專利名稱：一種蒸餾法測(cè)定原油中水含量的裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)定原油中水含量的裝置，尤其涉及一種蒸餾法測(cè)定原油中水含量的裝置及其方法。
背景技術(shù)：
原油是戰(zhàn)略資源，關(guān)系國(guó)家安全。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，國(guó)內(nèi)原油及其產(chǎn)品消費(fèi)大幅增加，自1993年我國(guó)成為原油凈進(jìn)口國(guó)開始，進(jìn)口量每年遞增1000萬噸左右，2011年進(jìn)口量已達(dá)到2億噸。但是在進(jìn)口原油的檢驗(yàn)一重量與品質(zhì)驗(yàn)收上，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與其他國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)存在有諸多差異。原油貿(mào)易過程中涉及檢驗(yàn)鑒定的環(huán)節(jié)主要包括取樣、品質(zhì)檢驗(yàn)和計(jì)量鑒定三個(gè)環(huán)節(jié)，三個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)最終貿(mào)易結(jié)果都可能產(chǎn)生重大影響。其中，原油含水量直接影響貿(mào)易計(jì)費(fèi)。I、原油含水量的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介原油中水含量一般包括原油中游離水、乳化水、溶解水等種種相態(tài)水的總量。以質(zhì)量或體積百分記，通常用百分?jǐn)?shù)表示。原油中水含量測(cè)試方法從原理上分為蒸餾法、離心法、卡爾 費(fèi)休法及電脫法四類。( I)蒸餾法蒸餾法的原理是一定量的試樣與無水溶劑混合，在回流的情況下加熱，溶劑和水在接收器中被連續(xù)分離，水沉降在接收器的刻度部分，溶劑則返回蒸餾器。蒸餾法特點(diǎn)是測(cè)量范圍較大，0. 1%以上的含水量都可用蒸餾法進(jìn)行檢測(cè)。操作簡(jiǎn)便，成本低，較安全，為國(guó)內(nèi)各部門普遍采用，是我國(guó)原油含水量測(cè)試的主要方法。(2)離心法離心法原理是將等體積的原油和經(jīng)水飽和的甲苯溶液裝入錐形離心管中，離心分離后，讀出在錐形離心管底部的水和沉淀物的體積，測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)有GOST RISO 3734-2009、GB/T 6533、ISO 3734-1997、ISO 9030-1990 和 ASTM D4007-2008。離心法的特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便，速度快，比較安全。適用于大批量、髙含水原油的測(cè)定，現(xiàn)場(chǎng)使用較方便，在商業(yè)上也經(jīng)常采用，但測(cè)定結(jié)果往往低于實(shí)際水含量。(3)卡爾 費(fèi)休法卡爾 費(fèi)休法的原理是用卡爾 費(fèi)休試劑進(jìn)行容量或庫(kù)倫滴定，根據(jù)消耗的卡式試劑的體積或質(zhì)量計(jì)算試樣的水含量。這類方法的標(biāo)準(zhǔn)有GB/T11133-1989、GB/T11146-1999、SY2122、ASTM D 4377-2000 和 ASTM D4928-2000?？?費(fèi)休法特點(diǎn)適用于微量含水的測(cè)定，測(cè)量精度較高。但是操作復(fù)雜，試劑毒性較大，成本較高。(4)電脫法電脫法原理是將一外電場(chǎng)作用在油水乳化液里，是油中的乳化水滴被極化并相互吸引而成游離水沉降下來，并從盛取油樣的量筒刻度上讀取水量。電脫法方法特點(diǎn)是模擬現(xiàn)場(chǎng)電脫水，適用于測(cè)定乳化嚴(yán)重和高粘度的原油，測(cè)量精度較低，屬于現(xiàn)場(chǎng)方法。2、國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀
