专利名称：一种蒸馏法测定原油中水含量的装置及其方法
技术领域：
本发明涉及测定原油中水含量的装置，尤其涉及一种蒸馏法测定原油中水含量的装置及其方法。
背景技术：
原油是战略资源，关系国家安全。随着经济的高速发展，国内原油及其产品消费大幅增加，自1993年我国成为原油净进口国开始，进口量每年递增1000万吨左右，2011年进口量已达到2亿吨。但是在进口原油的检验一重量与品质验收上，国家标准与其他国家标准以及国际标准存在有诸多差异。原油贸易过程中涉及检验鉴定的环节主要包括取样、品质检验和计量鉴定三个环节，三个环节对最终贸易结果都可能产生重大影响。其中，原油含水量直接影响贸易计费。I、原油含水量的检验标准简介原油中水含量一般包括原油中游离水、乳化水、溶解水等种种相态水的总量。以质量或体积百分记，通常用百分数表示。原油中水含量测试方法从原理上分为蒸馏法、离心法、卡尔 费休法及电脱法四类。( I)蒸馏法蒸馏法的原理是一定量的试样与无水溶剂混合，在回流的情况下加热，溶剂和水在接收器中被连续分离，水沉降在接收器的刻度部分，溶剂则返回蒸馏器。蒸馏法特点是测量范围较大，0. 1%以上的含水量都可用蒸馏法进行检测。操作简便，成本低，较安全，为国内各部门普遍采用，是我国原油含水量测试的主要方法。(2)离心法离心法原理是将等体积的原油和经水饱和的甲苯溶液装入锥形离心管中，离心分离后，读出在锥形离心管底部的水和沉淀物的体积，测定标准有GOST RISO 3734-2009、GB/T 6533、ISO 3734-1997、ISO 9030-1990 和 ASTM D4007-2008。离心法的特点是操作简便，速度快，比较安全。适用于大批量、髙含水原油的测定，现场使用较方便，在商业上也经常采用，但测定结果往往低于实际水含量。(3)卡尔 费休法卡尔 费休法的原理是用卡尔 费休试剂进行容量或库伦滴定，根据消耗的卡式试剂的体积或质量计算试样的水含量。这类方法的标准有GB/T11133-1989、GB/T11146-1999、SY2122、ASTM D 4377-2000 和 ASTM D4928-2000。卡尔 费休法特点适用于微量含水的测定，测量精度较高。但是操作复杂，试剂毒性较大，成本较高。(4)电脱法电脱法原理是将一外电场作用在油水乳化液里，是油中的乳化水滴被极化并相互吸引而成游离水沉降下来，并从盛取油样的量筒刻度上读取水量。电脱法方法特点是模拟现场电脱水，适用于测定乳化严重和高粘度的原油，测量精度较低，属于现场方法。2、国内外标准现状
(I)俄罗斯标准GOST 2477-65石油和石油产品水含量测定法(蒸馏法)。GOST R ISO 3734-2009原油和燃料油中水和沉淀物测定法(离心法)。(2)中国标准GB/T 8929-2006石油水含量测定法(蒸馏法)。GB/T 6533原油水和沉淀物测定法(离心法)。
GB/T 11146-1999原油水含量测定法(卡尔 费休法)。SY/T5402石油含水量的测定(电脱法)。(3)国际标准ISO 3734原油和燃料油中的水和沉淀物测定法(离心法)。ISO 9029原油水含量测定法(蒸馏法)。ISO 9030原油水和沉淀物测定法(离心法)。(4) ASTM 标准ASTM D 4006-2007原油水含量测定法(蒸馏法)。ASTM D 96_88原油中水和沉淀物测定法(离心法)(现场方法)。ASTM D 4007-2002原油水和沉淀物测定法(离心法)(实验室法)。ASTM D 4377-2000原油水含量测定法(卡尔 费休法，容量法)。ASTM D 4928-2000原油水含量测定法(卡尔 费休法，库仑法)。3、原油水含量的蒸馏法试验方法标准比对原油含水量测试的主要方法在国内外普遍采用蒸馏法。俄罗斯国家标准GOSTP51858-2002规定出口原油的水含量测定方法为GOST 2477-65《石油和石油产品水含量的测定法》，此方法为蒸馏法。