原油含水率的测定方法及影响因素有哪些?

   日期:2020-03-26     来源:分析测试百科网    浏览:22    
核心提示: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。
  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。
 
日期: 2020-03-26
标签: 原油 含水率 混合物 水包油
 
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