目前，石油劣質(zhì)化日趨嚴(yán)重，油品中的水分也不斷增多，而水分對(duì)于石油產(chǎn)品的性能、運(yùn)輸儲(chǔ)存等方面具有不同程度的影響^[1-3]。因此，水分含量的測(cè)定也成為評(píng)價(jià)油品性能的一個(gè)重要指標(biāo)，如表 1 所列^[4-9]。近年來(lái)，測(cè)定石油產(chǎn)品水分主要有 4 種方法：蒸餾法、干餾減量法、氣相色譜法和卡爾·費(fèi)休法^[10-14]。前兩種方法精度差且測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)，氣相色譜法測(cè)定速度快，但準(zhǔn)備工作很長(zhǎng)；而卡爾·費(fèi)休法具有測(cè)定過(guò)程簡(jiǎn)單、快速，專屬性強(qiáng)、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)^[15-18]，故作為油品水分測(cè)定的**方法。該方法經(jīng)各G學(xué)者進(jìn)一步研究和改進(jìn)已成為G際上通用的水分測(cè)定法之一，也已廣泛用于各類型石油產(chǎn)品水分的測(cè)定^[19-21]。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析，研究卡爾·費(fèi)休法測(cè)定石油產(chǎn)品水分過(guò)程中不同因素的影響，并提出相應(yīng)的措施，進(jìn)一步完善和改進(jìn)其在油品分析的應(yīng)用效率，讓測(cè)定過(guò)程更簡(jiǎn)單、更快速、更精確。
 
1 試驗(yàn)部分
 
1.1 儀器與試劑
 
石油產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的水分質(zhì)量指標(biāo)見表 1。

JF-3 型庫(kù)侖法卡爾·費(fèi)休水分儀(大慶市日上儀器制造有限公司)；卡氏試劑(默克化工技術(shù)(上海)有限公司)；三氯甲烷(分析純，廣州化學(xué)試劑廠) ；無(wú)水甲醇(分析純，廣州化學(xué)試劑廠)；正己烷(分析純，廣州化學(xué)試劑廠)
 
標(biāo)準(zhǔn)水（UP 高純水）。
 
1.2 試驗(yàn)方法
 
滴定度標(biāo)定：在標(biāo)定模式下，準(zhǔn)確移取 10.0μ L 標(biāo)準(zhǔn)水**滴定池中，待反應(yīng)結(jié)束后輸入標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)量 ，儀器自動(dòng)計(jì)算出卡爾·費(fèi)休試劑的滴定度。選擇工作模式，用 10.0μL 標(biāo)準(zhǔn)水進(jìn)行反標(biāo)定，當(dāng)測(cè)定濃度為(100.00±2)%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)，滴定度可采用。
 
樣品的測(cè)定：根據(jù)油品的水分含量移取一定量的樣品，將樣品打入反應(yīng)池中，待反應(yīng)結(jié)束后，輸入樣品質(zhì)量，儀器會(huì)自動(dòng)計(jì)算出樣品的水分含量（%或 mg/kg），平行測(cè)定 3 次，取平均值。
 
2 結(jié)果與討論
 
2.1 測(cè)試環(huán)境濕度的影響
 
由于卡爾·費(fèi)休試劑吸水能力較強(qiáng)，隨著環(huán)境濕度的變化，樣品在電解池中會(huì)出現(xiàn)滴定時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高。
 
表 2 不同濕度對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果的的影響
Table 2 Effects of different humidity on the measurement results of experiment
 

	項(xiàng)目	相對(duì)濕度,%	標(biāo)樣水含量,%	測(cè)定結(jié)果,%	相對(duì)偏差,%
	1	45	0.046 8	0.043 9	-6.20
	2	50	0.046 8	0.044 5	-4.91
	3	65	0.046 8	0.052 2	11.54
	4	72	0.046 8	0.060 2	28.63
	5	80	0.046 8	0.067 8	44.87

 
由表 2 可以看出，在樣品含水量保證不變的情況下，隨著實(shí)驗(yàn)環(huán)境中空氣濕度的增大，測(cè)定結(jié)果的偏差也越來(lái)越大。
 
一般情況下不會(huì)產(chǎn)生明顯的影響，但是在空氣濕度較大的季節(jié)，影響明顯。由于濕度大，樣品容易吸收水分，并且進(jìn)入實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的水汽聚集在滴定池的器壁上，使得整個(gè)滴定池壁變濕。隨著滴定的進(jìn)行，滴定池壁上的水將不斷地參與反應(yīng)，導(dǎo)致滴定終點(diǎn)延遲，測(cè)定結(jié)果偏高。另外，實(shí)驗(yàn)環(huán)境的濕度過(guò)大，卡氏試劑若密封不好，極易與空氣中水分反應(yīng)，導(dǎo)致其濃度變化快，測(cè)定結(jié)果不準(zhǔn)確。
 
因此，為保證測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，要求實(shí)驗(yàn)環(huán)境濕度需要保持干燥，并且測(cè)定系統(tǒng)要盡可能密閉，防止水分滲入。可在滴定管上方安裝干燥劑，并及時(shí)做好進(jìn)樣墊的更換工作，防止空氣中的水分進(jìn)入
 