与之同类的标准有中国国家标准GB/T 8929-2006《原油水含量的测定蒸馏法》、国际标准ISO 9029-1990《原油水含量测定法(蒸馏法)》、ASTM D4006-07《原油水含量测定法(蒸馏法)》，其中GB/T 8929-2006修改采用ISO 9029-1990。这几项标准方法都是蒸馏法，原理基本相同，都是通过回流的方式，将试样与不溶于水的溶剂混合加热，样品中的水被同时蒸馏，冷凝后的溶剂和水在接收器中分离，根据接收器中水的量计算出原油或石油产品中水的含量。标准的主要差异在于(I)适用范围G0ST 2477适用于液体石油产品、润滑脂、石蜡、地蜡、蜡制品、浙青和原油；GB/T 8929、ISO 9029、ASTM D4006 适用于原油。(2)溶剂G0ST 2477规定溶剂为80 120°C直馏无铅汽油，其芳烃含量小于3% ；GB/T8929规定溶剂为二甲苯或油漆工业用溶剂油；IS0 9029和ASTMD4006规定溶剂为二甲苯。(3)仪器G0ST2477 和 GB/T260 中的仪器相同；GB/T8929、ASTM D4006 和 ISO 9029
中的仪器相同。(4)试验时间G0ST2477规定的试验时间为不超过I小时；GB/T8929、ASTM D4006和ISO 9029规定的实验时间至少在I个小时以上。4、原油水含量的蒸馏法试验方法的缺陷测定原油中水含量的蒸馏法，在玻璃接收器的侧壁上粘有微量水，造成水含量偏低。G0ST2477规定，玻璃接收器的侧壁上粘有的微量水，采用金属刮具刮落回水层中；GB/T8929规定，玻璃接收器的侧壁上粘有的微量水，采用尖状小工具或聚四氟乙烯刮具刮落回水层中。采用刮具刮落回水层中的缺陷是不同的试验人员的人为误差大，而且G0ST2477和GB/T8929由于刮具的不同，误差在0. 03-0. 05%，每年2亿吨原油进口的贸易结算损失在6-10万吨，价值3-5亿元人民币。
发明内容
为解决现有技术的上述问题，本发明的目的在于提出一种可以避免人工刮落微量 水造成人为误差、提高水含量测量准确度的蒸馏法测定原油中水含量的装置及其方法。本发明的技术解决方案是这样实现的一种蒸馏法测定原油中水含量的装置，包括蒸馏烧瓶、接收器、冷凝管、干燥管、力口热器和喷雾器，所述的干燥管通过橡胶塞安装于冷凝管的上部入口，所述的冷凝管下部有锥形磨口 A，冷凝管通过锥形磨口 A连接接收器，接收器下部有锥形磨口 B，接收器通过锥形磨口 B与蒸馏烧瓶连接，蒸馏烧瓶内部盛装含溶剂的原油样品，在蒸馏烧瓶下部有加热器，所述接收器的下部为细管并且有刻度；所述的喷雾器用于在蒸馏过程中，将冷凝管侧壁上的水滴，吹落到接收器中；所述的装置还包括超声波清洗器；所述的超声波清洗器位于工作台上、其内部装有自来水。一种蒸馏法测定原油中水含量的装置的方法，包括下述步骤A、按现有的标准连接蒸馏烧瓶、接收器、冷凝管、干燥管、加热器和喷雾器；B、按现有的标准进行蒸馏和冷凝；C、蒸馏结束后，取下冷却至室温的接收器，将接收器放入超声波清洗器中，按照时间5-20秒、频率30-60khz和温度15-35°C的条件进行超声处理；D、按现有的标准读出接收器中水的体积。本发明所述的现有的标准包括GOST 2477-65《石油和石油产品水含量测定法(蒸馏法)》或GB/T 8929-2006《石油水含量测定法(蒸馏法)》。与现有技术相比较，本发明的优点显而易见，主要表现在I、由于本发明采用超声波装置处理接收器上的水滴，避免了不同试验人员处理接收器上水滴的人为误差。2、由于本发明采用超声波装置替代现有技术中的刮具，避免了不同标准间采用不同刮具的方法引起的误差。3、由于本发明采用超声波装置替代现有技术中的刮具，可以使溶剂中的微量水滴有效的回落到水层中。4、本发明具有良好的稳定性和重现性，检测精度高。5、本发明可以准确测定原油产品中水含量，从而规范了贸易双方的争议。
