測定高壓液相烴類物質(zhì)中水分含量的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種測定高壓液相烴類物質(zhì)中水分含量的方法。包括以下步驟：S1、稱量含有高壓液相烴類物質(zhì)的采樣瓶的質(zhì)量，記為M1；S2、將采樣瓶與測試儀連通以進(jìn)樣；S3、測定測試儀中的高壓液相烴類物質(zhì)中的水分的質(zhì)量，記為m；S4、停止進(jìn)樣，稱量采樣瓶的質(zhì)量，記為M2；根據(jù)m/(M1-M2)計(jì)算出高壓液相烴類物質(zhì)中的水分含量。本發(fā)明擯棄了現(xiàn)有技術(shù)中采用氣化閃蒸取樣進(jìn)樣器測定時(shí)流程長、需要先氣化再換算為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下氣體體積，并假設(shè)氣體為純物質(zhì)進(jìn)行計(jì)算的繁雜問題，使得測定方法簡單，測定結(jié)果準(zhǔn)確，能夠達(dá)到甚至優(yōu)于現(xiàn)有的測定方法的準(zhǔn)確度，不涉及到帶電設(shè)備，也不會發(fā)生氣體泄漏產(chǎn)生安全事故的問題。
【專利說明】測定高壓液相烴類物質(zhì)中水分含量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工分析采樣【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，涉及一種測定高壓液相烴類物質(zhì)中水分含量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓液相烴類物質(zhì)中的水分測定一直以來是石油化工行業(yè)分析專業(yè)的一個(gè)測定難題，主要原因是由于在測定過程中容易引起人為誤差，導(dǎo)致測定結(jié)果與實(shí)際值偏離較大。其中的“高壓”一般是指5MPa以上的壓力。
[0003]作為生產(chǎn)聚烯烴的重要原料單體之一的1- 丁烯和乙烯、丙烯，其雜質(zhì)含量要求極為嚴(yán)格，當(dāng)上述烴類物質(zhì)中的水分含量超出一定范圍后，會引起反應(yīng)器反應(yīng)波動、靜電變大等現(xiàn)象，導(dǎo)致聚合效率下降、結(jié)片堵塞管路等一系列問題，因此，在本體聚合中要求其水含量低于 5*l(T6mg/kg。
[0004]目前對于高壓液相烴類物質(zhì)中水分的測定方法主要是采用液態(tài)烴類氣化閃蒸取樣進(jìn)樣器對烴類物質(zhì)中的水分進(jìn)行測定。該方法采用質(zhì)量和體積較大的鋼瓶采集高壓液相烴類物質(zhì)，將高壓液相烴類物質(zhì)經(jīng)過氣化閃蒸進(jìn)樣器氣化后，進(jìn)入卡爾費(fèi)休儀，進(jìn)而測定處烴類物質(zhì)中的水分含量。采用卡爾費(fèi)休儀對烴類物質(zhì)(以1-丁烯為例)中的微量水分進(jìn)行測定，其反應(yīng)原理如下:水與碘、二氧化硫在有機(jī)堿和甲醇的存在下發(fā)生反應(yīng)，消耗的碘量在庫金滴定中由溶液中碘離子在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)來補(bǔ)充，所產(chǎn)生的碘的量與通過電解池的電量呈正比。因此，根據(jù)法拉第定律，即可求出待測樣品中的水含量。反應(yīng)方程式如下:
[0005]H20+I2+S02+3C5H5N — 2C5H5N.HI+C5H5N.S03
[0006]C5H5N.SO3+CH3OH — C5H5N.HS04CH3。
[0007]但是目前采用液態(tài)烴類氣化閃蒸取樣進(jìn)樣器對烴類物質(zhì)中水分測定時(shí)主要存在以下缺點(diǎn):
