CN102645447A - 一种蒸馏法测定原油中水含量的装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
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--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。
1、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。
(1)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/T 11146-1999、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
(1)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GOST P51858-2002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:
(1)适用范围:GOST 2477适用于液体石油产品、润滑脂、石蜡、地蜡、蜡制品、沥青和原油;GB/T 8929、ISO 9029、ASTM D4006适用于原油。
(2)溶剂:GOST 2477规定溶剂为80~120℃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;ISO 9029和ASTMD4006规定溶剂为二甲苯。
(3)仪器:GOST2477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:GOST2477规定的试验时间为不超过1小时;GB/T8929、ASTM D4006和ISO 9029规定的实验时间至少在1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。GOST2477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GOST2477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、加热器和喷雾器,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℃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:
1、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。
附图说明
本发明仅有附图1幅,其中:
图1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,10、超声波清洗器,11、自来水,12、溶剂。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。如图1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1、加热器9和喷雾器,所述的干燥管1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1000mL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1小时或规定时间;冷凝管3内的循环水温度在20-25℃;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1:
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1000mL圆底烧瓶,用量筒取适量的油漆工业用溶剂油加入1000mL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1: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1000mL圆底烧瓶,用量筒取200mL的油漆工业用溶剂油加入1000mL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℃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1000mL圆底烧瓶,用量筒取200mL的200#汽油加入1000mL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℃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GOST2477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1000mL圆底烧瓶,用量筒取适量的油漆工业用溶剂油加入1000mL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℃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1000mL圆底烧瓶,用量筒取200mL的油漆工业用溶剂油加入1000mL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℃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),GOST2477的测定结果为0.05%(m/m)。
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。
Claims (3)
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(1)、加热器(9)和喷雾器,所述的干燥管(1)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(1)、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℃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/T 8929-2006《石油水含量测定法蒸馏法》。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
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C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120822 |