本发明仅有附图I幅，其中图I是本发明的装置示意图。在图中1、干燥管，2、橡胶塞，3、冷凝管，4、锥形磨口 A，5、接收器，6、锥形磨口 B，7、蒸馏烧瓶，8、含溶剂的原油样品，9、加热器，IO、超声波清洗器，11、自来水，12、溶剂。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步的说明。如图I所示，一种蒸馏法测定原油中水含量的装置，包括蒸馏烧瓶7、接收器5、冷凝管3、干燥管I、加热器9和喷雾器，所述的干燥管I通过橡胶塞2安装于冷凝管3的上部入口，所述的冷凝管3下部有锥形磨口 A4，冷凝管3通过锥形磨口 A4连接接收器5，接收器5下部有锥形磨口 B6，接收器5通过锥形磨口 B6与蒸馏烧瓶7连接，蒸馏烧瓶7内部盛装含溶剂的原油样品8，在蒸馏烧瓶7下部有加热器9，所述接收器5的下部为细管并且有刻度；所述的喷雾器用于在蒸馏过程中，将冷凝管3侧壁上的水滴，吹落到接收器5中；所述的装置还包括超声波清洗器10 ;所述的超声波清洗器10位于工作台上、其内部装有自来水11。所述蒸馏烧瓶7为IOOOmL圆底烧瓶。
一种蒸馏法测定原油中水含量装置的方法，包括以下步骤将蒸馏烧瓶7加热，使原油样品和溶剂12发生沸腾；蒸馏时间为I小时或规定时间；冷凝管3内的循环水温度在20-25°C;接收器5下部为水层，上部为溶剂层，接收器5的壁上粘微量水滴；用喷雾器将冷凝管3内壁上的水滴吹落到将接收器5内的溶剂12中；接收器5放入超声波清洗器10超声；测定时，接收器5下部为细管并且有刻度，水含量通过刻度线读数。下面结合实例对本发明作进一步说明。实施例I :按GB/T8929-2006规定，所用蒸馏溶剂12为油漆工业用溶剂油，用天平准确称取一定量的原油样品加入IOOOmL圆底烧瓶，用量筒取适量的油漆工业用溶剂油加入IOOOmL圆底烧瓶，调节电加热套的加热电压，使馏出物以每秒2-5滴的速度滴进接收器5 ;用喷雾器将冷凝管3内壁上的水滴吹落到将接收器5内的溶剂12中；直至冷凝管3内没有任何可见水并且接收器5内水的体积在至少5分钟内保持为常数，停止蒸馏；将接收器5放入超声波清洗器10超声；测定时，接收器5下部为细管并且有刻度，水含量通过刻度线读数。实验例I :以某进口原油为实验样品，用天平准确称取200克的原油样品加入IOOOmL圆底烧瓶，用量筒取200mL的油漆工业用溶剂油加入IOOOmL圆底烧瓶，调节电加热套的加热电压，使馏出物以每秒2-5滴的速度滴进接收器5，用喷雾器将冷凝管3内壁上的水滴吹落到接收器5内的溶剂12中；直至冷凝管3内没有任何可见水并且接收器5内水的体积在至少5分钟内保持为常数，停止加热。接收器5冷却至室温时，放入超声波清洗器10，按照时间10秒、频率40khz、温度25°C进行超声处理；测定时，接收器5下部为细管并且有刻度，水含量通过刻度线读数。本方法的测定结果为0.40% (m/m),GB/T8929-2006的测定结果为0.38% (m/m)。实验例2 :以国内某原油为实验样品，用天平准确称取200克的原油样品加入IOOOmL圆底烧瓶，用量筒取200mL的200#汽油加入IOOOmL圆底烧瓶，调节电加热套的加热电压，使馏出物以每秒2-5滴的速度滴进接收器5，用喷雾器将冷凝管3内壁上的水滴吹落到接收器5内的溶剂12中；直至冷凝管3内没有任何可见水并且接收器5内水的体积在至少5分钟内保持为常数，停止加热。接收器5冷却至室温时，放入超声波清洗器10，按照时间10秒、频率40khz、温度25°C进行超声处理；测定时，接收器5下部为细管并且有刻度，水含量通过刻度线读数。本方法的测定结果为2. 40% (m/m)，GB/T8929-2006的测定结果为2. 20% (m/m)。