(I)俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)GOST 2477-65石油和石油產(chǎn)品水含量測(cè)定法(蒸餾法)。GOST R ISO 3734-2009原油和燃料油中水和沉淀物測(cè)定法(離心法)。(2)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8929-2006石油水含量測(cè)定法(蒸餾法)。GB/T 6533原油水和沉淀物測(cè)定法(離心法)。
GB/T 11146-1999原油水含量測(cè)定法(卡爾 費(fèi)休法)。SY/T5402石油含水量的測(cè)定(電脫法)。(3)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 3734原油和燃料油中的水和沉淀物測(cè)定法(離心法)。ISO 9029原油水含量測(cè)定法(蒸餾法)。ISO 9030原油水和沉淀物測(cè)定法(離心法)。(4) ASTM 標(biāo)準(zhǔn)ASTM D 4006-2007原油水含量測(cè)定法(蒸餾法)。ASTM D 96_88原油中水和沉淀物測(cè)定法(離心法)(現(xiàn)場(chǎng)方法)。ASTM D 4007-2002原油水和沉淀物測(cè)定法(離心法)(實(shí)驗(yàn)室法)。ASTM D 4377-2000原油水含量測(cè)定法(卡爾 費(fèi)休法，容量法)。ASTM D 4928-2000原油水含量測(cè)定法(卡爾 費(fèi)休法，庫(kù)侖法)。3、原油水含量的蒸餾法試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)比對(duì)原油含水量測(cè)試的主要方法在國(guó)內(nèi)外普遍采用蒸餾法。俄羅斯國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GOSTP51858-2002規(guī)定出口原油的水含量測(cè)定方法為GOST 2477-65《石油和石油產(chǎn)品水含量的測(cè)定法》，此方法為蒸餾法。與之同類的標(biāo)準(zhǔn)有中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8929-2006《原油水含量的測(cè)定蒸餾法》、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 9029-1990《原油水含量測(cè)定法(蒸餾法)》、ASTM D4006-07《原油水含量測(cè)定法(蒸餾法)》，其中GB/T 8929-2006修改采用ISO 9029-1990。這幾項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)方法都是蒸餾法，原理基本相同，都是通過回流的方式，將試樣與不溶于水的溶劑混合加熱，樣品中的水被同時(shí)蒸餾，冷凝后的溶劑和水在接收器中分離，根據(jù)接收器中水的量計(jì)算出原油或石油產(chǎn)品中水的含量。標(biāo)準(zhǔn)的主要差異在于(I)適用范圍G0ST 2477適用于液體石油產(chǎn)品、潤(rùn)滑脂、石蠟、地蠟、蠟制品、浙青和原油；GB/T 8929、ISO 9029、ASTM D4006 適用于原油。(2)溶劑G0ST 2477規(guī)定溶劑為80 120°C直餾無鉛汽油，其芳烴含量小于3% ；GB/T8929規(guī)定溶劑為二甲苯或油漆工業(yè)用溶劑油；IS0 9029和ASTMD4006規(guī)定溶劑為二甲苯。(3)儀器G0ST2477 和 GB/T260 中的儀器相同；GB/T8929、ASTM D4006 和 ISO 9029
中的儀器相同。(4)試驗(yàn)時(shí)間G0ST2477規(guī)定的試驗(yàn)時(shí)間為不超過I小時(shí)；GB/T8929、ASTM D4006和ISO 9029規(guī)定的實(shí)驗(yàn)時(shí)間至少在I個(gè)小時(shí)以上。4、原油水含量的蒸餾法試驗(yàn)方法的缺陷測(cè)定原油中水含量的蒸餾法，在玻璃接收器的側(cè)壁上粘有微量水，造成水含量偏低。G0ST2477規(guī)定，玻璃接收器的側(cè)壁上粘有的微量水，采用金屬刮具刮落回水層中；GB/T8929規(guī)定，玻璃接收器的側(cè)壁上粘有的微量水，采用尖狀小工具或聚四氟乙烯刮具刮落回水層中。采用刮具刮落回水層中的缺陷是不同的試驗(yàn)人員的人為誤差大，而且G0ST2477和GB/T8929由于刮具的不同，誤差在0. 