[0008]1)由于所采用的鋼瓶質(zhì)量和體積較大，而待測氣體的質(zhì)量較小，稱量不方便，且鋼瓶稱量過程中容易引入稱量誤差。2)采用液態(tài)烴類氣化閃蒸取樣進(jìn)樣器測定烴類物質(zhì)中的水分測定的流程長，需要將氣體進(jìn)行氣化，再換算為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的氣體體積，并假設(shè)氣體為純物質(zhì)進(jìn)行質(zhì)量計(jì)算，比較繁瑣。3)氣化閃蒸進(jìn)樣器法測定烴類物質(zhì)中的水分測定過程中，由于涉及到帶電設(shè)備，一旦氣體發(fā)生泄漏，容易產(chǎn)生安全事故。4)鋼瓶在采樣過程中，由于采集的樣品量大，烴類物質(zhì)在氣化過程中，容易凝結(jié)空氣中的水分，對測定結(jié)果造成影響。
[0009]鑒于以上所存在的缺陷，如何簡單、安全、快速準(zhǔn)確地對高壓液相烴類物質(zhì)中的水分進(jìn)行測定，成為目前亟需解決的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明旨在提供一種測定高壓液相烴類物質(zhì)中水分含量的方法，該方法了解決了傳統(tǒng)分析方法在取樣和進(jìn)樣過程中環(huán)境水分對試樣的污染以及需要加熱氣化的步驟，測定更為精確和安全。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種測定高壓液相烴類物質(zhì)中水分含量的方法，包括以下步驟:S1、稱量含有高壓液相烴類物質(zhì)的采樣瓶的質(zhì)量，記為Mi ;S2、將采樣瓶與測試儀連通以進(jìn)樣；S3、測定測試儀中的高壓液相烴類物質(zhì)中的水分的質(zhì)量，記為m ;S4、停止進(jìn)樣，稱量采樣瓶的質(zhì)量，記為M2 ;根據(jù)m/M-Mj計(jì)算出高壓液相烴類物質(zhì)中的水分含量。
[0012]進(jìn)一步地，采樣瓶的體積為25?50ml。
[0013]進(jìn)一步地，采樣瓶為玻璃質(zhì)耐壓采樣瓶。
[0014]進(jìn)一步地，步驟S2中控制高壓液相烴類物質(zhì)的進(jìn)樣速率為5?10g/min。
[0015]進(jìn)一步地，步驟S2通過進(jìn)樣針將采樣瓶與測試儀連通。
[0016]進(jìn)一步地，進(jìn)樣針的長度為10?15cm,管徑為1?2mm。
[0017]進(jìn)一步地，測試儀為卡爾費(fèi)休儀。
[0018]進(jìn)一步地，烴類物質(zhì)為丁烯、異戊烷或液化石油氣。
[0019]應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，在對高壓液相烴類物質(zhì)中水分含量測定的過程中，采用采樣瓶與測試儀連通進(jìn)樣的方式，擯棄了現(xiàn)有技術(shù)中所采用的氣化閃蒸取樣進(jìn)樣器，解決了現(xiàn)有技術(shù)中測定高壓液相烴類物質(zhì)中水分含量時(shí)流程長且需要將氣體先氣化，再換算為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的氣體體積，并假設(shè)氣體為純物質(zhì)進(jìn)行質(zhì)量計(jì)算等工序繁雜的問題，采用本發(fā)明的測定方法操作步驟比較簡單，測定結(jié)果相對也比較準(zhǔn)確，能夠達(dá)到甚至優(yōu)于現(xiàn)有的氣化閃蒸取樣進(jìn)樣器法的準(zhǔn)確度，并且與現(xiàn)有的氣化閃蒸取樣進(jìn)樣器法相比，本發(fā)明不涉及到帶電設(shè)備，也不會發(fā)生一旦氣體泄漏產(chǎn)生安全事故的問題。本發(fā)明提供了一種全新的采樣和進(jìn)樣方式，避免了傳統(tǒng)分析方法在取樣和進(jìn)樣過程中環(huán)境水分對試樣的污染，同時(shí)也省去了現(xiàn)有技術(shù)中加熱氣化的步驟，測定更為精確和安全、快捷。