系統(tǒng)，確保分析準(zhǔn)確性。
 
2.2 樣品均勻程度的影響
 
水分在石油產(chǎn)品中是非均勻分布的，尤其是輕質(zhì)石油產(chǎn)品中，由于其密度比水小，大部分的水分沉在樣品底部。因此，在使用卡爾·費(fèi)休法測(cè)定水含量時(shí)，樣品均勻程度對(duì)測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性有很大的影響。本研究主要針對(duì)液體石油產(chǎn)品利用卡爾·費(fèi)休法測(cè)定水含量時(shí)，樣品均勻程度對(duì)其結(jié)果的影響。
 
由表 3 可以看出，在樣品含水量、取樣點(diǎn)和進(jìn)樣量保證不變的情況下，隨著搖勻時(shí)間的延長(zhǎng)，水分被均勻地分布樣品中，測(cè)定結(jié)果的誤差也越來(lái)越小，越接近樣品的真實(shí)值。
 
表 3 不同搖勻時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果的影響
 
Table 3 Effects of different shake time on measurement results
 

	搖勻時(shí)間/min	標(biāo)樣水含	測(cè)定結(jié)果,%	相對(duì)偏差,%
		量,%
	1	0.046 8	0.025 8	-44.87
	3	0.046 8	0.035 7	-23.72
	5	0.046 8	0.039 8	-14.96
	8	0.046 8	0.043 1	-7.91
	10	0.046 8	0.044 3	-5.34

 
表 4 未搖勻不同取樣點(diǎn)下對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果的影響
Table 4 Effects of different sampling points on the determination result when not shak
 

	取樣點(diǎn)	標(biāo)樣水含量,%	測(cè)定結(jié)果,%
	上部	0.046 8	0.019 8
	中部	0.046 8	0.031 1
	下部	0.046 8	0.068 1

 
油品中的水分主要以游離態(tài)的形式存在，以粗顆粒非均勻分布，或漂浮于表面或沉于底部。由表 4 可知，油品在未搖勻情況下取樣，取樣點(diǎn)在樣品上部時(shí)，由于水分沉于底部，測(cè)定結(jié)果會(huì)偏小，而取樣點(diǎn)在樣品下部時(shí)，結(jié)果會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于真實(shí)值。由此可見，樣品的搖勻程度與**終結(jié)果的準(zhǔn)確性有很大的關(guān)系。
 
因此，取樣前要把樣品充分混合均勻，取樣點(diǎn)必須保證具有代表性。取樣要迅速，避免樣品因在空氣中暴露過(guò)長(zhǎng)而影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。
2.3 卡氏試劑的影響
 
卡氏試劑的濃度會(huì)因化學(xué)穩(wěn)定性不好而發(fā)生變化，導(dǎo)致其滴定度也跟著變化，而卡氏試劑的滴定度是卡爾·費(fèi)休測(cè)定水含量的關(guān)鍵參數(shù)。
 
由表 5 可以看出，隨著時(shí)間的推移，卡氏試劑滴定度下降，是因?yàn)榭ㄊ显噭┦芸諝庵兴挠绊懀礈y(cè)試環(huán)境的濕度的增大。由于卡式試劑穩(wěn)定性隨時(shí)間不斷變化，所以測(cè)定新樣品時(shí)，需要重新標(biāo)定滴定度，并用卡氏試劑循環(huán)沖洗滴定管。
2.4 電極污染的影響
 
儀器使用電極為鉑電極，其表面清潔度直接影響水含量的測(cè)定。在油品分析過(guò)程中，由于油質(zhì)易附著在電極表面，造成電極污染，使儀器靈敏度降低，終點(diǎn)判斷滯后，影響測(cè)定準(zhǔn)確度。
 
從表 7 可以看出，電極被污染后儀器的測(cè)定準(zhǔn)確度差，**大相對(duì)偏差達(dá) 53.17%，準(zhǔn)確度偏低。而污染電極經(jīng)過(guò)丙酮浸泡擦拭處理后，測(cè)定結(jié)果**小相對(duì)偏差為 1.5%，測(cè)量準(zhǔn)確度明顯提升。
 
表 7  電極處理前后測(cè)定結(jié)果
 
Table 7 Measurement results of electrode before and after
 

	標(biāo)樣	污染電極處理前		污染電極處理后
		測(cè)定結(jié)	相對(duì)偏差	測(cè)定結(jié)果	相對(duì)偏差
	水含量/%
		果%	/%	/%	/%
	0.005 3	0.007 8	47.17	0.005 6	5.66
	0.012 6	0.019 3	53.17	0.012 9	2.38
	0.046 8	0.062 4	33.33	0.047 5	1.50
	1.251 3	1.752 3	40.04	1.281 5	2.41

 
3 結(jié) 論
 
（1）電極是影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果關(guān)鍵因素，為了使儀器處于**佳狀態(tài)，平時(shí)應(yīng)注意電極的維護(hù)和保養(yǎng)。
 
（2）由于卡爾·費(fèi)休試劑有較強(qiáng)吸水能力和毒性，因此儀器應(yīng)放置于通風(fēng)、干燥的地方。
 
（3）樣品分析應(yīng)嚴(yán)格控制進(jìn)樣速度一致，取樣要迅速，避免樣品因在空氣中暴露過(guò)長(zhǎng)而影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。
 
（4）本方法具有操作簡(jiǎn)單，分析速度快，檢測(cè)精度高等特點(diǎn)，適合于輕質(zhì)石油產(chǎn)品中微量水的實(shí)時(shí)監(jiān)控。