03-0. 05%，每年2億噸原油進(jìn)口的貿(mào)易結(jié)算損失在6-10萬噸，價(jià)值3-5億元人民幣。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本發(fā)明的目的在于提出一種可以避免人工刮落微量 水造成人為誤差、提高水含量測(cè)量準(zhǔn)確度的蒸餾法測(cè)定原油中水含量的裝置及其方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種蒸餾法測(cè)定原油中水含量的裝置，包括蒸餾燒瓶、接收器、冷凝管、干燥管、力口熱器和噴霧器，所述的干燥管通過橡膠塞安裝于冷凝管的上部入口，所述的冷凝管下部有錐形磨口 A，冷凝管通過錐形磨口 A連接接收器，接收器下部有錐形磨口 B，接收器通過錐形磨口 B與蒸餾燒瓶連接，蒸餾燒瓶?jī)?nèi)部盛裝含溶劑的原油樣品，在蒸餾燒瓶下部有加熱器，所述接收器的下部為細(xì)管并且有刻度；所述的噴霧器用于在蒸餾過程中，將冷凝管側(cè)壁上的水滴，吹落到接收器中；所述的裝置還包括超聲波清洗器；所述的超聲波清洗器位于工作臺(tái)上、其內(nèi)部裝有自來水。一種蒸餾法測(cè)定原油中水含量的裝置的方法，包括下述步驟A、按現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)連接蒸餾燒瓶、接收器、冷凝管、干燥管、加熱器和噴霧器；B、按現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行蒸餾和冷凝；C、蒸餾結(jié)束后，取下冷卻至室溫的接收器，將接收器放入超聲波清洗器中，按照時(shí)間5-20秒、頻率30-60khz和溫度15-35°C的條件進(jìn)行超聲處理；D、按現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)讀出接收器中水的體積。本發(fā)明所述的現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)包括GOST 2477-65《石油和石油產(chǎn)品水含量測(cè)定法(蒸餾法)》或GB/T 8929-2006《石油水含量測(cè)定法(蒸餾法)》。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)顯而易見，主要表現(xiàn)在I、由于本發(fā)明采用超聲波裝置處理接收器上的水滴，避免了不同試驗(yàn)人員處理接收器上水滴的人為誤差。2、由于本發(fā)明采用超聲波裝置替代現(xiàn)有技術(shù)中的刮具，避免了不同標(biāo)準(zhǔn)間采用不同刮具的方法引起的誤差。3、由于本發(fā)明采用超聲波裝置替代現(xiàn)有技術(shù)中的刮具，可以使溶劑中的微量水滴有效的回落到水層中。4、本發(fā)明具有良好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性，檢測(cè)精度高。5、本發(fā)明可以準(zhǔn)確測(cè)定原油產(chǎn)品中水含量，從而規(guī)范了貿(mào)易雙方的爭(zhēng)議。


本發(fā)明僅有附圖I幅，其中圖I是本發(fā)明的裝置示意圖。在圖中1、干燥管，2、橡膠塞，3、冷凝管，4、錐形磨口 A，5、接收器，6、錐形磨口 B，7、蒸餾燒瓶，8、含溶劑的原油樣品，9、加熱器，IO、超聲波清洗器，11、自來水，12、溶劑。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。如圖I所示，一種蒸餾法測(cè)定原油中水含量的裝置，包括蒸餾燒瓶7、接收器5、冷凝管3、干燥管I、加熱器9和噴霧器，所述的干燥管I通過橡膠塞2安裝于冷凝管3的上部入口，所述的冷凝管3下部有錐形磨口 A4，冷凝管3通過錐形磨口 A4連接接收器5，接收器5下部有錐形磨口 B6，接收器5通過錐形磨口 B6與蒸餾燒瓶7連接，蒸餾燒瓶7內(nèi)部盛裝含溶劑的原油樣品8，在蒸餾燒瓶7下部有加熱器9，所述接收器5的下部為細(xì)管并且有刻度；所述的噴霧器用于在蒸餾過程中，將冷凝管3側(cè)壁上的水滴，吹落到接收器5中；所述的裝置還包括超聲波清洗器10 ;所述的超聲波清洗器10位于工作臺(tái)上、其內(nèi)部裝有自來水11。所述蒸餾燒瓶7為IOOOmL圓底燒瓶。
