在石油加工過(guò)程中，含水過(guò)多會(huì)造成蒸餾塔操作不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐蓻_塔事故等諸多問(wèn)題，因此在原油生產(chǎn)中需要測(cè)定原油含水率。原油中水主要存在形式有懸浮水、游離水、溶解水。油水混合物有兩種形式：油包水和水包油。目前國(guó)家和行業(yè)測(cè)定含水的方法很多，其中通用的是原油蒸餾法。蒸餾法測(cè)定含水小于1%的油樣的精密度高，但取樣隨機(jī)性大，在測(cè)量過(guò)程中存在多種影響測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度的因素。

1 蒸餾法測(cè)定原油含水率的原理

在循環(huán)水的冷凝下將一定量的油樣與不溶于水的溶劑混合緩慢加熱，控制餾出物以2～5滴/s的流速滴進(jìn)接收器。油樣、溶劑和水一起蒸餾，由于水的相對(duì)密度大于溶劑，從而沉降到接收器刻線(xiàn)管下部，溶劑與油再次進(jìn)入燒瓶中繼續(xù)蒸餾和分離，直至接收器刻線(xiàn)管下部水量不再增加，接收器上部澄清時(shí)停止加熱。根據(jù)試樣的用量和蒸出水的體積計(jì)算出含水率。

2 測(cè)定含水率的影響因素

2.1 取樣和處理試樣

原油乳化液屬于不穩(wěn)定體系，隨著存放時(shí)間越長(zhǎng)，油和水會(huì)不斷分離，上部油樣含水不斷減少，下部原油含水不斷增大，所以任何一個(gè)部位油樣的原油含水都不能代表整罐油樣的含水，這就要求嚴(yán)格按照三級(jí)取樣，以保證油樣的代表性。樣品底部不含游離水說(shuō)明該原油乳化液屬于穩(wěn)定體系原油，經(jīng)搖動(dòng)后有一定穩(wěn)定度，短時(shí)間不會(huì)迅速分離，所以可以通過(guò)劇烈震蕩后稱(chēng)取試樣，以減小誤差；油樣下部含有游離水，劇烈搖動(dòng)后原油乳化液還是屬于不穩(wěn)定體系，所以將上部乳化原油和下部游離水分開(kāi)計(jì)算，把除去游離水的乳化原油劇烈搖勻，蒸餾測(cè)定原油含水率。

2.2 測(cè)量準(zhǔn)備工作

測(cè)量?jī)x器清潔干燥，防止水滴掛壁。加熱試樣到具有足夠流動(dòng)性時(shí)的低溫度，稱(chēng)取前應(yīng)該劇烈振蕩，使油和水混合均勻。在冷凝管上部用棉花或者干燥劑塞住，防止外部水進(jìn)入冷凝管內(nèi)。儀器氣密性良好，阻止系統(tǒng)內(nèi)水分的損失。

2.3 溶劑的選擇

在應(yīng)用GB/T8929和GB/T260標(biāo)準(zhǔn)對(duì)原油含水進(jìn)行測(cè)量中，都要加一種不溶于水的溶劑，溶劑在整個(gè)過(guò)程中對(duì)原油起著溶解、稀釋、分散、洗滌、攜帶作用。原油流動(dòng)性差，存在油包水和水包油現(xiàn)象，含水高、含雜質(zhì)導(dǎo)致的粘壁掛水現(xiàn)象決定了對(duì)溶劑的溶解性有更高要求。

從蒸餾法測(cè)定原油含水原理可看出溶劑必須具備合適溶解性、初餾點(diǎn)和餾程。溶劑初餾點(diǎn)低于水的沸點(diǎn)，原油中所含水分不能充分的蒸發(fā)出來(lái)；溶劑的餾程過(guò)寬，即便初餾點(diǎn)合適，也無(wú)法使溶劑充分蒸發(fā)循環(huán)，將水?dāng)y帶出來(lái)。通過(guò)表1數(shù)據(jù)可看出二甲苯的溶解性高于200#溶劑油，餾程窄，初餾點(diǎn)也合適，毒性小于苯和甲苯，高于200#溶劑油和普通汽油，因此在GB/T8929中二甲苯為溶劑。由于二甲苯有毒，不能接觸皮膚，必須在通風(fēng)良好或者實(shí)驗(yàn)儀器是*密封情況下使用。經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)得到200#溶劑油和二甲苯蒸餾出來(lái)結(jié)果與實(shí)際結(jié)果接近，因此在一般情況下200#溶劑油可代替二甲苯作蒸餾溶劑。200#溶劑油的缺點(diǎn)是餾程范圍寬，在測(cè)量含水率高和復(fù)雜原油時(shí)容易發(fā)生爆沸和沖樣，影響分析結(jié)果準(zhǔn)確性，還能造成火災(zāi)事故。

2.4 在含水測(cè)定中加熱速度與循環(huán)水溫度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響

由于原油組成、類(lèi)型不同，原油和溶劑混合在一起的沸騰情況不同。對(duì)加熱和循環(huán)水溫度的要求也不同。加熱速度過(guò)快或者過(guò)慢都容易造成原油發(fā)生爆沸，導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行測(cè)定。加熱速度過(guò)慢，測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)，在樣品含水率高時(shí)，水滴可能在蒸餾燒瓶上凝結(jié)，增加爆沸風(fēng)險(xiǎn)，增加控制難度，所以控制加熱速度也是減少誤差的方法之一，一般控制餾出物以2～5滴/s的流速滴進(jìn)接收器為宜。循環(huán)水溫度過(guò)高，冷凝效果差，蒸發(fā)的水氣無(wú)法*冷卻凝結(jié)，增加了突沸的可能和在系統(tǒng)中可能存在水分損失的風(fēng)險(xiǎn)；循環(huán)水溫度過(guò)低，會(huì)提高測(cè)定成本，增加能耗。所以為了提高準(zhǔn)確性，因根據(jù)外界溫度調(diào)節(jié)冷凝液的溫度，使冷凝液始終保持在冷凝器冷卻水口處，至此冷卻水應(yīng)保持在20～25℃為宜。

2.5 儀器選擇

目前蒸餾法測(cè)定含水的儀器主要有兩種：一種是全自動(dòng)儀，包括集加熱控制，磁力攪拌，自動(dòng)定時(shí)，自動(dòng)制冷循環(huán)水；一種是可控電熱套蒸餾儀?？煽仉姛崽椎娜秉c(diǎn)是，第1無(wú)磁力攪拌，由于原油組成復(fù)雜性，可能造成爆沸；第二無(wú)可控循環(huán)冷卻水，當(dāng)外界溫度變化大時(shí)，無(wú)法控制冷卻水溫度，容易造成大量水由系統(tǒng)中帶出。

綜上所述，為提高蒸餾法原油水含量測(cè)定的準(zhǔn)確度，可采取以下措施：①采樣必須具有代表性，在稱(chēng)量樣品時(shí)必須劇烈搖勻；②可選擇溶解性好的200#溶劑油，使用時(shí)竟可能防止爆沸；③蒸餾嚴(yán)格控制加熱速度和循環(huán)水溫度；④使用有攪拌裝置，可控冷卻水溫度的全自動(dòng)儀。