卡尔费休库仑法测定奥里油中水分

库仑定律的应用

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石油与天然气化工 2001

卡尔费休库仑法测定奥里油中水分

分析测试

张 伟

(宁波出入境检验检疫局)

摘 要 介绍了卡尔费休库仑法测定奥里油中的水分。采用氯仿/无水甲醇混合溶液作为稀释溶剂,用DL37卡尔费休库仑水分测定仪能精确测定奥里油中的水分,加标回收率为99.5%~100.4%。

主题词 卡尔费休法 库仑法 奥里油 水分

1 奥里油慨况

奥里油产于委内瑞拉。在委内瑞拉的奥里诺科地带(Orinocobelt)蕴藏有大量的天然沥青,探明储量约有420 108t,以前由于异常粘稠难于开采利用。1988年,委内瑞拉与英国石油公司研究出乳化技术,采用注入乳化剂使沥青稀释采出地面,再送到乳化加工厂处理,使之形成约含70%油及30%乳化液(绝大部分为水)的非牛顿体新产品,取名为奥里油(ORIMULSION),主要供电厂发电使用。奥里油为 水包油!型乳化油,油滴被表面活性剂包围形成亲水界面薄膜包裹,水为连续相,油为分散相。典型的奥里油中水含量一般在29% 2%(m)范围内。

奥里油于1996年开始进入我国,根据生产厂家提供的分析手册中的方法,测定水分为改进的蒸馏法(ASTMD4006)。即在蒸馏时先用较小的功率加热1h,蒸馏出大部分水后,再用稍大的功率加热至水分接受器中的水位不再变化。本方法很难避免油品因局部过热而引起突沸,导致试验失败。原因主要有:加入二甲苯后,溶液容易出现分层现象,下层的水容易突沸。另外,在蒸馏过程中,由于样品含水量较多,冷凝下的液滴滴入蒸馏液中,极易发生剧烈汽化现象,导致水分损失,试验失败。同时,试验时间比较长,蒸馏一次需要1.5h以上。

我们在试验中发现了蒸馏方法的不足,经查阅未发现国内关于奥里油水分测定的报道。经过试验,发现可以用卡尔费休库仑法解决奥里油的水分测定问题,方法简便、快速、精度较高。

这类仪器大致可分为两种,一种是电位法,另一种是库仑法,也叫电量法,我们根据已有的仪器,采用的是卡尔费休库仑法。

2.1 仪器与试剂

仪器:采用METTLERDL37型卡尔费休库仑法水分测定仪。此仪器的滴定池分为滴定杯(内加阳极液)以及内置滴定管(内加阴极液),内置滴定管内有一隔膜,检测电极为双铂电极,通过测量电解产生碘的电量来计算水分,因为在卡尔费休反应中,碘能与水定量反应。测定时,试样加在滴定杯的阳极液中。

试剂:所需试剂为无吡啶卡尔费休试剂(分阴极液和阳极液,阳极液中溶剂为甲醇,pH缓冲剂为二乙醇胺)、氯仿(分析纯)和无水甲醇(分析纯)。2.2 测定步骤

配制氯仿/甲醇混合溶液A:取300ml氯仿加100ml无水甲醇,均匀混合。放于一干燥玻璃瓶中,注意密封。

配制油样溶液B:取约100ml混合溶液A,准确称量其重量(m1),再准确称量约1g奥里油样品(m2),放入混合溶液中,摇匀,油样应该能够完全溶解于此溶液。

吸取混合溶液A约1~2ml,测定其水含量W1。用DL37测定时,只要在仪器的参数中输入样品的质量,则可选择仪器给出用质量分数表示的结果。吸取油样溶液B约0.5ml,测定其水含量W2。用下列公式计算样品含水量WS。

WS=

(m1+m2)W2-m1W1

m2

2 卡尔费休库仑法测定的步骤

卡尔费休法是一种经典的检测样品中水含量的化学分析方法,随着现代科技的发展,一些仪器公司先后式中:WS为油样中水的质量分数,%;W1、W2分别为质量分数,%。

3

库仑定律的应用

第30卷 第2期 卡尔费休库仑法测定奥里油中水分

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3.1 条件选择

由于滴定试剂溶剂(阳极液)为甲醇,而奥里油样品为沥青和水的混合物。沥青不溶解于甲醇中,直接加样品测定,显然无法得出正确结果。考虑到氯仿与甲醇互溶,而沥青能溶解于氯仿中,用氯仿和甲醇的混合液应该能解决这个问题。另外,奥里油的水分含量达到30%,由于仪器通常要求测试样中的水分的绝对量为2~5mg,如果直接测定,由于称样量太小,将导致误差增大。所以我们在测定时,对奥里油样进行了稀释,并使其溶解。氯仿/无水甲醇混合液的比例非常重要,要求既能溶解奥里油中的沥青成分,又能溶解其中的水分。以下是混合液的溶解性试验:

