境和资源成本内在化，环境成本内在化的企业给予财政补贴，鼓励出口。

３．５计量单位壁垒很多出口商品能否顺利销售，有时取决于使用的计量单位制，有些国家抵制与本国计量单位不一致的商品进口。

美国商务部曾对美国实行英制带来的贸易影响作过分析，如果美国坚持采用传统的英制计量单位，就很难向非英制国家推销商品，因此美国在１９６５年就转向米制计量单位制，１９７５年美国出口增长了２７％以上，出口产品总量增加了近６０００亿美元。

欧盟早在１９８９年就宣布，不再购买以英寸或磅为计量单位的任何商品，甚至包括带有双重计量单位标记的商品，米制已成为世界普遍采用的计量单位制。

３．６电子数据壁垒目前世界各国为了保护本国的商业利益和经济地位，都非常重视商品信息的快速传递与处理，积极开发、推广、应用电子数据交换技术，将贸易、运输、金融、保险、海关等业务，以一种符合国际公认的标准格式，通过计算机网络相互传递，实现各国和各部门问的数据交换，完成以贸易为中心的全部工作过程，提高贸易业务传递和处理的速度，降低成本，减少错漏，提高竞争力。

推行“无纸贸易”，将引起世界范围内的一场商业革命。

３．７信息技术壁垒在现今的信息产品生产领域，信息技术标准成了一种新的技术垄断和市场限制的手段，谁能抢先进行信息技术标准的制订和管理工作，谁就有可能把握主动。

信息技术标准的实质和核心就是信息技术体系中对于信息技术的知识产权，信息技术垄断是通过知识产权保护来实现的。

由于知识产权具有地域性和排他性，一旦这种标准得到普及，会形成一定程序的垄断。

这也就是信息技术标准同知识产权关系的关键所在。

信息技术标准中的信息技术必须有很多是专利技术，因为只有拥有专利权的信息技术才能实现垄断和排他，信息技术标准的实质就是要通过专利战略、技术许可等知识产权战略实现垄断。

１０７·ＩＮＳＰＥＣⅡ０ＮＡＮＤＱＵＡＲＡＮＴＩＮＥＳＣＩＥＮＣＥ检验检疫科学Ｖ０１．１６Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ２００６年增刊２．３轻质油品中的水分会使燃烧过程恶化，并能将溶解的盐带人汽缸内，生成积炭，增加汽缸的磨损；在低温情况下，其中水会结冰，堵塞燃料导管和滤清器，妨碍发动机燃料系统的燃料供给。

２．４润滑油有水时，不但会引起发动机零件的腐蚀，而且水和高于１００℃的零件接触时会形成蒸汽，破坏润滑油薄膜。

２．５在蒸馏提炼时，油料中过多含水会造成塔内汽相线速过高，使操作不稳定，严重时会引起冲塔事故，同时它还增加加热炉和塔顶冷凝冷却器的负荷：增加燃料的消耗量及冷却水用量，降低装置的实际处理能力。

３石油产品中水分的分离方法３．１吸附过滤法对于含水量较少的轻质石油产品，可将其通过干燥的滤纸或棉花，脱除其中水分，因为水分很容易吸附在这种干燥物质的表面上，而干燥的物质如棉花能强烈地吸收油中的水分。

３．２脱水剂脱水将脱水剂直接加入油样中进行脱水，之后再用滤纸除去脱水剂。

通常用的脱水剂有无水氯化钙，无水硫酸钠，煅烧过的食盐，这些食盐既能吸水并同水化合，又能破乳。

在选择脱水剂时，必须考虑：１）脱水剂不能与石油产品起化学反应。

２）脱水效率要高，使油水界面清楚，脱出的水含油少。

３）不溶于该油品。

４）对石油产品无催化作用，以免发生聚合、缩合、自动氧化等反应。

５）用量少，价格便宜，容易买到，可以回收再用。

３．３常压加热法将石油产品加热，当温度逐渐升至７０℃～８０℃时，油的粘度降低，出现对流，降低了其中乳化水滴保护膜的机械强度，乳化液中的细水滴合并为大水滴，大水滴沉降而和油分开。

当升至１００℃左右，水即可逐渐汽化，从油中清除掉，而溶解水在加热至１３０℃一１４０℃时也开始排出。

据此原理，用加热法脱水，效果很好，不仅能清除悬浮水分，且能几乎完全清除溶解水。

１０８·表２不同混样方法对样品代表性暨测定结果的影响需要指出的是此法对轻质油品不适用，因为温度高时轻组份会随水分一齐被蒸出。

另外，此脱水法原理为升高温度，降低油品的密度与粘度，使油水密度差增大以加速油水分离，但温度过高也可能使油水密度差减小而不利于脱水，例如在１５０℃时水的密度为０．９１７ｋｇ／Ｌ，这就有可能和某些重质油在该温度的密度相接近，因此每种油品应该有其最佳的脱水温度，而不能盲目追求高温。

３．４蒸馏脱水法是将油品在蒸馏装置上蒸馏，将油品中轻馏份或特意加入的溶剂和水份一起蒸出，分离后，除去水份和溶剂，把轻馏份倒回已脱水的油品中。

３．５其他方法除此之外，还有真空脱水法、离心脱水法、电磁场脱水法等。

在工业生产中，由于生产和运输的剧烈扰动，油和水形成了难分离的乳化液，单凭上述某一种脱水法进行脱水是不可能把水脱干净的，所以往往采用几级脱水，而每级的方法都不一样。

