汽油中微量水分含量的研究

桑国翠

摘 要：用卡尔费休库仑法对成品汽油的微量水含量进行了分析，并对上海高桥分公司成品汽油的调和组分汽油的微量水含量进行了跟踪测定；分析了汽油微量水的来源及影响因素，指出了MTBE作为高辛烷值汽油调和组分，具有较强的吸水性，并给出了有针对性的降低汽油水含量的措施。

关 键 词：含氧化合物；微量水；过滤器；沉降

中图分类号：TE 624 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2016）03-0636-03

Abstract： By Coulometric Karl Fischer Titration， trace water content in finished gasoline was determined as well as trace water content in gasoline blending stocks of SINOPEC Shanghai Gaoqiao Company. Sources and influence factors of the trace moisture were analyzed， and its found that MTBE as high octane gasoline blending component has strong water absorption， that is the major factor leading to higher water content. At last， the targeted measure was put forward to reduce water content in gasoline.

Key words： Oxygenates； Trace moisture； Filter； Sedimentation

汽油生产是中国石化重要的业务之一，关系国家安全、能源战略以及企业的发展。近年来，随着油车合作越来越紧密，也使得不断涌现出许多的问题，汽油微量水的问题便是其中之一。汽油中含有少量的水会导致汽车无法点火或无故熄火。如果水进到气缸里，发动机会工作粗暴，同时容易损坏气门和活塞及活塞环等汽车机件，导致金属汽油箱内壁生锈，脱落的锈块吸附在汽油泵的滤网上，使汽油泵吸油的阻力变大，致使发动机吸油不足，动力下降，时间一久，油泵失效[1]。

本实验用卡尔费休水分测定法—库仑法[2]，分析了各石化公司及高桥分公司各汽油组分微量水的实际情况，研究了高桥分公司汽油微量水的产生原因，并针对原因，寻找降低微量水的方法。

1 水在油中的存在形式[3]

1.1 溶解水

水和油是不能混溶在一起的，但实际上，油品中总是含有少量以分子水平存在的水分，这种水被称为溶解水。水在油品中的溶解度与油品的种类无关，主要取决于油品的温度。在一定的温度下，油品只能溶解一定数量的水。油里不能溶解更多的水时，称之为饱和。当温度下降时，油溶解水的能力下降，溶解水会从油里析出，形成游离水。在达到油品的溶解水饱和度之前，油的外观是清亮透明的。

1.2 游离水

由于温度降低，溶解水从油里析出，或是外界有水侵入系统，就会形成一些小水滴悬浮在油品中，并随着水的增多逐渐形成大水滴。通常，油品的密度<1，因此水滴会沉入油品的底部。

1.3 乳化液

如果游离水在剧烈的搅拌下或在适当的表面活性剂的作用下，会形成极微小的液滴均匀地分散在油里，无法沉淀到油品底部，就会形成油的乳化。油品的颜色也因此变得模糊或是浑浊发白。

2 不同成品汽油中的微量水含量

2.1 不同炼油企业的成品汽油的水含量

为了初步了解国内成品汽油的微量水含量情况，对三家公司的10批次汽油产品的微量水含量进行了分析比对，其结果见表1。

从表1可以看出，虽然各公司加工原油的种类各不相同，加工过程也会存在诸多差异，但其各自的汽油产品的微量水含量没有明显的区别。

2.2 上海高桥分公司不同汽油调和组分微量含量

高桥分公司的汽油主要由S-zorb汽油、重整汽油和甲基叔丁基醚（简称：MTBE）调和而成。为了更全面地了解汽油产品微量水的来源，首先对不同汽油调和组分的微量水含量进行了6个月的跟踪分析，其统计结果见表2。

从表2可以看出，S-zorb汽油和2号重整汽油的微量水含量相对比较稳定，含量也相对较低，一般在100 mg/kg以下。MTBE的水含量相对较高，一般在200 mg/kg以上。

3 汽油中微量水的来源及影响因素

3.1 原油中固有的或生产过程中带入

绝对不含水的油是没有的，原油中本来就含有一定量的水份，大约为0.03%左右。水在油品中的溶解度与油品的种类无关，主要取决于油品的温度。常温下油品溶解水量很低，一般为0.04～0.09 cm3/L（相当于50～100 mg/kg），水含量常是饱和的，甚至有过多凝析水存在。但是油品中含有吸水物质时，微量水含量就会明显增加。另一方面，在汽油的生产加工过程中，也难免有部分微量水分的混入，导致汽油微量水含量增加。