配制一定比例的混合液各100ml,分别加水和奥里油,观察混合液对水和奥里油的溶解性(见表1)。

表1 氯仿/甲醇溶液对水和奥里油的溶解试验氯仿#甲醇溶解水现 象 说 明

体积比量,g油量,g50#5016不溶加奥里油不溶解,有大量的沥青液滴。60#4010不溶加奥里油不溶解,有大量的沥青液滴。70#3080#2090#1095#5

5.53.01.00.5

<6<8<3<1

加6g奥里油溶解,再加有沥青液

滴析出。溶液静置过夜后有少量沥青液滴出现。 加8g奥里油溶解,静置过夜后稳,过量后有水分离出来。 仅能溶解3g奥里油,过量有水分离出来。 仅能溶解1g奥里油,过量有水分离出来。

破坏了其乳化膜,导致油样不稳定。因此,采到的油样需要马上测定,以保证结果的可靠性。

由于采用稀释法,样品的用量大大减少,一次仅需要1g左右,这就要求采集的样品具有良好的代表性。

4 卡尔费休库仑法测定的精度

4.1 重复性测试

重复测定同一奥里油样7次,测试三个奥里油样,测定结果见表2。

表2 卡尔费休库仑法测定奥里油中水含量的重复性序号供方报告值

1234567平均标准偏差相对标准偏差,%比对误差,%100%。

油样129.0229.5129.5229.5629.6029.6629.4429.5729.550.0700.241.83

油样229.8329.8929.5829.5329.6929.6629.9429.8729.740.1620.55-0.31

油样330.1630.2530.5230.3630.5530.3630.2430.2930.370.1240.410.69

注:比对误差=[(测定值-供方报告值)/供方报告值]

由表2可知,采用卡尔费休库仑法测定奥里油中的水含量具有良好的重复性,相对标准偏差小于0.6%。卡尔费休法与蒸馏法的比对误差在2%以内,说明两种方法获得的结果是一致的。4.2 标准加入法计算方法的回收率

由于无奥里油标准样品,故采用标准加入法测定本方法的回收率。各取100ml混合溶剂,加1ml奥里油样品,分别加入蒸馏水0.1~0.7g,测定溶液含水量,扣除奥里油水分后,加标试验结果见表3。

表3 卡尔费休库仑法测定水含量时的加标回收率1234567

加入水量,g0.09810.19250.30120.38410.51080.59176821测定结果,g0.09830.19160.30110.38460.51260.59156809回收率,%100.2099.5399.97100.13100.3599.9799.82

由表1可知,对于奥里油,用氯仿/甲醇体积比为7#3到4#1的混合溶液做溶剂较好。不仅能较多地溶解奥里油中的沥青成分,而且能溶解其中的水分,从而保证溶解后样品溶液的均匀性。

奥里油溶液在阳极液中的溶解性试验:由于阳极液的溶剂为甲醇,故用无水甲醇试剂代替。吸取上面氯仿/甲醇比为80#20的奥里油溶解试验余下的溶液(100ml加8g奥里油),逐步加入50ml无水甲醇中,发现即使加入多达15g的奥里油溶液,无水甲醇中仍未见有沥青液滴析出,甲醇溶液均匀。说明阳极液能够测定上述的奥里油溶液。因为油样含水高达30%左右,为保证实验时样品称量的准确度,奥里油稀释倍数选择为100左右较合适。

3.2 注意事项

奥里油是一种乳化液,据资料介绍,其稳定性很高,在储罐中放置2~4年不分层。但在实际分析中发现,少量样品放置一段时间后会产生分层,上面为水,下面为含水较少的乳化液。试验显示,下层的含水量由表3可知,卡尔费休库仑法测定水含量时的加

标回收率在99.5%~100.4%之间,说明此方法的准确度较高。

5 讨论及结论

现将卡尔费休库仑法与供方提供的改进蒸馏法(ASTMD4006)测定奥里油中水分的结果比较如下:

