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常用原油含水率测试方法 1、 原油含水率静态测试方法分析 原油含水率静态测试方法是通过人工取样后运用物理或化学方法 实现油水分离后计算原油含水率。目前主要的静态测试方法有蒸馏法、 电脱法、卡尔·费休法。 1.1、蒸馏法 蒸馏法的测试原理是通过加热原油将油和水分离，分别测试原油 质量以及蒸发出的水分质量，并计算出水分的质量分数。蒸馏法的测 试过程是在原油中加入与水不相溶的溶剂，在原油与溶剂混合以后并 开始回流的条件下加热，此时原油、水分和溶剂在沸腾状态时会一起 蒸发出来，溶剂因沸点最低第一个被气化，之后水分通过冷凝管进入 水分接收器中，通过水分接收器的刻度读出水分的含量，从而计算出 原油含水率。图 1 为实验装置的示意图。 图 1 实验装置示意图 最初实验室通常采用蒸馏法测试原油含水率，但石油生产行业主 要根据《原油水含量测定法一蒸馏法》(GB/T8929-1988)来测试，石油 加工行业则按《石油产品水含量测定法一蒸馏法》(GB/T260-1988)测试。 GB/T8929-1988 使用有较大毒性的二甲苯做溶剂，对操作人员危害大， 同时也污染样品和环境;GB/T260-1988 则以直馏汽油 80℃以上的馏分 做溶剂，尽管毒性不大，但是测试的结果误差太大。 1.2 电脱法 电脱法的测试原理是通过高压电场，利用电破乳技术使油水分离， 来测试原油的含水率。这种方法适合一些仪器的设计开发，例如 Dst-III 石油含水电脱分析仪。电脱法的分析液量大、分析速度快，操作简单、 无“二次采样”误差以及安全可靠等优点使其备受青睐。但是电脱法同样 存在着一些缺点，如在脱水过程中，油样需要加温，易使原油剧烈沸 腾而外溢，与带电的内、外电极裸露的金属部分触碰，易引起电击危 险。图 2 为原油含水电脱分析仪结构示意图。 图 2 原油含水电脱分析仪结构示意图 1.3 卡尔·费休法 卡尔·费休法是实验室中标准的微量水分测试方法，对于有机液体，是 国 际 国 标 方 法 《 原 油 水 含 量 测 定 卡 尔 费 休 库 仑 滴 定 法 (GB/T 11146-2009 )。它的测试原理是利用含碘、二氧化硫、吡啶及无水甲醇 溶液(通常称为卡尔·费休溶液)与试样中的水进行定量反应，根据滴定 过程中消耗的卡氏试剂的量，计算原油的含水率。卡尔·费休法是有水 存在的条件下，样品中含有的水与卡尔·费休试剂中的产生化学反应。 但这个反应是可逆反应，如果想让化学反应一直向正方向发展， 则需要加入适当的碱性物质以中和生成的硫酸，这就需要在溶液中加 入吡啶来消耗己经生成的硫酸，其化学方程式为: C H NS0 不稳定，会与原油中的水发生反应，消耗掉一些水从而 5 5 3 影响测试结果，为了使它稳定，需加入无水甲醇，在无水环境中进行 实验。 在整个实验过程中通过阴阳电极来判断原油中的水分是否被完全 消耗，当原油中的水分被完全消耗掉之后，电极将不会导电，此时读 出消耗的卡尔.费休试剂的体积，即可计算出原油的含水率。图 3 所示 的检测仪器是由南京科环分析仪器有限公司生产的 KF-1B 型水分测定 仪，就是使用卡尔 ·费休法。KF-1B 型水分测定仪所使用的标准是 GBlT11146-2009 ，目前己经可以进行工业化原油含水率的检测分析。 图 3 KF 一 1B 型水分测定仪 但是卡尔·费休法只适用于微含水量的分析，对于高含水率的分析 就有些“力不从心”了，对于高含水率的原油会增加检测人员的工作量。 虽然卡尔·费休试剂可以多次使用，但是也存在失效问题，对同一样品 进行的多次测试，结果难以相同，因此无法对测定的结果做出准确的 判断，且测试所使用的溶剂也会污染电极的表面。同时，卡尔.费休法 对于外界环境要求比较高，整个实验过程必须在完全密闭的空间中进 行，否则空气中的水分会影响测试结果，因此也不适合野外作业。 2 原油含水率动态测试方法分析 随着科技水平的提升，原油含水率动态测试方法在油田生产中得 到了快速的发展，国内外先后开发出许多在线测试仪器，使用这些仪 器后降低了劳动强度，节约了生产成本，提高了测试速度和测试精度， 使油田自动化生产水平上升了一个新的高度。目前常用的动态测试方 法有:电磁法、密度法、电容法、超声波共振法、红外光谱法以及过程 层析成像法