3.2 空气中带入

汽油中加入适量的MTBE、乙醇等，可以改善汽油燃烧性能，减少有害物排放。但这些醇、醚类的含氧化合物也是导致其水含量增加的主要因素。含有甲醇、乙醇的汽油比普通汽油吸水性强，如运输工具不够密封，则48 h后含水量会增加一倍。

MTBE是一种无色、透明、高辛烷值的液体，是生产无铅、高辛烷值、含氧汽油的理想调合组份，作为汽油添加剂已被普遍使用。MTBE由甲醇与异丁烯反应而成，甲醇的平均含水量在0.3%左右，导致了MTBE成品含水量较高。另一方面，MTBE极易溶解于水，具有极强的亲水性，这一点在测定MTBE的水含量时也有很明显的体现，即随着测定时间和测定次数的增加，MTBE的水含量会越来越大[4]。表3列出了MTBE与汽油品的含水量大小与空气接触时间的关系。

从表3可以看出，MTBE具有极强的亲水性，与空气接触几个小时，含水量就会成倍增加。而含有少量MTBE的汽油样品的含水量相对比较稳定。

3.3 不同样品饱和水含量的测定

气候对微量水含量的测定存在很大的影响，尤其对于一些含有吸水能力较强的含氧化合物（如MTBE）的汽油样品[5]。研究过程发现，这些样品与空气接触的时间越长，含水量也越高，当然主要是与空气湿度有关。为了更加直观、更快地了解不同样品的饱和水含量，在进行分析前往不同样品中人为加入一定量水（使样品中有凝析水出现），充分振荡样品，使样品水含量达到饱和状态，然后测定其水含量，结果见表4。

由表4可以看出，含有少量MTBE的汽油样品，其饱和水含量也较低，而MTBE的吸水量非常大。用卡尔费休水分测定法—库仑法已无法测定。因此对于一些含有MTBE较高的汽油样品，在样品储存和运输过程中，都要严格确保整个系统的密封性。

4 降低汽油中微量水的措施[6]

4.1 沉降

对于含游离水较多的汽油样品，可以适当延长汽油在汽油罐中的沉降时间，并在储油罐底部设“积水包”，使储油罐中的水汇集到积水包中然后导出罐外，以达到部分脱水的目的。

4.2 使用干燥剂

加油站常在阻火器下部通气管中间安装干燥器，用干燥剂脱出吸入油罐内空气中的水分。目前所采用的干燥剂一般为颗粒硅胶。硅胶作为干燥剂是因为硅胶具有较大的比表面积和吸附活性，对水分子有较强的吸附作用。干燥的硅胶可以吸附大约占自身重量20%的水分。当硅胶干燥剂吸附水分子达到饱和而失去吸附活性后，可以通过加热的方法脱除硅胶中所吸附的水分子，恢复其活性。

4.3 使用具有吸水功能的过滤器

可以在汽油馏出口、成品罐出口或加油站等位置安装具有吸水功能的过滤器，进一步脱水。本研究中，对本公司一加油站采用的过滤器的脱除水含量的能力，也进行了跟踪分析。在加油站的加油枪前后，即使用过滤器前后，分别取样并进行分析比对，见表5。

由表5的测量数据可以看出，该加油站采用的过滤器具有一定的脱水能力。

5 结 论

（1）常温下油品溶解水量很低，目前各石油公司汽油产品水含量相当，成品汽油的水含量一般在100 ～200 mg/kg。

（2）作为高辛烷值调和组分，MTBE具有很强的吸水性，因此对于MTBE含量较高的汽油样品，在储运过程中要严格保证整个系统良好的密封性，防止因MTBE强吸湿性导致汽油水含量过大。

（3）可以使用具有脱水功能的过滤器对汽油进行脱水；对于含有较多水分的汽油，可以适当延长汽油在汽油罐中的沉降时间，进一步脱水，以降低汽油中的水含量。另外，也可以使用变色硅胶来脱除一定量的水分。

参考文献：

[1]戴颂. 含水乙醇汽油对电喷汽油机性能及燃烧特性的影响[D].昆明理工大学，2009.

[2] 轻质石油产品中水含量的测定法（电量法）[M].中国石化出版社，2011-01：817-821.

[3] 付文慧，张寿增，陆婉珍. 甲醇-汽油互溶性的研究[J].石油学报：石油加工，1986：03（03）.

[4] 陈月.甲醇汽油云水抗相分离助溶剂的复配研究[C].甲醇燃料及添加剂制备技术与应用交流研讨会，2011.

[5] 李彩虹，赵志莹.车用乙醇汽油水含量测定实验的几点注意事项[J]. 石油库与加油站，2009，3 （3）： 27-27.

[6] 孙永康，王江.加油站车用乙醇汽油中水分的污染及解决办法[J].石油库与加油站，2005，02（2）：32-33.

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