(下转第104页)

库仑定律的应用

从式中可看出,当G一定时,h越大,抽空力p越大。由于天然气相对密度在0.5~0.6之间,通过计算可知:1m垂直高度天然气柱抽空力约为5Pa左右。

空。

(3)管线裂口抢修放空时,应在放至接近零时关闭所有放空阀,让裂口放空,不能再开放空阀形成抽(4)管线放空完后,应于施工点两端收发球筒加入隔离球于管中数十米,再开启干线放空阀后方能施工作业。以防止抽空及阀门内漏天然气影响施工作业。

(5)若施工两端为干线切断球阀无法加隔离球,则应想办法从收发球筒通过监听将隔离球发至施工点两端附近,或从换管施工点断管后直接加入隔离球于管中1m左右。开启切断球阀处放空阀再施工作业。

(6)施工完后若置换空气应采用通球置换,以避免空气滞留使天然气&空气混合,特别是大管线应严格做到这一点。

作者简介

郭裕富:1955年生,1981年毕业于重庆石油校采气专业,长期在重庆气矿从事天然气储运工程技术工作。地址:(635100)四川大竹东湖路大竹输气队。

收稿日期:2000-12-22 编辑:冯学军

3 天然气抽空的控制

抽空的存在是天然气密度较空气小的固有性质而客观存在的,但不一定就会产生抽空现象。抽空是可以控制和避免的。如图1中关闭放空阀 或%不形成抽空通道就不会发生抽空。如上述1998年的事故,若是干线放空阀关闭就不会发生抽空,就不会出现管线内燃,就不会出现混合气体进入站场设备中再混合达到较高压力的爆炸混合气体。1987年某线裂口施工中,若施工前就关闭了站场放空阀,就不至于大火严重影响施工。

在现场集输生产作业中,对控制抽空、保证安全的几点建议:

(1)管线放空压力接近零时应只开一端放空阀放空,不能两端都开着放空口形成抽空通道。

(2)若点火放空时,待火苗高约1m时应及时关闭此端放空阀,让另一端放空。

(上接第97页)

(1)重复性方面,经过试验,蒸馏法测定奥里油水含量的相对标准偏差为0.8%;卡尔费休库仑法的相对标准偏差小于0.6%。显然,卡尔费休库仑法的重复性较好。在准确度方面,两种方法相互吻合,卡尔费休库仑法的加标回收率在99.5%~100.4%之间,完全能满足对油料的检验要求。

(2)试验用时方面,蒸馏法每次至少为1.5h,卡尔费休库仑法测试每次为5min。

(3)操作方面,蒸馏法要求缓慢加热,防止突沸,试验中较难控制;卡尔费休库仑法操作简便,只需注意操作过程中防止溶液吸收环境水分。

(4)样品用量方面,蒸馏法需要10~20g样品用

量;卡尔费休库仑法一次仅需要1g左右,但对样品的代表性要求更高。

从以上对比可得出结论:测定奥里油的水含量时,卡尔费休库仑法与蒸馏法相比,在重复性、可操作性、样品用量等方面都具有较明显的优势,完全可代替蒸馏法。我们目前已采用卡尔费休库仑法测定奥里油中的水含量,并获得了供需双方的认可。

参考文献

1 MettlerDL37型卡尔费休库仑法水分测定仪说明书

2 CharacterizationofOrimulsion,QualityControlManual,Version2.0,July,

1993.IntevepS.A.onBehalfofBitorS.A.SubsidiariesofPetroleosde

VenezuelaS.A.

收稿日期:2000-07-28 收修改稿:2000-09-18 编辑:杨 兰

下期要目

1 2 3 4 5 6 7 超临界流体在天然气化工中的应用长链烯烃与苯烷基化反应动力学研究南充轻烃装置二次回收工艺技术研究双环戊二烯催化加氢技术进展

草酸对超稳Y型分子筛的分子修饰

我国催化干气综合利用技术及其新的研究进展7万吨/年硫磺回收装置设计特点及问题探讨8 柴油低温流动改性剂的合成与使用效果研究9 混合稀土羧酸盐作为汽油抗爆剂的研究10 ASP驱油过程中蒙脱石的碱溶规律研究11 AMPS聚合物及钻井液体系研究及其应用12 MTS分光光度法检测汽油中的微量铅13 长庆气田含醇污水回收工艺技术探讨14 汽车尾气污染防治技术

库仑定律的应用

viscosityreducerhasgoodviscosityreducingeffect.Whenthedosagearrivesat400ppm,viscosityreducingrateis70%.Meanwhilediscussesaffectingfactorsonviscosityre ducingeffectinreactingtime,reactingtemperature,thepro portionofreactant,catalystdosage,andsoon.