实施例2 按G0ST2477规定，所用蒸馏溶剂12为油漆工业用溶剂油，用天平准确称取一定量的原油样品加入IOOOmL圆底烧瓶，用量筒取适量的油漆工业用溶剂油加入IOOOmL圆底烧瓶，调节电加热套的加热电压，使馏出物以每秒2-5滴的速度滴进接收器5，用喷雾器将冷凝管3内壁上的水滴吹落到接收器5内的溶剂12中；直至冷凝管3内没有任何可见水并且接收器5内水的体积在至少5分钟内保持为常数，停止蒸馏；将接收器5放入超声波清洗器10，按照时间10秒、频率40khz、温度25°C进行超声处理；测定时，接收器5下部为细管并且有刻度，水含量通过刻度线读数。实验例3 以某进口原油为实验样品，用天平准确称取200克的原油样品加入IOOOmL圆底烧瓶，用量筒取200mL的油漆工业用溶剂油加入IOOOmL圆底烧瓶，调节电加热套的加热电压，使馏出物以每秒2-5滴的速度滴进接收器5，用喷雾器将冷凝管3内壁上的水滴吹落到接收器5内的溶剂12中；直至冷凝管3内没有任何可见水并且接收器5内水的体积在至少5分钟内保持为常数，停止加热。接收器5冷却至室温时，放入超声波清洗器10，按照时间10秒、频率40khz、温度25°C进行超声处理；测定时，接收器5下部为细管并且有刻度，水含量通过刻度线读数。本方法的测定结果为0.08% (m/m) ,G0ST2477的测定结果为0.05% (m/
m) o 以上三个试验例表明，本发明的水含量测定值更加接近实际值，接收器5壁上的水和溶剂12中的水更充分的流入水层中，测定结果更加准确。
权利要求
1.一种蒸馏法测定原油中水含量的装置，包括蒸馏烧瓶(7)、接收器(5)、冷凝管(3)、干燥管(I)、加热器(9)和喷雾器，所述的干燥管(I)通过橡胶塞(2)安装于冷凝管(3)的上部入口，所述的冷凝管(3)下部有锥形磨口 A (4)，冷凝管(3)通过锥形磨口 A (4)连接接收器(5)，接收器(5)下部有锥形磨口 B (6)，接收器(5)通过锥形磨口 B (6)与蒸馏烧瓶(7)连接，蒸馏烧瓶(7)内部盛装含溶剂的原油样品(8)，在蒸馏烧瓶(7)下部有加热器(9)，所述接收器(5)的下部为细管并且有刻度；所述的喷雾器用于在蒸馏过程中，将冷凝管(3)侧壁上的水滴，吹落到接收器(5)中；其特征在于所述的装置还包括超声波清洗器(10);所述的超声波清洗器(10)位于工作台上、其内部装有自来水(11)。
2.一种蒸馏法测定原油中水含量的装置的方法，其特征在于包括下述步骤 A、按现有的标准连接蒸馏烧瓶(7)、接收器(5)、冷凝管(3)、干燥管(I)、加热器(9)和喷雾器； B、按现有的标准进行蒸馏和冷凝； C、蒸馏结束后，取下冷却至室温的接收器(5)，将接收器(5)放入超声波清洗器(10)中，按照时间5-20秒、频率30-60khz和温度15-35°C的条件进行超声处理； D、按现有的标准读出接收器(5)中水的体积。
3.根据权利要求2所述的一种蒸馏法测定原油中水含量的装置的方法，其特征在于所述的现有的标准包括GOST 2477-65《石油和石油产品水含量测定法蒸馏法》或GB/T8929-2006《石油水含量测定法蒸馏法》。
全文摘要
本发明公开了一种蒸馏法测定原油中水含量的装置及其方法，所述的装置包括蒸馏烧瓶、接收器、冷凝管、干燥管、加热器、喷雾器和超声波清洗器，所述的超声波清洗器位于工作台上、其内部装有自来水。所述的方法包括在蒸馏结束后，取下冷却至室温的接收器，将接收器放入超声波清洗器中，按照时间5-20秒、频率30-60kHz和温度15-35℃的条件进行超声处理。由于本发明采用超声波装置处理接收器上的水滴，可以使溶剂中的微量水滴有效的回落到水层中，避免了不同试验人员处理接收器上水滴的人为误差，避免了不同标准间采用不同刮具的方法引起的误差，具有良好的稳定性和重现性，检测精度高。
文档编号G01N25/14GK102645447SQ201210144590
公开日2012年8月22日 申请日期2012年5月10日 优先权日2012年5月10日
发明者刘名扬, 孔平, 岳远明, 朱程云, 赵景红, 车如心 申请人:大连交通大学