石油产品水分检测技术研究现状及进展

王莹

天津市产品质量监督检测技术研究院 天津 300384

石油产品中较为常见的杂质就是水，水的形式有三种：悬浮水、游离水、溶解水。当石油产品中存在水分时，可能会产生一系列的危害，影响到石油产品的使用性能，缩短用油设备的使用寿命。因此，要认真检测石油产品中的水分。就当前而言，石油产品中水分的测定方式不一，种类多样，本文主要介绍了石油产品水分检测的研究现状，分析不同方法的好坏，为今后的石油产品水分检测技术提供一定的经验，实现在石油产品水分检测技术能够在现场快速检测的重要意义。

1 石油产品中水分检测技术的研究现状及进展

石油产品中水分检测技术主要有三种：现场检测技术；在线检测技术；实验室检测技术。这三种检测技术中具体的检测方法各有各的优势和劣势，检测人员要明确何种情境下该运用何种检测方法。

1.1 现场检测技术

（1）通过视觉检测。石油产品中水分检测最简便的方法就是视觉检测法，即“摇瓶子”，通过在室温的环境条件下，用肉眼观察石油产品的外观。该种检测方法并未列入到石油产品的试验标准中，但是已经列入到喷气燃料和军用柴油等一些产品标准的附注里面，这种检测方法非常简便，而且操作很简单，它被广泛地应用在机场和油库里面，并不是所有的水分都能被肉眼观测到，当水分含量在30×10^-6以上时，该水分才能被肉眼观测到。视觉检测技术的检测误差比较大，检测的数据也不够准确，不能够实现检测的自动化，在检测的过程中会有一些因素影响石油产品的外观，从而影响实验结果。主要有两方面影响：第一个影响是石油产品的清澈度会随着石油产品沉降时间的长短变化，沉降的时间越长，石油产品就会越清澈，会降低石油产品的检测级别；第二个影响是带色的石油产品会掩盖石油产品浑浊的特性，影响石油产品结果的判定。

（2）通过氢化钙来进行检测。通过氢化钙来检测石油产品中的水含量也较为简便、通行。石油产品中的水会与氢化钙（固态）发生化学反应，进而生成氢气，氢气的生成量和检测的石油产品中的含水量是成正比的，被检测的石油产品的含水量可以通过密闭容器中压力的前后变化间接测量出。利用氢化钙检测的方式测量的精度比较高，能够检测到50ppm的游离水分。但是该实验中的氢气是石油产品的水和氢化钙进行反应得到的，石油产品的粘稠会通过物理反应影响水和氢化钙的化学反应，氢化钙这种添加剂会在化学上分散石油产品中的水分子，让水稳定地溶解在石油产品中，这会影响水分是否能够充分产生化学反应，从而影响结果的判定。

（3）通过爆裂实验进行检测。此种检测方法主要是检测润滑油中的水分，将石油产品的式样利用酒精灯加热到实验中指定的温度，通过听声音，辨识出检测的石油产品中有无水分的存在，不能定量检测出石油产品中的水分。因为加热方法只能蒸发石油产品中的游离水，所以，对于溶解在石油产品中的溶解水而言是不能够定量检测出来的。与此同时，石油产品中含有的添加剂和其他种类的溶解物，可能会表现出不同种的实验结果，比如：合成纤维、酯类等会让石油产品发出不同种的声音；制冷剂和一些低沸点杂物很容易就蒸发，影响实验结果的判定；如果是挥发性的有机溶剂和气体就会让石油产品出现假阳性，影响实验结果的判定。

1.2 在线检测技术

此项检测技术对石油产品中水分含量的测定主要是借助传感器。传感器能够检测石油产品的温度、饱和度。传感器有很多种，较为常见的传感器有水分传感器、光学传感器。水分传感器对石油产品水分的检测精确度很高，它会随着水的浓度的增加或者减少来进行检测，里面装置的电容会随着水浓度的变化而发生变化，将水分含量的多少变为电容数值的大小，间接地检测出石油产品中的水分含量。光学传感器能够依据光穿过石油产品产生的波长变化，再通过标准曲线的建立，把波长变为水分含量。检测的结果都是采用百分比表示。有的研究人员通过温度传感器实现石油产品中微量的水分的在线检测，能够很好地反映出变压器油中的水含量，实现在线检测的目的；还有的研究人员通过光学传感器检测喷气燃料中的游离水，实验结果表明激光的波长和环境的湿度、喷气燃料中的水分含量有线性关系，该种检测方法能够快速检测出喷气燃料中的游离水含量，但是该项实验环境要求比较高。还有研究人员通过采用温度和水分传感器来检测变压器油中的水分含量，再利用卡尔费休法进行修正，能够得到一个传感器和石油产品中水分的实际含量的关系公式，能够快速检测出石油产品中的水分，但该种方法得出的关系公式有经验参数，普适性不够高；还有采用湿度传感器检测的研究人员，他通过测量不同石油产品中的湿度和含水量的关系，建立湿度和水分的关系公式，间接、快速地测量出石油产品中的水分，他检测了四种石油产品，其中三种有线性关系，第四种的线性关系不够明显，这就说明普适应仍旧不高。