一種蒸餾法測(cè)定原油中水含量裝置的方法，包括以下步驟將蒸餾燒瓶7加熱，使原油樣品和溶劑12發(fā)生沸騰；蒸餾時(shí)間為I小時(shí)或規(guī)定時(shí)間；冷凝管3內(nèi)的循環(huán)水溫度在20-25°C;接收器5下部為水層，上部為溶劑層，接收器5的壁上粘微量水滴；用噴霧器將冷凝管3內(nèi)壁上的水滴吹落到將接收器5內(nèi)的溶劑12中；接收器5放入超聲波清洗器10超聲；測(cè)定時(shí)，接收器5下部為細(xì)管并且有刻度，水含量通過刻度線讀數(shù)。下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例I :按GB/T8929-2006規(guī)定，所用蒸餾溶劑12為油漆工業(yè)用溶劑油，用天平準(zhǔn)確稱取一定量的原油樣品加入IOOOmL圓底燒瓶，用量筒取適量的油漆工業(yè)用溶劑油加入IOOOmL圓底燒瓶，調(diào)節(jié)電加熱套的加熱電壓，使餾出物以每秒2-5滴的速度滴進(jìn)接收器5 ;用噴霧器將冷凝管3內(nèi)壁上的水滴吹落到將接收器5內(nèi)的溶劑12中；直至冷凝管3內(nèi)沒有任何可見水并且接收器5內(nèi)水的體積在至少5分鐘內(nèi)保持為常數(shù)，停止蒸餾；將接收器5放入超聲波清洗器10超聲；測(cè)定時(shí)，接收器5下部為細(xì)管并且有刻度，水含量通過刻度線讀數(shù)。實(shí)驗(yàn)例I :以某進(jìn)口原油為實(shí)驗(yàn)樣品，用天平準(zhǔn)確稱取200克的原油樣品加入IOOOmL圓底燒瓶，用量筒取200mL的油漆工業(yè)用溶劑油加入IOOOmL圓底燒瓶，調(diào)節(jié)電加熱套的加熱電壓，使餾出物以每秒2-5滴的速度滴進(jìn)接收器5，用噴霧器將冷凝管3內(nèi)壁上的水滴吹落到接收器5內(nèi)的溶劑12中；直至冷凝管3內(nèi)沒有任何可見水并且接收器5內(nèi)水的體積在至少5分鐘內(nèi)保持為常數(shù)，停止加熱。接收器5冷卻至室溫時(shí)，放入超聲波清洗器10，按照時(shí)間10秒、頻率40khz、溫度25°C進(jìn)行超聲處理；測(cè)定時(shí)，接收器5下部為細(xì)管并且有刻度，水含量通過刻度線讀數(shù)。本方法的測(cè)定結(jié)果為0.40% (m/m),GB/T8929-2006的測(cè)定結(jié)果為0.38% (m/m)。實(shí)驗(yàn)例2 :以國(guó)內(nèi)某原油為實(shí)驗(yàn)樣品，用天平準(zhǔn)確稱取200克的原油樣品加入IOOOmL圓底燒瓶，用量筒取200mL的200#汽油加入IOOOmL圓底燒瓶，調(diào)節(jié)電加熱套的加熱電壓，使餾出物以每秒2-5滴的速度滴進(jìn)接收器5，用噴霧器將冷凝管3內(nèi)壁上的水滴吹落到接收器5內(nèi)的溶劑12中；直至冷凝管3內(nèi)沒有任何可見水并且接收器5內(nèi)水的體積在至少5分鐘內(nèi)保持為常數(shù)，停止加熱。接收器5冷卻至室溫時(shí)，放入超聲波清洗器10，按照時(shí)間10秒、頻率40khz、溫度25°C進(jìn)行超聲處理；測(cè)定時(shí)，接收器5下部為細(xì)管并且有刻度，水含量通過刻度線讀數(shù)。本方法的測(cè)定結(jié)果為2. 40% (m/m)，GB/T8929-2006的測(cè)定結(jié)果為2. 20% (m/m)。實(shí)施例2 按G0ST2477規(guī)定，所用蒸餾溶劑12為油漆工業(yè)用溶劑油，用天平準(zhǔn)確稱取一定量的原油樣品加入IOOOmL圓底燒瓶，用量筒取適量的油漆工業(yè)用溶劑油加入IOOOmL圓底燒瓶，調(diào)節(jié)電加熱套的加熱電壓，使餾出物以每秒2-5滴的速度滴進(jìn)接收器5，用噴霧器將冷凝管3內(nèi)壁上的水滴吹落到接收器5內(nèi)的溶劑12中；直至冷凝管3內(nèi)沒有任何可見水并且接收器5內(nèi)水的體積在至少5分鐘內(nèi)保持為常數(shù)，停止蒸餾；將接收器5放入超聲波清洗器10，按照時(shí)間10秒、頻率40khz、溫度25°C進(jìn)行超聲處理；測(cè)定時(shí)，接收器5下部為細(xì)管并且有刻度，水含量通過刻度線讀數(shù)。