GB/T 11146-2009 原油水含量測(cè)定 卡爾·費(fèi)休庫(kù)侖滴定法

范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用卡爾·費(fèi)休庫(kù)侖滴定法直接測(cè)定原油中水含量的方法。
對(duì)于硫醇硫或二價(jià)硫離子硫的含量或二者的總量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))在0.005%~0.05%范圍內(nèi)的原油，該方法對(duì)水的測(cè)定范圍(質(zhì)量分?jǐn)?shù))是0.050%~5.00%；對(duì)于硫醇硫或二價(jià)硫離子硫的含量或二者(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的總量少于0.005% 的原油，該方法對(duì)水的測(cè)定范圍(質(zhì)量分?jǐn)?shù))是0.020%~5.00%。
注1: 大量物質(zhì)和多種化合物凝聚或發(fā)生氧化還原反應(yīng)會(huì)干擾卡爾·費(fèi)休庫(kù)侖滴定法測(cè)定水含量。然而，原油中的干擾物質(zhì)僅可能是硫醇和離子硫化物，并且，當(dāng)測(cè)定水的(質(zhì)量分?jǐn)?shù))范圍在0.050%~5.00%時(shí)，(質(zhì)量分?jǐn)?shù))少于0.05%的硫干擾很小。
注2: 對(duì)于硫醇硫或二價(jià)硫離子硫的含量或二者的總量(體積分?jǐn)?shù))少于0.05%的原油，且水的(體積分?jǐn)?shù))不在0.050%~5.00%范圍之內(nèi)時(shí)，可選擇的用體積測(cè)量試樣的試驗(yàn)方法。如果上述干擾物質(zhì)硫醇硫或二價(jià)硫離子硫的含量或二者的總量(體積分?jǐn)?shù))少于0.005%，該體積測(cè)量法也可用于測(cè)定0.020%~5.00%范圍的水含量(體積分?jǐn)?shù))。

原理
原油經(jīng)混合器混合均勻后，稱(chēng)取一定量的試樣注入到卡爾·費(fèi)休庫(kù)侖儀的滴定池中，在陽(yáng)極電解生成用于卡爾·費(fèi)休庫(kù)侖反應(yīng)的碘。當(dāng)所有的水被滴定，過(guò)量的碘通過(guò)電量終點(diǎn)檢測(cè)器檢測(cè)，滴定結(jié)束?；诜磻?yīng)的化學(xué)定量關(guān)系，1摩爾碘與1摩爾水反應(yīng)。根據(jù)法拉第定律即可求出樣品含水量。

試劑
二甲苯，分析純
爾·費(fèi)休庫(kù)侖試劑
使用滿(mǎn)足所述性能要求的可購(gòu)買(mǎi)到的試劑。
陽(yáng)極液
將商用卡爾·費(fèi)休庫(kù)侖陽(yáng)極液和二甲苯按6:4的體積比混勻。倘若滿(mǎn)足性能要求，也可使用其他比例的卡爾·費(fèi)休庫(kù)侖陽(yáng)極液與二甲苯的混合液。
陰極液
使用可購(gòu)買(mǎi)到的卡爾·費(fèi)休庫(kù)侖陰極液。
水，符合 ISO 3696:1987 的3級(jí)要求。

儀器
自動(dòng)卡爾·費(fèi)休庫(kù)侖滴定儀。
密閉的混合器。
注射器
試樣由玻璃注射器注入滴定池中，注射器針頭的長(zhǎng)度應(yīng)為插入隔膜后可達(dá)到陽(yáng)極液的液面下。針頭的口徑應(yīng)盡可能細(xì)，但也不能過(guò)細(xì)，以免進(jìn)樣時(shí)引起反向壓力或阻塞問(wèn)題。
注1: 針孔的合適尺寸為0.5mm~0.8mm。
注2: 推薦的注射器尺寸為:
a) 10μL，具有固定針頭，用于滴定器定期性能測(cè)試時(shí)水的注入；
b) 250μL和1mL，用于原油樣品的取樣。
天平: 能夠稱(chēng)量至0.1mg。
溫度計(jì): 能夠測(cè)量樣品溫度至1°C。