SUBJECTHEADINGS:viscouscrudeoil,viscosityreducer,combcopolymer,methylester(MAME),acrylicamide(AA),styrene(s),octadecanol

MICELLARCO-POLYMERIZATIONOFACRYLICACIDOCTADECYLACRYLATEANDEFFECTOFTEMPERATURE,SALINITYANDSHEARRATEONITSVISCOSITY

TangShuzhong,WangQiang,LiuZhenjun,etal(De partmentOfChemicalEngineering,SouthwestPetroleumIn stitute).CHEMICALENGINEERINGOFOILANDGAS,VOL.30,NO.2,pp89~91,2001(ISSN1007-3426,INCHINESE)

ABSTRACT:Octadecaylacrylate(OA)wasmadeofacrylicacid,octadecaanolandchlorinatedsulfoxide.OA-AMdipolymerwassynthesizedfromacrylamide(AM),oc tadecylacrylate(OA)bymicellarco-polymerizationinaqueoussolution.Polymerizationtechniqueconditionsandtheireffectsonthepropertiesofproductswerestudied.Salttoleranceandtemperatureresistancepropertiesofthisdipolymerwereinvestigatedpreliminarily.Theresultsshowedthatthedipolymerhadbetterviscosifyingcapacityinbrineatelevatedtemperaturethanthepolyarylamideandthedipoly merhadthereversibilityoftherheologicalmeasurement.SUBJECTHEADINGS:hydrophobicassociationwa ter-solublepolymer,salttolerance,temperatureresistance,micellarco-polymerization

NEWDEVELOPMENTDIRECTIONSOFDEMULSI FIER

ChenHeping,XuJiaye,ZhangQunzheng(DepartmentofPetroleumChemicalEngineering,Xi anPetroleumInsti tute).CHEMICALENGINEERINGOFOILANDGAS,VOL.30,NO.2,pp92~95,2001(ISSN1007-3426,INCHI

NESE)

ABSTRACT:Thenewdevelopmentdirectionsofdemulsifierhavebeensummarizedcomprehensively.Thede tailsofthenovelnonchemicaldemulsifier,emulsionbreaking

methodsandthetechnologyhavebeenmentionedaswell.

SUBJECTHEADINGS:chemicaldemulsifier,non-chemicaldemulsifier,emulsionbreakingmethods,selectionDETERMINATIONOFWATERCONTENTINORIMULSIONBYKARLFISCHERCOULOMETRICPROCEDURE

ZhangWei(NingboEntry-ExitInspectionandQuar antineAdministration).CHEMICALENGINEERINGOFOILANDGAS,VOL.30,NO.2,pp96~97,2001(ISSN1007-3426,INCHINESE)

ABSTRACT:ThispaperintroducesthewatercontentdeterminationmethodinorimulsionbyKarlFischercoulo ingthechloroform/anhydrousmethanolasthesolventoforimulsion,thewatercontentinorimulsioncanbedeterminedpreciselybyDL37KarlFischertitrator.Therecoveryis99.53%~100.35%.

SUBJECTHEADINGS:KarlFischermethod,coulo metricdetermination,orimulsion,watercontent

STUDYOFTHETOTALCONTROLOFPOLLUANTSDISCHARGINGINPETROLEUMINDUSTRYYuXiaoli,DuWeidong(EnvironmentalMonitoringCen tre,CNPC).CHEMICALENGINEERINGOFOILANDGAS,VOL.30,NO.2,pp100~102,2001(ISSN1007-3426,INCHINESE)

ABSTRACT:Thetotalcontrolisasystemengineer ing,whichconsistsofheadstreamcontrol,processingcontrolandtreatmentinend.Monitoringisanavailabilitymethodforthetotalcontrol.Thispaperanalyzesexistingproblemsinthetotalcontrol,discussesthetotalcontrolbasicamountinwastewaterdischarging,dischargingreachingstandardratio,andsoon.Thecalculatemethodsoftheseparametersareprovided.

SUBJECTHEADINGS:totalcontrol,totalcontrolbasicamount,dischargingreachingstandardratio

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/h3km.html