例如南油涠洲终端在海上原油的预处理中，一级采用添加脱水剂、破乳剂，再用常压加热法将水分沉降，最后利用电磁场将微粒水再度分离，以达到高效率脱水。

而在实验室，通常使用常压加热法或添加脱水剂法，它们较为简单、快捷。

４石油产品中水分检测依据的标准与方法４．１容器底水测量装储石油产品的容器底水（即游离水）的测量标准为ＧＢ厂Ｉ’１３８９４—９２，它利用油尺及示水膏探明油品底部游离水的高度，根据储罐的体积换算表来计算得油品游离水的体积。

对于存在与油品不同相而对示水膏无反应（如有机化工品）或反应不明显（如乳化液）的物质时，务必用底部取样器，手工采取油品底部样品或在输油管线上定期取样，以确定油品的２００６年增刊Ｖ０１．１６Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ检验检疫科学ＩＮＳＰＥＣｌｒｌ０ＮＡＮＤＱＵＡＲＡＮ耵ＮＥＳＣＩＥＮＣＥ不均匀程度及估计油品的质量与数量。

４．２影响样品代表性的主要因素在石油产品的水分中，除了游离水外，乳化状、溶解状及悬浮状的水分均为内含水，要准确地测出内含水量，必须取得具有代表性的样品。

４．２．１取样方式常用手工法（ＧＢ４７５６）及管线自动取样法（ＡＳＴＭＤ４１７７）。

由于采用了手工与自动两种取样法，其样品分析结果是否一致？差异原因何在？我们对两者的水杂物含量做了如下对比测试（样品源自“南海希望”号贮油轮的外输管线自动样及各提油轮上的手工样），结果见表１。

由表１可见，手工样的水杂物含量比自动样的略小，我们认为主要原因是贮油轮的外输管口靠近油舱底部，输油时下层油先出，而通常下层原油沉降水杂（即水杂物含量）略多一些。

经测试可知，两者之间相差甚微，有半数的水杂含量竟是相同的。

因此，手工样与自动样都具一定的代表性，但作为输出油品的代表性来讲，自动管线样是按油品流过的时问或体积来取样的，它代表了所输送的整批货物，是一种过程取样，由自动管线样测出的相应结果代表该批货物总的含水量或总的水杂物含量。

而手工样是点取样，随机选择取样点，人为因素多，局限性大，尤其在抽取例行样或全程样时要求操作技术非常高；当使用手工在船舱或储罐取样时，油品的总含水量为（游离水＋内含水），其做法是先用油尺及示水膏探明油品底部游离水的高度，计算得游离水的体积，然后在这一高度之上进行取样，对样品按照４．３方法进行化学检测，得到的结果为内含水量；在测试游离水高度时，由于油品底层的不规则及乳化液的不均匀等因素的于扰，油水界面难以断定而容易产生误差。

故自动管线样比手工样更科学、更有代表性。

４．２．２样品的混制方法手工混样与混合泵混样两种方法。

我们在实验室中做过试验，在两个相同的２０Ｌ集样罐中分别装入１５Ｌ相同的原油样及同样量的水，分别经混合泵循环式混样或手工摇动混样后，对它们进行水杂物测定，结果见表２。

由表２可见，内装１５Ｌ原油样的２０立升集样罐，用人工去摇动混样，是难以均匀的。

而采用混样泵混样则较为理想，其混制的油样上、中、下层的物性均匀一致，更利于油品的分析检验。

对于混样的速度及时间要适宜。

速度慢、时问不足，混样的均匀性差；相反，混样太剧烈会使油与水形成更难分离的乳化液。

４．３测定方法及标准经上述过程得到具代表性样品，然后进行水分测定。

其方法主要有蒸馏法、卡尔一费休法、离心法，其原理分别为：蒸馏法根据油水之间的沸点不同；卡尔一费休法利用一种溶液对油液进行滴定视油液电位的变化而确定含水量；离心法则是根据油水的不相溶性及密度差异来测定。

离心法所得到的含水量一般低于实际含水量，当测定精度要求较高时，水分测定须用蒸馏法，油液中其他沉积物测定用抽提法，具体适用标准如下：４．３．１ＧＢ／ｒ１１２６０石油产品水分测定法（蒸馏法）４．３．２ＧＢ厂Ｉ＇８９２９原油水含量测定法（蒸馏法）４．３．３ＡＳＴＭＤ９５蒸馏法测定石油产品和沥青质物质中水含量标准试验方法４．３．４ＧＢ厂Ｉ’１１１３３液体石油产品水含量测定法（卡尔一费休法）其测量范围为５０～１０００ｍｇ／ｌ【ｇ４．３．５ＧＢ厂ｒ１１１４６原油水含量测定法（卡尔一费休法）其测量范围为０．０２％～２０％４．３．６ＧＢ厂ｒ６５３３原油中水和沉淀物测定法（离心法）４．３．７ＡＳＴＭＤ１７９６、Ｄ４００７离心法测定原油和燃料油中水杂物的标准试验方法值得一提的是，如果采用离心法测定油品含水量，需要使用破乳剂时，必须明确，所使用的破乳剂类型应适用于被测油品的破乳，使用的具体类型和数量要由合同买卖双方确定，在测试报告中要注明破乳剂的名称和用量，当溶剂不是甲苯时，则应报告所用的溶剂。