操作步驟
儀器的準(zhǔn)備
儀器按照要求進(jìn)行準(zhǔn)備和操作。在滴定池的外室加入陽(yáng)極液，加入量以廠(chǎng)家推薦的高度為準(zhǔn)；在內(nèi)室加入陰極液，陰極液的高度要低于陽(yáng)極液2mm~3mm。密封所有連接到滴定池的接頭，以防止大氣中的濕氣進(jìn)入。打開(kāi)滴定器和攪拌器，對(duì)滴定池里的殘留濕氣進(jìn)行滴定直到終點(diǎn)。在背景電流穩(wěn)定并
小于儀器廠(chǎng)商推薦的zui大背景電流之后，才能做后續(xù)操作。
注: 如出現(xiàn)持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的高背景電流，可能是由于滴定池內(nèi)壁潮濕引起的。輕輕搖晃滴定池(或加快攪拌速度)用電解液沖洗內(nèi)壁。同時(shí)，檢查所有裝置以確保大氣中的濕氣不會(huì)進(jìn)入到滴定池中。建議一直開(kāi)著滴定器以穩(wěn)定到一個(gè)低背景電流。
試驗(yàn)部分
按照所述混合樣品。取一支清潔、干燥且容量適宜的注射器(見(jiàn)表1)，用混合好的待測(cè)樣品沖洗至少3次。馬上抽取適量樣品，用濾紙擦干凈針頭，準(zhǔn)確稱(chēng)量注射器及其內(nèi)容物，至0.1mg。將注射器插入滴定池內(nèi)，開(kāi)始滴定，針頭低于液面注入全部試樣。取出注射器擦凈針頭，重新稱(chēng)量注射器，到0.1mg，記錄樣品量。到達(dá)滴定終點(diǎn)后，記錄滴定儀所顯示的水含量滴定值。

當(dāng)背景電流降到顯示的穩(wěn)定讀數(shù)時(shí)，另取一份試樣做重復(fù)測(cè)定。在重新抽取和注入樣品期間，應(yīng)確保樣品是均勻和穩(wěn)定的。測(cè)定的重復(fù)性應(yīng)符合規(guī)定的重復(fù)性要求。
用10μL注射器吸滿(mǎn)水并排出氣泡，用濾紙擦干凈針頭，將注射器針頭插到已達(dá)終點(diǎn)的電解液液面以下，快速將水注入，滴定水直至達(dá)到穩(wěn)定的終點(diǎn)并保持至少30s。加入水后不要搖動(dòng)滴定池。記錄達(dá)到終點(diǎn)所顯示的水含量測(cè)定結(jié)果。
校準(zhǔn)試驗(yàn)
隨著使用，試劑性能會(huì)降低，應(yīng)通過(guò)準(zhǔn)確注入10μL水進(jìn)行常規(guī)監(jiān)控。建議間隔為初始新鮮試劑到注入10次試樣后。當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，應(yīng)更換陽(yáng)極液和陰極液:
一一注入10μL水的滴定結(jié)果超出了10000μg±200μg；
一一背景電流持續(xù)偏高或者不穩(wěn)定；
一一在滴定池出現(xiàn)相分離或者樣品覆蓋了電極；
一一滴定池的樣品總量超過(guò)了陽(yáng)極液體積的三分之一；
一一滴定儀顯示錯(cuò)誤信息建議更換電解液。
如果滴定池被原油污染，應(yīng)用二甲苯*清洗陽(yáng)極室和陰極室。不能用丙酮或其他酮類(lèi)清洗。

計(jì)算
按式(1)計(jì)算水含量ω，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示:

式中:
ω 一一水含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，%；
m₁一一試樣質(zhì)量，單位為克(g)；
m₂一一滴定儀顯示的水的質(zhì)量，單位為微克(μg)。
如果另外要求將結(jié)果以體積分?jǐn)?shù)表示，則用式(2)計(jì)算:

式中:
φ 一一水含量(體積分?jǐn)?shù))，%;
ω 一一水含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，%;
ρ  一一原油樣品在20 0C 時(shí)的密度，單位為千克每立方米(kg/m3 )。

結(jié)果的表示
如果水含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))小于1.00%，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)報(bào)告樣品的水含量，到0.001%。
如果水含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))在1.00%~5.00%之間，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)報(bào)告樣品的水含量，到0.01%。


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