【具體實(shí)施方式】
[0020]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0021]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中采用氣化閃蒸取樣進(jìn)樣器測定高壓液相烴類物質(zhì)中的水分含量時(shí)，測定流程長且需要將氣體先氣化再換算為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的氣體體積時(shí)所帶來的誤差較大的問題，本發(fā)明提供了一種測定高壓液相烴類物質(zhì)中水分含量的方法，包括以下步驟:S1、稱量含有高壓液相烴類物質(zhì)的采樣瓶的質(zhì)量，記為Mi ;S2、將采樣瓶與測試儀連通以進(jìn)樣；S3、測定進(jìn)入到測試儀中的高壓液相烴類物質(zhì)中的水分的質(zhì)量，記為m ;S4、停止進(jìn)樣，稱量采樣瓶的質(zhì)量，記為M2 ;根據(jù)計(jì)算出烴類物質(zhì)中的水分含量。
[0022]在對高壓液相烴類物質(zhì)中水分含量測定的過程中，采用采樣瓶與測試儀連通進(jìn)樣的方式，擯棄了現(xiàn)有技術(shù)中所采用的氣化閃蒸取樣進(jìn)樣器，解決了現(xiàn)有技術(shù)中測定高壓液相烴類物質(zhì)中水分含量時(shí)流程長且需要將氣體先氣化，再換算為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的氣體體積，并假設(shè)氣體為純物質(zhì)進(jìn)行質(zhì)量計(jì)算等工序繁雜的問題，采用本發(fā)明的測定方法操作步驟比較簡單，測定結(jié)果相對也比較準(zhǔn)確，能夠達(dá)到甚至優(yōu)于現(xiàn)有的氣化閃蒸取樣進(jìn)樣器法的準(zhǔn)確度，并且與現(xiàn)有的氣化閃蒸取樣進(jìn)樣器法相比，本發(fā)明不涉及到帶電設(shè)備，也不會發(fā)生一旦氣體泄漏產(chǎn)生安全事故的問題。本發(fā)明提供了一種全新的采樣和進(jìn)樣方式，避免了傳統(tǒng)分析方法在取樣和進(jìn)樣過程中環(huán)境水分對試樣的污染，同時(shí)也省去了現(xiàn)有技術(shù)中加熱氣化的步驟，測定更為精確和安全、快捷。
[0023]由于目前所采用的氣化閃蒸取樣進(jìn)樣器法中使用的鋼瓶體積和質(zhì)量較大，而實(shí)際上待測定高壓液相烴類物質(zhì)的重量較小，這樣在稱量過程中容易引入稱量誤差。并且在使用質(zhì)量和體積較大的鋼瓶采樣時(shí)，當(dāng)采集稍微大量的待測高壓液相烴類物質(zhì)時(shí)，容易在氣化過程中凝結(jié)空氣中的水分，干擾了測定結(jié)果。為了解決上述問題，優(yōu)選地，采樣瓶的體積為25?50ml。將采樣瓶的體積控制在上述范圍內(nèi)具有以下優(yōu)點(diǎn):1)由于采樣瓶的質(zhì)量小，在稱量過程中，能夠減少稱量誤差，使結(jié)果更準(zhǔn)確；2)由于采樣瓶本身體積較小，這樣使得進(jìn)樣放出的待測烴類物質(zhì)的重量也較少，不會因烴類物質(zhì)氣化造成短時(shí)間內(nèi)空氣中水分凝結(jié)，不會引入外來水分，同時(shí)液避免了現(xiàn)有技術(shù)中采用體積和質(zhì)量較大的鋼瓶進(jìn)樣時(shí)需要對烴類物質(zhì)加熱氣化使其進(jìn)入到測試儀中的問題，也不需要換算為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，不涉及樣品的密度，不會引入計(jì)算誤差。