结合上述文字表明，传感器有一个很大的缺点是会受环境（有温度、大气压、防冰剂等）的影响，这种方法也不能精确测量游离水的含量，而且还要建立标准曲线，有很多方面的限制，虽然限制较多，但是此种检测方法简便且快，能够实现水分的在线检测。

1.3 实验室检测技术

（1）溶剂回流检测法。溶剂回流法是指通过无水溶剂的携带功能和水进行紧密结合，利用二者存在的差异收集石油产品在蒸馏作用下产生的水分，再对蒸馏出的水分的体积进行测量，最后把测量结果和测量的石油产品的质量进行对比计算，最终得到检测的石油产品中的水分含量的比例值。通过这种方法的检测需要借助特别的容器对石油产品的样品进行加热处理，使石油产品中含有的水分能够充分蒸发，对蒸发反应中的水蒸气进行压缩，再将它们收集到容器里面，读取出蒸馏水的体积。该种方法的操作过程比较复杂，对样品的需求量较大，所以，这种检测方法检测出水分含量的结果和现实情况并不同，在石油产品水分的检测工作中这种检测方法并不常见。

（2）荧光检测法。对石油产品中的游离水进行检测，运用荧光法进行检测是很有效的一种检测方法。运用荧光检测法进行实验时要先将实验的样品利用荧光做成膜片，游离水与荧光剂会产生反应，经紫外线照射，会让荧光染料和游离水产生反应，游离水的含量高，产生的荧光强度就很强。荧光检测方法能够对1-60mg/kg的游离水进行检测，检测的精确度也会很高，但是校准的时间会相对花费的很多，对技术的要求也很高，所以，该项技术的应用还不够普及。

（3）卡尔费休法。卡尔费休法是针对水分测定最为准确的一种检测方法，经常作为水分（尤其是衡量水分）的标准分析方法，经常作为一种辅助检测法，校正其他检测方法检测的结果。该种方法分成容量法、库伦法。容量法测得级数最大到104级，耗材的试剂用量大，检测的时间也比较长。库伦法是一种电化学方法，和容量法的区别是改变了试剂的成分，碘单质转换成碘离子，计量方式也从试剂体积转换成电流量，精确度大大地得到提高，能够达到1ppm，这种检测方法不用预先确定试剂的滴定度，可以直接进行检测，消耗的试剂也比较少，反应快，这种检测方法堪称“绝对方法”。张运宝一些学者利用卡尔费休法检测润滑油的水分含量，不同于蒸馏法，该种检测方法分析速度快、灵敏度高，测定时间短，能够连续检测多个样品。陶萍等一些学者通过卡尔费休法建立新型水分检测系统，能够拓展该分析方法的应用领域。

将利用卡尔费休法检测的水分结果与国家标准进行对比，测试结果非常接近，该种检测方法试验操作方便、简单，检测结果的准确度高、重复性好。但是在进行仪器操作时工序比较复杂，花费的时间会相对较多，不能对石油产品中的水分进行现场检测。这种问题的存在促使微水量水分测定仪的出现，通过这种仪器的运用，在进行石油产品的水分含量检测工作时，能够极大简化操作步骤，灵敏度也越来越高，检测的结果也越来越快速、准确、应用价值会越来越高。

2 结语

综上所述，当前我国石油产品水分含量的检测工作中使用的检测方法存在一些缺陷，检测的方法主要是现场检测技术、在线检测技术、实验室检测技术。其中具体的检测方式各有各的优缺点，我们需要将不同的检测方法进行对比，并不断地创新、发明，运用更为先进的检测方式检测石油产品中的水分含量，生产出高质高量的石油产品，提升石油产品水分检测的整体检测水平。