實(shí)驗(yàn)例3 以某進(jìn)口原油為實(shí)驗(yàn)樣品，用天平準(zhǔn)確稱取200克的原油樣品加入IOOOmL圓底燒瓶，用量筒取200mL的油漆工業(yè)用溶劑油加入IOOOmL圓底燒瓶，調(diào)節(jié)電加熱套的加熱電壓，使餾出物以每秒2-5滴的速度滴進(jìn)接收器5，用噴霧器將冷凝管3內(nèi)壁上的水滴吹落到接收器5內(nèi)的溶劑12中；直至冷凝管3內(nèi)沒有任何可見水并且接收器5內(nèi)水的體積在至少5分鐘內(nèi)保持為常數(shù)，停止加熱。接收器5冷卻至室溫時(shí)，放入超聲波清洗器10，按照時(shí)間10秒、頻率40khz、溫度25°C進(jìn)行超聲處理；測(cè)定時(shí)，接收器5下部為細(xì)管并且有刻度，水含量通過刻度線讀數(shù)。本方法的測(cè)定結(jié)果為0.08% (m/m) ,G0ST2477的測(cè)定結(jié)果為0.05% (m/
m) o 以上三個(gè)試驗(yàn)例表明，本發(fā)明的水含量測(cè)定值更加接近實(shí)際值，接收器5壁上的水和溶劑12中的水更充分的流入水層中，測(cè)定結(jié)果更加準(zhǔn)確。
權(quán)利要求
1.一種蒸餾法測(cè)定原油中水含量的裝置，包括蒸餾燒瓶(7)、接收器(5)、冷凝管(3)、干燥管(I)、加熱器(9)和噴霧器，所述的干燥管(I)通過橡膠塞(2)安裝于冷凝管(3)的上部入口，所述的冷凝管(3)下部有錐形磨口 A (4)，冷凝管(3)通過錐形磨口 A (4)連接接收器(5)，接收器(5)下部有錐形磨口 B (6)，接收器(5)通過錐形磨口 B (6)與蒸餾燒瓶(7)連接，蒸餾燒瓶(7)內(nèi)部盛裝含溶劑的原油樣品(8)，在蒸餾燒瓶(7)下部有加熱器(9)，所述接收器(5)的下部為細(xì)管并且有刻度；所述的噴霧器用于在蒸餾過程中，將冷凝管(3)側(cè)壁上的水滴，吹落到接收器(5)中；其特征在于所述的裝置還包括超聲波清洗器(10);所述的超聲波清洗器(10)位于工作臺(tái)上、其內(nèi)部裝有自來水(11)。
2.一種蒸餾法測(cè)定原油中水含量的裝置的方法，其特征在于包括下述步驟 A、按現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)連接蒸餾燒瓶(7)、接收器(5)、冷凝管(3)、干燥管(I)、加熱器(9)和噴霧器； B、按現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行蒸餾和冷凝； C、蒸餾結(jié)束后，取下冷卻至室溫的接收器(5)，將接收器(5)放入超聲波清洗器(10)中，按照時(shí)間5-20秒、頻率30-60khz和溫度15-35°C的條件進(jìn)行超聲處理； D、按現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)讀出接收器(5)中水的體積。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種蒸餾法測(cè)定原油中水含量的裝置的方法，其特征在于所述的現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)包括GOST 2477-65《石油和石油產(chǎn)品水含量測(cè)定法蒸餾法》或GB/T8929-2006《石油水含量測(cè)定法蒸餾法》。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種蒸餾法測(cè)定原油中水含量的裝置及其方法，所述的裝置包括蒸餾燒瓶、接收器、冷凝管、干燥管、加熱器、噴霧器和超聲波清洗器，所述的超聲波清洗器位于工作臺(tái)上、其內(nèi)部裝有自來水。所述的方法包括在蒸餾結(jié)束后，取下冷卻至室溫的接收器，將接收器放入超聲波清洗器中，按照時(shí)間5-20秒、頻率30-60kHz和溫度15-35℃的條件進(jìn)行超聲處理。由于本發(fā)明采用超聲波裝置處理接收器上的水滴，可以使溶劑中的微量水滴有效的回落到水層中，避免了不同試驗(yàn)人員處理接收器上水滴的人為誤差，避免了不同標(biāo)準(zhǔn)間采用不同刮具的方法引起的誤差，具有良好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性，檢測(cè)精度高。
文檔編號(hào)G01N25/14GK102645447SQ201210144590
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月10日
發(fā)明者劉名揚(yáng), 孔平, 岳遠(yuǎn)明, 朱程云, 趙景紅, 車如心 申請(qǐng)人:大連交通大學(xué)