[0024]考慮到待測樣品為高壓液相烴類物質(zhì)，為了避免采樣過程中由于密封性不好造成環(huán)境水分帶入樣品中以及進(jìn)樣時(shí)存在安全隱患等問題，優(yōu)選地，采樣瓶為玻璃質(zhì)耐壓采樣瓶，所謂的耐壓采樣瓶是指能夠耐受5MPa以上壓力的采樣瓶。其中耐壓采樣瓶內(nèi)置玻璃膽，兩端通過螺紋帽密封。本發(fā)明的測定方法不僅適用于高壓液相烴類物質(zhì)，也可適用于常壓液相烴類物質(zhì)。適合于本發(fā)明的高壓液相烴類物質(zhì)主要為丁烯、異戊烷、或液化石油氣等，但并不局限于此。
[0025]優(yōu)選地，本發(fā)明所采用的測試儀為卡爾費(fèi)休儀?？栙M(fèi)休儀采用點(diǎn)位滴定的方式，可以準(zhǔn)確地測定出液相烴類中的微量水分，該儀器檢出限低，可以更加精確地測定出烴類物質(zhì)中的水分重量。
[0026]優(yōu)選地，步驟S2中控制液相烴類物質(zhì)的進(jìn)樣速率為5?10g/min。通過控制高壓液相烴類物質(zhì)的進(jìn)樣速率，可以使得樣品以微量的速率進(jìn)樣，具有以下優(yōu)點(diǎn):1)避免了待測液相烴類物質(zhì)進(jìn)入到測試儀中的流量過大損壞卡爾費(fèi)休儀器的探頭的問題；2)避免了造成卡爾費(fèi)休儀內(nèi)部壓力大影響密封性的問題，提高了測定的準(zhǔn)確性；3)通過控制進(jìn)樣速率，減少了進(jìn)樣時(shí)間長造成的環(huán)境影響，避免了采樣過程中環(huán)境水分污染樣品；4)微量進(jìn)樣更有利于結(jié)果的計(jì)算，減少了計(jì)算過程中數(shù)量級不對等所造成的誤差。
[0027]具體地，本發(fā)明通過進(jìn)樣針將含有待測液相烴類物質(zhì)的耐壓采樣瓶與測試儀相連通。采用進(jìn)樣針能夠直接進(jìn)樣，同時(shí)密封性較好。使用時(shí)，將進(jìn)樣針首先從卡爾費(fèi)休儀的進(jìn)樣口扎入到卡爾費(fèi)休儀的液位以下2?3cm處，然后將耐壓采樣鋼瓶與進(jìn)樣針相連接。在實(shí)驗(yàn)中，要控制好液相烴類物質(zhì)的流量，以卡爾費(fèi)休液位下每秒鐘2?3個(gè)氣泡的速度為宜，即進(jìn)樣的速率為5?10g/min。進(jìn)樣完成后，取出耐壓采樣瓶，重新進(jìn)行稱量。
[0028]為了保證液相烴類物質(zhì)不會因進(jìn)樣速率太大以至于損壞測試儀，尤其是卡爾費(fèi)休儀的探頭，或者造成測試儀內(nèi)部壓力大影響密封性。優(yōu)選地，進(jìn)樣針的長度為10?15cm，管徑為1?2mm。將進(jìn)樣針的長度和管徑控制在上述范圍內(nèi)能夠較好地控制進(jìn)樣速率，如果管徑大于2mm，則會導(dǎo)致進(jìn)樣速率太快，損壞探頭或造成測試儀內(nèi)部的壓力太大；相反，如果管徑小于1mm，則會因進(jìn)樣速率太慢延長分析時(shí)間，引入環(huán)境因素。
[0029]為了進(jìn)一步排出環(huán)境因素，保證測定的準(zhǔn)確性，本發(fā)明在采樣前還需要采用氮?dú)鈱δ蛪翰蓸悠窟M(jìn)行干燥。通過稱量進(jìn)樣前后的重量，以及用卡爾費(fèi)休儀測定出所進(jìn)樣中的水分重量，進(jìn)而計(jì)算出高壓液相烴類物質(zhì)中的水分含量。
[0030]下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的有益效果。
[0031]實(shí)施例1
[0032]原理:
[0033]水與碘、二氧化硫在有機(jī)堿和甲醇存在下發(fā)生反應(yīng)，消耗的碘量在庫金滴定中由溶液中碘離子在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)來補(bǔ)充，所產(chǎn)生的碘的量與通過電解池的電量呈正比。因此，根據(jù)法拉第定律，即可求出式樣中的水含量。反應(yīng)方程式如下:
[0034]H20+I2+S02+3C5H5N — 2C5H5N.HI+C5H5N.S03
[0035]C5H5N.SO3+CH3OH — C5H5N.HS04CH3。
[0036]操作步驟:
[0037]a)打開卡爾費(fèi)休儀電源，檢查儀器的氣密性，并等待儀器達(dá)到平衡。用注射器(5ml)抽取標(biāo)準(zhǔn)水約lml，對卡爾費(fèi)休儀進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定結(jié)束后將卡爾費(fèi)休儀返回到測量狀態(tài)，等待測量。[0038]b)用純氮?dú)鈱δ蛪翰蓸悠?50ml)進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為5min，并檢查耐壓采樣瓶的密封墊是否完好。將上述干燥好的耐壓采樣瓶采集液相1-丁烯(H20〈l*10_6mg/kg)約占耐壓采樣瓶四分之三的體積，備用。
[0039]c)在分析天平(精度:0.0OOlg)上對上述耐壓采樣瓶進(jìn)行準(zhǔn)確稱量，記錄進(jìn)樣前耐壓瓶測量和液態(tài)1- 丁烯的總重量札。
[0040]d)將進(jìn)樣針(長度為10cm,直徑為1mm)首先從卡爾費(fèi)休儀進(jìn)樣口扎入到卡爾費(fèi)休液位以下2~3cm，然后將耐壓鋼瓶與進(jìn)樣針相連接。啟動卡爾費(fèi)休儀，進(jìn)樣過程中控制液態(tài)1-丁烯的流量為5g/min，持續(xù)進(jìn)樣5分鐘(也可根據(jù)水含量的大小延長或縮短進(jìn)樣時(shí)間)后，取出耐壓采樣瓶，重新進(jìn)行稱量，記錄稱量后的總重量為M2。
[0041]e)待卡爾費(fèi)休儀測定結(jié)束后，記錄卡爾費(fèi)休儀顯示水的質(zhì)量m。則液相1_ 丁烯的
水量計(jì)算公式
【權(quán)利要求】
1.一種測定高壓液相烴類物質(zhì)中水分含量的方法，其特征在于，包括以下步驟:51、稱量含有所述高壓液相烴類物質(zhì)的采樣瓶的質(zhì)量，記為Ml；52、將所述采樣瓶與測試儀連通以進(jìn)樣；53、測定進(jìn)入到所述測試儀中的所述高壓液相烴類物質(zhì)中的水分的質(zhì)量，記為m；54、停止進(jìn)樣，稱量所述采樣瓶的質(zhì)量，記為M2；根據(jù)計(jì)算出所述高壓液相烴類物質(zhì)中的所述水分含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述采樣瓶的體積為25?50ml。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述采樣瓶為玻璃質(zhì)耐壓采樣瓶。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S2中控制所述高壓液相烴類物質(zhì)的進(jìn)樣速率為5?10g/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S2通過進(jìn)樣針將所述采樣瓶與所述測試儀連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述進(jìn)樣針的長度為10?15cm，管徑為1 ?2mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述測試儀為卡爾費(fèi)休儀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述烴類物質(zhì)為丁烯、異戊烷或液化石油氣。
【文檔編號】G01N5/00GK103674756SQ201310686752
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】趙靈春, 包福娥 申請人:神華集團(tuán)有限責(zé)任公司, 中國神華煤制油化工有限公司